Papier-Lexikon: 3 Bände. Bd. I: A–F. Bd. II: G–Q. Bd. III: R–Z [1 ed.] 9783886404803, 9783886400805

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Papier-Lexikon

Papier-Lexikon Herausgeber: Prof. Dr. Dr. Lothar Göttsching Dr. Casimir Katz

Bandi A-F Band 2 G-Q Band 3 R-Z

Deutscher Betriebswirte-Verlag GmbH

Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme Papier-Lexikon / Hrsg.: Lothar Göttsching ; Casimir Katz. Gernsbach : Dt. Betriebswirte-Verl. ISBN 3-88640-080-8 Bd. 1. A - F . - 1999 Bd. 2. G - Q . - 1999 Bd. 3. R - Z. - 1999

Papier: 90 g/m 2 nopaCoat classic silk ein Produkt der Nordland Papier AG

© Deutscher Betriebswirte-Verlag GmbH, Gernsbach 1999 Satz: Deutscher Betriebswirte-Verlag GmbH, Gernsbach ISBN: 3-88640-080-8

Vorwort In unserer Zeit des zügigen technischen Fortschritts und der zunehmenden Differenzierung von Sachgebieten bedarf es einer Aktualisierung von allgemeingültigen Informationen in Form von Handbüchern als leicht verständliche Nachschlagewerke, die sowohl dem Fachmann als auch dem Auszubildenden und Studierenden eine Horizonterweiterung bieten. Ältere Semester mögen sich noch an das Handbuch der Papier- und Pappenfabrikation (Papierlexikon) erinnern, das als zweite Auflage in 26 Lieferungen zwischen 1965 und 1971 i m Dr. Sändig Verlag K G (Wiesbaden) erschienen ist. Nunmehr ist es geboten, mit diesem neuen Papierlexikon die nach rund 30 Jahren entstandenen Lücken zu schließen und den Stand der Technik in überschaubarer Form vorzustellen. Ein Team von über 60 Autoren hat sich mit über 3.500 Begriffen auseinandergesetzt, die sich auf folgende Sachgebiete konzentrieren: • • • • • • • • • • •

Papiergeschichte Rohstoffe (Holz, Einjahrespflanzen, Mineralien) Chemische Zusatzstoffe Maschinen, Aggregate und Anlagen der Faserstoff- und Papierherstellung Verfahren der Faserstoff- und Papierherstellung sowie Papierveredelung Maschinen und Verfahren der Papierverarbeitung Materialien, Maschinen und Verfahren der Drucktechnik Maschinen und Verfahren der Umwelttechnik Gesetzliche Regelwerke des Umweltschutzes Papiereigenschaften und ihre Prüfung Papiersorten

Der thematische Bogen erstreckt sich also über die gesamte Papierkette von der Forst- und Holzwirtschaft über verschiedenartige Stoffgruppen und Verfahrenstechniken bis hin zur Entsorgung und zum Recycling, auch unter Berücksichtigung von gesetzlichen Rahmenbedingungen. Ein vergleichbares Werk mit einer derartig flächendeckenden Behandlung von Sachverhalten lässt sich im internationalen Bereich kaum finden. Vor diesem Hintergrund ist es nicht vermessen, von einem Standardwerk zum vielfältigen Gebrauch seitens verschiedener Zielgruppen zu sprechen, angereichert durch einen sachkundigen Blick in die Papiergeschichte. Der Dank der Herausgeber gebührt den Autoren aus Forschung und Industrie, die mit großem Engagement aus ihrem Fundus an Wissen und Erkenntnissen geschöpft haben. Möge dieses dreibändige Werk eine wertvolle Hilfe sein, um über den eigenen beruflichen Horizont hinaus den Blick auf zwar verwandte, aber nicht allzu bekannte Nachbargebiete innerhalb der Papierkette zu werfen. Sollten ansonsten interessierende Begriffe in diesem Werk vermisst werden, dann möge dies der Leser verzeihen und sich mit Vorschlägen an den Verlag oder die Herausgeber wenden.

Darmstadt, i m Juni 1999

Prof. Dr. Lothar Göttsching

Vorwort In den fast 50 Jahren, in denen ich mich mit der Papierwirtschaft beschäftige, vermisste ich schon immer ein umfassendes Nachschlagewerk zum Thema Papier, das über alle Bereiche, von Holzschliff-, Zellstoff-, Papier- und Kartonerzeugung, die Stofftechnik, die Weiterverarbeitung, den Handel und die Papierrohstoffe unterrichtet, ein Werk, mit dem sowohl der Ingenieur als auch der Kaufmann, der erfahrene Experte wie auch der Student arbeiten kann. Die schnelle Entwicklung der Technik i m letzten Jahrzehnt mit der EDV- und Prozesssteuerung, die immer leistungsfähiger und größer werdenden Anlagen, die Erschließung neuer Rohstoffe sowie die Erfindung neuer Spezialsorten haben zu einem Bedürfnis an Informationen geführt, das schnell und kompetent befriedigt werden soll. Bei der Erstellung unserer Fachwörterbücher haben wir erkennen können, wie explosionsartig die Wissensgebiete sich erweitert haben. Selbst Fachleute stehen oftmals vor unbeantworteten Fragen. Als ich mit meinem Vorschlag an Herrn Professor Göttsching herantrat, den Leiter des Instituts für Papierfabrikation der Technischen Universität Darmstadt, war er sogleich bereit, die Herausgeberschaft dieses großen Werks tatkräftig anzupacken. Es gelang ihm, durch seinen immensen Einsatz und mithilfe von über 60 Autoren aus Wissenschaft und Praxis ein umfassendes Standardwerk zu schaffen. Ihm und den Autoren gilt mein ganz besonderer Dank für die zügige Bewältigung dieser Aufgabe. Dabei möchte ich auch den Computerfachleuten danken, die die nicht leichte Erstellung und Koordination der zahlreichen Abbildungen, Grafiken und Tabellen ermöglichten. Ich hoffe, dass das neue Werk sich als große Hilfe für alle in der Papierwirtschaft Tätigen bewähren wird.

Gernsbach, i m Juni 1999

Dr. Casimir Katz

Band 1 Vorwort Prof. Dr. Lothar Göttsching Vorwort Dr. Casimir Katz Fachbegriffe A - F

Band 2 Fachbegriffe G - Q

Band 3 Fachbegriffe R - Ζ Anhang Literaturhinweise Neue Europäische Altpapiersortenliste Abkürzungsverzeichnis Autorenverzeichnis

11 A

Hauptreihe der Endformate (ISO-A-Reihe, —> Format) für alle Arten von —> Büropapier und Drucksachen im administrativen und geschäftlichen Verkehr. NE

Abakahanf (abaca, mattila hemp) —> Manilahanf

Abbaubarkeit (degradability) —* Biologischer Abbau

Abbinden (setting) Beim Einsatz von —» Klebstoffen, bindemittelhaltigen —> Druckfarben und —> Streichfarben wird das Erhärten (Erstarren) beim Übergehen vom flüssigen bis pastösen Zustand in den festen, elastischen bis spröden Zustand als Abbinden bezeichnet. Diese kolloid-chemischen Vorgänge sind bei anorganischen Bindemitteln (z.B. —• Gips, —• Wasserglas) begleitet durch —» Verdunsten überschüssigen Wassers. Bei organischen Bindemitteln (z.B. —> Mineralöle und Alkydharze) wird die Verfestigung durch Oxidation oder —• Polymerisation bewirkt. Bei flüssigen Klebstoffen verdunstet das Wasser bzw. das organische —> Lösungsmittel. Schmelzkleber (—• Hotmelts) bindet durch Abkühlen ab. Das Abbinden lässt sich beschleunigen durch Verändern der physikalischen Bedingungen (z.B. Erwärmen, —•Trocknen der Druckfarbe) oder durch Zusatz von Härtern (z.B. Katalysatoren, Oxidationsmittel). Speziell in der Druckweiterverarbeitung wird das Abbinden nach DIN 16500-11 als Verfestigen von Flüssigkeiten und Pasten, so z.B. bei der Haftung von Klebstoff auf Papier oder Karton, bezeichnet. Während des Abbindens entsteht die für Klebstoffe charakteristische Kohäsionswirkung zwischen den Klebeflächen der zu verbindenden Körper.NE

Abdampf (exhaust steam) Unter Abdampf versteht man denjenigen Dampf, der nach dem mit Energieabgabe verbundenen Durchlauf aus einem dampfbetriebenen Aggregat (z.B. —• Dampfturbine als Gegendruckturbine) austritt und dessen verbleibende Wärmeenergie als Prozesswärme (—» Heizdampf) z.B. in den Zylindern der —> Trockenpartie von Papiermaschinen noch zu nutzen ist. Gegendruckturbinen kommen bei —• Kraft-Wärme-Kopplung zum Einsatz, die sich in der Zellstoff- und Papierherstellung aufgrund des gleichzeitigen Wärme- und Kraftbedarfs, meist auf den Wärmebedarf ausgerichtet, anbietet. Abdampfturbinen (in der Regel als Kondensationsturbinen betrieben) können entsprechenden Abdampf nutzen, der schließlich als —> Kondensat anfällt und erneut als —» Kesselspeisewasser dem Dampfkessel zugeführt wird. HU

Abdeckklebeband (masking adhesive tape) Abdeckklebeband ist ein weißes oder gefärbtes, imprägniertes und beidseitig mit speziellen Barrierebeschichtungen versehenes Papier für technische Anwendungen. Das Rohpapier wird in flächenbezogenen Massen von meist 40 bis 70 g/m 2 bei Geschwindigkeiten bis ca. 400 m/min, zu ca. 90 % gekreppt, produziert und besteht aus gebleichten oder halbgebleichten Sulfatzellstoffen hoher Festigkeit. Es muss eine gute Formation und hohe Porosität für die nachfolgenden Veredelungsprozesse aufweisen. Die Imprägnierung Imprägnieren) mit speziellen Polymerdispersionen erfolgt off-line, oft durch Tauchimprägnierung (Kunstharzaufnahme ca. 50 %). Daran schließen sich Beschichtungen der Oberseite (Barriere- und Primerstrich) und der Unterseite (Releasestrich) des Papiers an. Auf die Oberseite wird später noch eine Klebstoffschicht aufgebracht. Abdeckklebebänder werden in der Auto(z.B. beim Lackieren), Elektro-, Bau- (z.B. bei Malerarbeiten) und Verpackungsindustrie

12 zum Abdecken oder Transport der unterschiedlichsten Materialien verwendet. Jahresproduktion (Europa): ca. 15 0001 RH

Abfall (waste) Mit dem —> Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz (KrW-/AbfG) hat der deutsche Gesetzgeber die begrifflichen Vorgaben des europäischen Abfallrechts in nationales Recht umgesetzt. Im Einzelnen übernehmen § 3 Abs. 1 und 2 KrW-/AbfG nahezu wortgleich den Abfallbegriff des Art. 1 der Europäischen Abfallrahmenrichtlinie AbfRRL 75/442/EWG (91/156/EWG), der durch das KrW-/AbfG, insbesondere die Absätze 2 bis 4 des § 3 KrW-/AbfG, eine nähere Konkretisierung erfährt. Alle beweglichen Sachen, die unter Anhang I des KrW-/AbfG aufgeführt sind, können zu Abfall werden. Die aus der EGRichtlinie übernommene Liste der Stoffgruppen ist so weit gefasst, dass nahezu jeder Stoff darunter fällt. Bei der Prüfung, ob ein Stoff jedoch Abfall im Sinne des Gesetzes ist, ist nach § 4 II KrW-/AbfG vorab zu prüfen, ob eine —• anlageninterne Kreislaufführung vorliegt. Soweit diese gegeben ist, ist der im Kreislauf geführte Stoff kein Abfall. Soweit keine anlageninterne Kreislaufführung angenommen werden kann, ist zu prüfen, ob der Stoff nicht ein Produkt darstellt. Hierbei ist die Auffassung der Industrie, dass Stoffe und Gegenstände, die ohne weitere Behandlung unmittelbar ohne Umweltbeeinträchtigung als Produkt, Ware, Rohstoff, Hilfsstoff oder Brennstoff eingesetzt werden können, weder nach deutschem noch nach dem Basler Ubereinkommen Abfalle, auch nicht solche zur Verwertung, sind. So sind die Rohstoffe der Zellstoff- und Papierindustrie (Holz und —> Altpapier) kein Abfall (—• Abfallverbrennung, —• Abfallverwertung, —> Kreislaufwirtschaft, —> LAGA-Länderarbeitsgemeinschaft Abfall). Im Fall der Beseitigung gibt es 2 Kategorien: zum einen die besonders überwachungsbedürftigen und zum anderen die überwachungsbedürftigen Abfälle. Im Fall der Ver-

wertung unterscheidet man 3 Kategorien: die besonders überwachungsbedürftigen, die überwachungsbedürftigen und die nicht überwachungsbedürftigen Abfälle. Während die besonders überwachungsbedürftigen Abfälle - aufgeführt in der Liste der Verordnung zur Bestimmung von besonders überwachungsbedürftigen Abfällen - im Fall der Beseitigung wie der Verwertung besonders überwachungsbedürftig sind, sind bei den überwachungsbedürftigen Abfällen Unterscheidungen zu treffen. Dort gilt zunächst der Grundsatz, dass Abfälle zur Verwertung nicht überwachungsbedürftig sind, sondern nur im Fall der Beseitigung. Eine Ausnahme gilt für die Abfälle, die in der Liste der Verordnung zur Bestimmung von überwachungsbedürftigen Abfällen zur Verwertung aufgeführt sind. Diese sind, obwohl nicht besonders überwachungsbedürftig, auch im Fall der Verwertung überwachungsbedürftig. Einzelheiten ergeben sich aus den §§ 41 ff. KrW-/AbfG. Besonders bedeutsam ist diese Unterscheidung der Abfälle bei ihrer Bilanzpflichtigkeit nach § 20 KrW-/AbfG (-> Abfallbilanz, —> Abfallwirtschaftskonzept mit den dort genannten Beispielen). Literatur: Meißner, S.; Kibat, K.-D.: Kreislaufwirtschafits- und Abfallgesetz (KrW-/AbfG). Kommentar. VDP-Umweltmanagement, Themenheft, Bonn: Eigenverlag, 1995 DE/MR

Abfallabgabe (waste tax) Abgaben werden als marktwirtschaftliches Instrument der Umweltpolitik eingestuft. In 3 Bundesländern (Baden-Württemberg, Hessen, Niedersachsen) werden Abfallabgaben erhoben, in Nordrhein-Westfalen eine Lizenzgebühr. Seitens des Bundesumweltministeriums wird eine Harmonisierung durch die Einführung einer bundesweiten Abfallabgabe angestrebt. Angekündigt sind Vermeidungsabgaben auf —• Sonderabfalle und sonstige Industrie· und Massenabfälle (—> Abfall). Ergänzend wird dazu eine Deponieabgabe auf alle

13 Abfallarten vorgeschlagen. Die Vorschläge werden mit großer Skepsis betrachtet. Für die altpapierverarbeitende Papierindustrie hätte die Einführung derartiger Abgaben erhebliche Kostenerhöhungen zur Folge und würde damit dem erklärten Ziel der —•Umweltpolitik, den Altpapiereinsatz zu steigern, entgegenwirken. Widersprüchlich wäre eine Einfuhrung auch aus der Sicht der öffentlich-rechtlichen Entsorgungsträger, die heute schon über unterausgelastete Müllverbrennungsanlagen und —> Deponien verfugen. Eine Änderung der Situation wird erst wieder für das Jahr 2005 erwartet, wenn die Regelungen der —• Technischen Anleitung Siedlungsabfall (TA-Si) in Kraft treten.

Abfälle vorausgehen. Ziel ist es, durch entsprechende Behandlungsschritte den —»Abfall soweit aufzuschließen oder zu inertisieren, dass eine nachfolgende Verwertung (z.B. —• Kompostieren) oder Beseitigung (z.B. Deponieren, —• Deponie) durchfuhrbar wird. DE

Abfallbeauftragter (company waste management officer, commissioner for waste) Der Abfallbeauftragte ist einer der —• Umweltbeauftragten im Betrieb. Er steht zur Unterstützung und Beratung der Entscheidungsträger, insbesondere des —» Abfallverantwortlichen zur Verfugung. Die Pflicht zur Bestellung eines Betriebsbeauftragten für —• Abfall ergibt sich aus § 54 des Literatur: —• Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes Koller, H. von: Leitfaden Abfallrecht. Berlin: (KrW-/AbfG). Danach können Betreiber von Erich Schmidt Verlag, 1993 KI genehmigungsbedürftigen Anlagen im Sinne des § 4 des —• Bundes-Immissionsschutzgesetzes (BImSchG), Betreiber von Anlagen, Abfallarme Produktion in denen regelmäßig besonders überwa(low-waste production) chungsbedürftige Abfälle anfallen, Betreiber Die abfallarme Produktion entspricht den ortsfester Sortier-, Verwertungs- oder AbfallVorgaben des —• Kreislaufwirtschafts- und beseitigungsanlagen sowie Hersteller und Abfallgesetzes (KrW-/AbfG). Oberstes Ziel Vertreiber, die Abfälle aufgrund einer ist die Vermeidung von —• Abfällen, insbeRechtsverordnung nach § 24 KrW-/AbfG sondere durch Verminderung ihrer Menge oder freiwillig zurücknehmen, verpflichtet und Schädlichkeit. Die wichtigste Maßnahme sein, einen Abfallbeauftragten zu bestellen. zur —> Abfallvermeidung ist die —» anlagen- Dies gilt jedoch nur, wenn dies nach der Art interne Kreislaufführung von Stoffen. Daneund Größe der jeweiligen Anlage erforderlich ben kann das Abfallaufkommen durch abfallist. Die konkrete Bestellungspflicht kann sich arme Produktgestaltung und ein auf Erwerb einmal ergeben aus einer Rechtsverordnung abfall- und reststoffarmer Produkte gerichtenach § 54 I , letzter Satz , des KrW-/AbfG. tes Konsumverhalten verringert werden. Ein Zum anderen kann bei spezieller ErforderBeispiel einer abfallarmen Produktion durch lichkeit nach § 54 I I die zuständige Behörde anlageninterne Kreislaufführung ist der Wieauch eine Einzelanordnung treffen. —•Imdereinsatz anfallender chemisch-mechanimissionsschutzbeauftragte nach § 53 des scher und biologischer —• Schlämme in der BImSchG und Gewässerschutzbeauftragte Produktion (z.B. in der Einlage von (siehe —• Abwasserrecht) nach § 21 a des Karton). DE —•Wasserhaushaltsgesetzes (WHG) können nach § 54 des KrW-/AbfG auch die Aufgaben eines Abfallbeauftragten wahrnehmen. Abfallaufbereitung (waste processing) Unter dem Begriff Abfallaufbereitung werLiteratur: den Verfahren verstanden, die einer anschlieMeißner, S.; Rottenegger, H.-G.: Die ordßenden Verwertung und/oder Beseitigung der nungsgemäße Bestellung und der Einsatz der

14 Betriebsbeauftragten als Unternehmeraufgabe. Das Papier 52 (1998), Nr. 3, 119 - 122 MR

te, Schmelzverfahren für Stäube und Reaktionsprodukte (ab 1 300° C), Schmelzverfahren für Schlacken und Stäube.

Abfallbehandlung (waste treatment) Der Begriff Abfallbehandlung fasst alle thermischen, chemisch-physikalischen und biologischen Maßnahmen zusammen, mit dem Ziel, physikalische, chemische, biochemische oder mikrobiologische Wechselwirkungen von Abfällen (—»Abfall) mit der Umgebung zu minimieren. Die Abfallbehandlung hat zum Ziel, durch entsprechende Aufschluss- oder Inertisierungsmaßnahmen den Anforderungen der Abfallverwertung oder der Ablagerung nach dem —• Stand der Technik zu genügen. Beispielhaft seien die Immobilisierung von —• Schadstoffen, wie —> Schwermetallen aus Verbrennungsrückständen (Aschen/Schlacken), die Reduktion organischer Frachten von Sortierrückständen gemäß den Anforderungen der —» Technischen Anleitung Siedlungsabfall oder die Entseuchung von Primärschlamm aus der mechanisch-chemischen —• Abwasserreinigung bzw. von biologischem Überschussschlamm (—> Schlamm) genannt. Die Abfallbehandlung kann vorliegen im Fall der —• Abfallverwertung wie auch im Rahmen der Abfallbeseitigung. Nach der thermischen Vorbehandlung - die je nach den Umständen sowohl ein Behandlungsschritt bei der Verwertung als auch bei der Beseitigung sein kann - können z.B. folgende Abfallbehandlungsmaßnahmen unterschieden werden:

Ob diese Schritte im Rahmen einer —• anlageninternen Kreislaufführung, zum Herstellen eines Produkts, zur Ermöglichung einer Abfallverwertung oder zur ordnungsgemäßen Ablagerung als Abfallbeseitigung anzusehen sind, hängt jeweils vom Einzelfall ab. DE/MR

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Literatur: Bartsch, M.; Cordes-Tolle, M.; Götz, B.; Hamm, U.; Kunz, C.; Meißner, S.: Leitfaden zur Zuordnung von Reststoffen und Abfallen aus der Zellstoff- und Papierindustrie nach LAGA, EAK und OECD-Schlüsselnummern (Umsteigekatalog) unter besonderer Berücksichtigung der Erfordernisse bei der Erstellung einer Abfallbilanz nach der AbfKoBiV. VDP-Umweltmanagement, Themenheft, Bonn: Eigenverlag, 1998 MR

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Mechanische Verfahren, wie Aufbereitungsverfahren für Schlacken, Versatzverfahren für Stäube und Reaktionsprodukte, Versatzverfahren für Schlacken. Physikalisch-chemische Verfahren, wie Verfestigungsverfahren für Stäube und Reaktionsprodukte, Waschverfahren für Stäube, Waschverfahren für Schlacken. Thermische Verfahren, wie Niedertemperaturverfahren für Stäube, Brennverfahren für Stäube und Reaktionsproduk-

Abfallbilanz (waste life analysis) Die Abfallbilanz ist die Bilanz des Abfallerzeugers über Art, Menge und Verbleib der verwerteten oder beseitigten, besonders überwachungsbedürftigen und überwachungsbedürftigen Abfälle (—• Abfall, —• Abfallschlüssel, —• Abfall wirtschafitskonzept). Bilanzpflichtig nach § 20 I in Verbindung mit § 19 I des —» Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes (KrW-/AbfG) sind diejenigen, die ein —• Abfallwirtschaftskonzept zu erstellen haben. Die Abfallbilanz ist jährlich, erstmalig zum 01. April 1998, jeweils für das vorhergehende Jahr zu erstellen. Sie ist nach § 20 I KrW-/AbfG nur auf Verlangen der zuständigen Behörde vorzulegen. Die Konkretisierung der §§ 19 und 20 des KrW-/AbfG erfolgt durch die Verordnung über Abfallwirtschaftskonzepte und Abfallbilanzen (AbfKoBiV) vom 13. September 1996 (BGBl. I S. 1447). Diese trat am 07. Oktober 1996 zeitgleich mit dem KrW-/AbfG in Kraft. Auch die öffentlichrechtlichen Entsorgungsträger trifft eine Abfallbilanzpflicht nach § 20 I I I KrW-/AbfG.

15 Abfallbörse (waste materials exchange) Die Abfallbörse bzw. Recyclingbörse wird als überbetriebliches Vermittlungssystem für alle Arten von Abfällen (—• Abfall) aus der Produktion verstanden. Grundlage sind die Installation und das Betreiben einer neutralen, standardisierten, datenbankorientierten Informations- und Kommunikationsplattform. Mittels der Abfallbörse lassen sich alle Abfälle erfassen, die einer potentiellen Verwertung nach dem Gedanken des —• Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes zugeführt werden können. Dies wird erreicht, indem gleichzeitig Produzenten unterschiedlichster Abfalle mit Verwertern dieser Abfälle identifiziert werden. Ziel ist, eine Transparenz in der Abfallwirtschaft zu schaffen im Hinblick auf eine Minimierung des zu beseitigenden Abfallaufkommens. Dies hat Vorteile sowohl für den Anbieter wie den Abfallsuchenden. Dem Besitzer eines Abfalls wird hierdurch die Gelegenheit gegeben, anderen Unternehmen diesen zur Verwertung, Entsorgung oder zum Transport anzubieten. Gleichzeitig erhalten Verwertungs-, Entsorgungs- oder Transportunternehmen die Möglichkeit, durch Aufnahme entsprechender Abfälle ihre Unterauslastung zu kompensieren bzw. zu expandieren. DE

Abfallentsorgung (waste disposal) Im Abfallgesetz vor Inkrafttreten des —» Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes (KrW-/AbfG) entsprach der Begriff der Abfallentsorgung dem der Abfallbeseitigung. In § 3 Abs. 7 des KrW-/AbfG sind nunmehr die Abfallbeseitigung als auch die —> Abfallverwertung von dem Begriff der Abfallentsorgung umfasst. Für die Abfallerzeuger ist die wichtigste Konsequenz aus der Unterscheidung zwischen Abfallverwertung und Abfallbeseitigung die grundsätzliche —> Andienungspflicht bei der Abfallbeseitigung nach § 13 KrW-/AbfG. Sowohl bei der Abfallverwertung als auch bei der Abfallbeseitigung können Schritte der —> Abfallbehandlung ent-

halten sein. Weitergehend als der Begriff der Abfallentsorgung ist der Begriff der —» Kreislaufwirtschaft. DE/MR

Abfallerfassung (waste recovery) Die Abfallerfassung wird als Logistiksystem verstanden, das sich von der Entstehung der Abfälle (—• Abfall) bis zu deren Verwertung bzw. Beseitigung erstreckt, einschließlich der Entsorgung der Haushalte. In der praktischen Vorgehensweise im Betrieb muss zunächst die gegenwärtige Abfallsituation erfasst werden. Im Vergleich mit einer optimalen Zielsetzung ergeben sich dann die Ansätze für notwendige Veränderungen im Betrieb. Grundlage für den Aufbau einer zielgerichteten Entsorgungslogistik ist die Kenntnis aller bestehenden Abfallströme sowie der betrieblichen Abfallorganisation. Hierfür ist eine Aufnahme des gegenwärtigen Ist-Zustands des Betriebs erforderlich. Erfasst werden alle Abfallströme, insbesondere hinsichtlich der Abfallarten (Klassifizierung der Abfälle), der Abfallmengen, besonderer Eigenschaften der Abfälle (z.B. Gefahrgut), der Entstehungsorte der Abfälle und der Entsorgungswege, der Entsorgungsorte (Beseitiger und Verwerter). Basis hierfür bilden —> Abfallbilanzen und Abfallhandbücher. Neben den Abfallströmen ist bei der IstAufnahme auch die betriebliche Aufbau- und Ablauforganisation der —» Abfallentsorgung zu erfassen. Hierzu gehören innerbetriebliche Sammelstellen, bisherige Sammelsysteme, die bisherige innerbetriebliche Abfallvorbehandlung, die verantwortlichen Mitarbeiter bei der Abfallentsorgung (—> Abfallverantwortlicher), bestehende Verträge mit Entsorgern, Verwertern, Beförderern, bestehende Einbindung der Entsorgung in die zentrale Datenverarbeitung. Basis hierfür bildet die vollständige Erfassung der Abfalldaten. Anhand des erhobenen Ist-Zustands werden die Schwachpunkte in der bestehenden Entsorgungslogistik ermittelt und beseitigt. Mögliche Schwachpunkte sind Verstöße gegen geltende Rechtsvorschriften eine betriebswirtschaftlich ineffiziente Beseitigung

16 der Abfälle, Defizite bei der Vermeidung und Verwertung von Abfällen, insbesondere die Erzeugung vermeidbarer Abfälle, die Beseitigung verwertbarer Abfälle sowie eine mangelhafte Koordination zwischen Abfallanfall und Abfallbeseitigung. Oft werden diese Arbeiten auch im Rahmen von Managementsystemen, wie dem EGÖko-Audit oder DIN ISO 14 000 ff., erledigt (—• integrierte Vermeidung und Verwertung von Umweltverschmutzung ISO 14 000, —• Öko-Audit, —• Umweltmanagementsystem). Nach Identifizierung möglicher Schwachstellen wird anhand firmenspezifischer Gegebenheiten des Betriebs eine neue Sollkonzeption erarbeitet (—> Abfallwirtschaftskonzept). Die Planung hierbei enthält u.a. die Einbeziehung vorhandener, bislang ungenutzter Vermeidungs- und Verwertungspotentiale, die Findung eines für den Betrieb optimalen internen Sammelsystems, die potentielle innerbetriebliche Vorbehandlung der Abfälle, die Wahl geeigneter Beförderer, Verwerter und Entsorger, Eigen- und Fremdleistungen sowie die Datenerfassung und Weiterleitung der Abfalldaten fur die Dokumentation und die Kostenrechnung. Die betriebliche Umsetzung der Sollkonzeption beinhaltet u.a. die Erstellung von Abfalldatenblättern und eines Abfallhandbuchs, Aufgabenverteilung von Zuständigkeiten und Verantwortung, Schulung der Mitarbeiter, Beantragung von Entsorgungs- und Verwertungsnachweisen, Abschluss der Verträge mit Entsorgern, Verwertern und Beförderern, Einrichtung der Abfallsammelstellen, Wahl, Aufstellung und Kennzeichnung der Behälter sowie Erstellung der Begleitpapiere nach Abfall- und Gefahrgutrecht. DE/MR

Abfallkatalog (waste catalogue) Der Begriff Abfallkatalog steht für die systematische und umfassende Zusammenstellung der Abfallarten ( - * Abfall). Die Abfallarten sind charakterisiert mit typischen Bezeichnungen (technologischer Herkunft) und klassifiziert mit einem Zahlencode (Deutsch-

land jetzt nach E AK-Verordnung, früher: LAGA-Schlüssel; EU: EWC-No), dem Abfallschlüssel ( - • LAGA). Im Gegensatz zum Europäischen Abfallkatalog ist der LAGA-Abfallartenkatalog nach einem gemischten System aus Stoff-, Herkunftsbezogenheit und nach dem Entsorgungsweg aufgebaut. Er ist unterteilt in 4 Obergruppen, 23 Gruppen sowie 84 Untergruppen und umfasst 584 Abfallarten, von denen 332 als besonders überwachungsbedürftig im Sinne der AbfallbestimmungsVerordnung gekennzeichnet sind. Die Betrachtung der beiden unterschiedlichen Ansätze der Gliederung des EWC und des LAGA-Abfallartenkatalogs zeigen, dass eine Zuordnung der EWC-Abfallschlüssel zu den LAGA-Abfallschlüsseln und umgekehrt nicht immer vollständig und eindeutig erfolgen kann. Der Umsteigekatalog ist in 2 Teile gegliedert. Er ist einmal geordnet nach aufsteigenden EWC- und einmal nach aufsteigenden LAGA-Abfallschlüsseln. Der Europäische Abfallkatalog umfasst 20 Gruppen, 91 Untergruppen und 645 Abfälle. Zu jeder Abfallart gehört ein sechsstelliger Abfallschlüssel. Der Katalog ist im Wesentlichen, bis auf wenige Ausnahmen in der Gruppe 6, in seiner Gliederung stark herkunftsbezogen aufgebaut. Diese Struktur führt zwangsläufig dazu, dass gleichartige Abfälle aus verschiedenen Wirtschaftszweigen mehrfach im Abfallverzeichnis aufgelistet sind, wie z.B. —> Säuren, Salze, verbrauchte Katalysatoren und Aufsaugmassen. In vielen Untergruppen findet man sog. Auffangschlüssel. Dies sind Abfallschlüssel, benannt als „Abfälle anderweitig nicht genannt". Diese Auffangpositionen sind vonnöten, da aufgrund der Herkunftsbezogenheit des EWC leicht die Gefahr besteht, dass bestimmte Abfallarten eines Wirtschaftszweigs im Katalog nicht explizit aufgeführt sind. Die „Abfälle a.n.g." sind in den letzten beiden Stellen des Schlüssels mit der Zahl 99 versehen. Dadurch ergeben sich in den Untergruppen Zahlenlücken, die bei einer Revision die Möglichkeit bieten, zusätzlich Abfallarten in das Verzeichnis aufzunehmen. Jedoch ist grundsätzlich die Ein-

17 gruppierung in einen solchen 99er-Auffangschlüssel zu vermeiden. Der Grund liegt darin, dass in der Regel die Auffangschlüssel mit einer höheren Überwachungsbedürftigkeit versehen sind. Deshalb ist eine genaue Abgleichung der Stoffe mit den in Frage kommenden Schlüsseln vorzunehmen. Hierbei sind diese zu überprüfenden Schlüssel oft an völlig unterschiedlichen Stellen in den Katalogen zu finden. Literatur: Bartsch, M.; Cordes-Tolle, M.; Götz, B.; Hamm, U.; Kunz, C.; Meißner, S.: Leitfaden zur Zuordnung von Reststoffen und Abfällen aus der Zellstoff- und Papierindustrie nach LAGA, EAK und OECD-Schlüsselnummern (Umsteigekatalog) unter besonderer Berücksichtigung der Erfordernisse bei der Erstellung einer Abfallbilanz nach der AbfKoBiV. VDP-Umweltmanagement, Themenheft, Bonn: Eigenverlag, 1998 DE/MR

Abfallpapier (waste paper) —> Papierabfall

Abfallrecht (legislation on waste) Das Abfallrecht als Teil des —• Umweltrechts ist die rechtliche Regelung für die Stoffe, die nach dem —• Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz (KrW-/AbfG) Abfall sind. Neben diesem Bundesgesetz und entsprechenden Rechtsverordnungen (z.B. —• Klärschlammverordnung oder z.B. —> Verpackungsverordnung) sowie Verwaltungsvorschriften (z.B. —• Technische Anleitung Abfall - TA Abfall - und —• Technische Anleitung Siedlungsabfall - TA-Si) bestimmen Landesrecht und kommunales Recht - dort vor allem Satzungsrecht - diese Materie. So werden durch kommunale Satzung die Wertstoff- und Abfallerfassung bei den Haushalten festgelegt oder die Art und Weise des Betreibens einer kommunalen —• Deponie. Im Verhältnis von Bundes- und Landesrecht ist maßgebend Art. 74 Nr. 24 des

Grundgesetzes. Danach unterliegt das Abfallrecht der konkurrierenden Gesetzgebung. Die Länder können nur insoweit Gesetze erlassen, als der Bund von seiner Ermächtigung keinen Gebrauch gemacht hat. Umweltgefährdende Abfallbeseitigung ist nach § 326 Strafgesetzbuch (StGB) Straftatbestand. Bei vorsätzlicher Tatbegehung kann auch eine Bestrafung wegen schwerer Umweltgefährdung nach § 330 StGB erfolgen. Voraussetzung ist hierbei die Gefährdung von Leib oder Leben eines anderen oder von fremden Sachen von bedeutendem Wert oder die Gefährdung der öffentlichen Wasserversorgung oder einer staatlichen Heilquelle. Auch die illegale —> grenzüberschreitende Abfallverbringung in das Ausland kann nach § 326 I I StGB einen Straftatbestand darstellen. Im Abfallrecht sind viele rechtswidrige Handlungen bloße Ordnungswidrigkeiten. Ist eine Handlung gleichzeitig Straftat und Ordnungswidrigkeit, wird nach § 21 I 1 Ordnungswidrigkeitengesetz (OWiG) nur das entsprechende Strafgesetz angewendet. Literatur: Brandt, E.; Ruchay, D.; Weidemann, C.: Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz. Loseblattkommentar, München: C.H. Beck, Stand: 15. August 1998 Fluck, J.: Kreislaufwirtschafts- und Abfallrecht. Loseblattkommentar, Heidelberg: C.F. Müller, Stand: Februar 1999 MR

Abfallschlüssel (code of waste) Die verschiedenen Abfallschlüssel bilden eine Nomenklatur zur Bezeichnung der —> Abfälle. Vor dem Inkrafttreten des —> Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes (KrW-/AbfG) am 07. Oktober 1996 galten in Deutschland die LAGA-Schlüsselnummern. Diese wurden von der —• L A G A (Länderarbeitsgemeinschaft Abfall) erarbeitet. Lediglich für die —• grenzüberschreitende Abfallverbringung galten schon die EWC (European Waste Catalogue)-Schlüsselnummern.

18 Mit der Verordnung zur Einfuhrung des europäischen —• Abfallkatalogs (EAK-Verordnung - EAKV vom 13. September 1996 (BGBl. I S. 1428)) wird der LAGASchlüsselkatalog vom EWC-Katalog abgelöst. Damit hat der Bundesgesetzgeber die Entscheidung 94/3/EG der Kommission vom 20.12.1993 über ein Abfallverzeichnis gemäß Art. 1 Buchstabe a der Richtlinie 75/442 EWG des Rates über Abfälle (ABl. EG 1/94 Nr. L 5, S. 15) gleichzeitig mit dem Inkrafttreten des KrW-/AbfG mit Wirkung ab dem 01. Oktober 1996 umgesetzt. Da die beiden Kataloge nach unterschiedlichen systematischen Grundsätzen aufgebaut sind, hat die LAGA schon in mehrfacher Überarbeitung einen Vorschlag vorgelegt zur Einordnung der LAGA-Abfallschlüssel und der OECD (Organisation for Economic Cooperation and Development)-Schlüssel in den europäischen Abfallkatalog; letzteres ist gerade bei der internationalen Abfallverbringung wichtig. Dieser sog. Umsteigekatalog hat keinen verbindlichen Charakter, dient jedoch für den Vollzug in den Ländern als Arbeitshilfe. Die Abfallerzeuger, die ihren Abfall mit Schlüsselnummern versehen müssen, haben selbst Sorge dafür zu tragen, dass eine korrekte Zuordnung erfolgt. Dies kann deshalb von besonderer Bedeutung sein, weil die Abfälle unterschiedlichen Listen mit unterschiedlichen Rechtsfolgen zugeordnet sein können. Im Rahmen des untergesetzlichen Regelwerks zum KrW-/AbfG sind dies die Listen der besonders überwachungsbedürftigen Abfälle in der Verordnung zur Bestimmung von besonders überwachungsbedürftigen Abfallen (Bestimmungsverordnung besonders überwachungsbedürftige Abfalle BestbüAbfV) vom 10. September 1996 (BGBl. I S. 1366) und der überwachungsbedürftigen Abfälle zur Verwertung in der Verordnung zur Bestimmung von überwachungsbedürftigen Abfällen zur Verwertung BestüVAbfV vom 10. September 1996 (BGBl. I S. 1377). Bei der internationalen Abfallverbringung geht es um die Einordnung in die Grüne, Gelbe oder Rote OECD-Liste. Diese OECDListe gilt aufgrund der Entscheidung der

Kommission der Europäischen Gemeinschaften vom 21. Oktober 1994 (94/721/EG in ABl. Nr. L 288/36 vom 09.11.1994). Bei allen Listen ist zu beachten, dass die Aufführung eines Stoffs in den Listen nicht bedeutet, dass dieser Stoff ein Abfall ist. Vielmehr ist vorab zu prüfen, ob der Stoff nach den Maßstäben des KrW-/AbfG überhaupt einen Abfall darstellt. Literatur: Kibat, K.-D.; Meißner, S.: Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz. Vollzug. Bd. I, VDP-Umweltmanagement, Themenheft, Bonn: Eigenverlag, 1997 MR

Abfallverantwortlicher (person in charge of waste) Der Abfallverantwortliche ist zu unterscheiden vom —> Abfallbeauftragten. Während der Abfallbeauftragte - wie die anderen —• Umweltschutzbeauftragten - nur ein Hinwirkungs- und Informationsgarant ohne besondere rechtliche Haftung für die Entscheidungen des Unternehmens ist, trägt der Abfallverantwortliche in erster Linie die Verantwortung in strafrechtlicher Hinsicht und auf dem Gebiet des Ordnungswidrigkeitenrechts (OWiG). Um nicht die Haftung vor allem bei der Geschäftsleitung zu belassen, muss im Rahmen einer klaren und eindeutigen Delegation ein Organisationsverschulden ausgeMR schlossen werden (—> Umwelthaftung).

Abfallverbrennung (waste incineration) Unter dem Begriff der Abfallverbrennung kann je nach den Umständen des Einzelfalls eine —• Abfallverwertung oder eine Abfallbeseitigung zu verstehen sein. Im übrigen ist die Abfallverbrennung abzugrenzen von der —• anlageninternen Kreislaufführung und dem Einsatz eines Brennstoffs als „Produkt". Beim Brennstoff als Produkt wird der eingesetzte Stoff wie ein Normbrennstoff angesehen. Bei der Abfallverbrennung ist Voraussetzung das Vorliegen eines —> Abfalls.

19 Bei der Abfallverbrennung wird Primärenergie und/oder Sekundärenergie bei gleichzeitiger Volumen- und Massenreduktion des Abfalls gewonnen. Hierbei werden vorhandene Feuerungstechniken eingesetzt, in denen ein Teil des Hauptbrennstoffs durch Abfälle (z.B. Sortierrückstände oder —> Schlämme aus der —• Altpapieraufbereitung, soweit keine anlageninterne Kreislauffuhrung angenommen werden kann, was den Abfallbegriff ausschließen würde) substituiert wird, um den Abfall mit hoher Effizienz umweltschonend zu nutzen. Mit Bezug auf die Mitverbrennungsregelung der 17. BImSchV (—• Bundes-Immissionsschutzgesetz) können z.B. bis zu 25 % der Braunkohle heizwertäquivalent durch Abfälle/Nicht-Normbrennstoffe substituiert werden. Die Möglichkeit der Rücknahme der Mischasche durch den Braunkohleproduzenten macht die Mitverbrennung besonders interessant. Ziel der Abfall-/ReststoffVerbrennung ist es, diesen ohne technisch aufwendige und kostenintensive Zwischenschritte in die Feuerung zu integrieren. Die in Frage kommenden Feuerungsarten werden hinsichtlich der zulässigen Emissionen nach —• Technischer Anleitung Luft (TA Luft) oder 13. BImSchV genehmigt. Der mitzuverbrennende Abfall/Reststoff ist kein Regelbrennstoff im Sinne der 4. BImSchV. Emissionsgrenzwerte werden anteilig aus den für Kohlekraftwerke gültigen —• Grenzwerten der TA Luft/ 13. BImschV und denen für Abfälle und ähnliche brennbare Stoffe nach 17. BImSchV ermittelt. Das Verhältnis entspricht dem der Rauchgasanteile. Für Stoffe, für die in der TA Luft/13. BImSchV keine Grenzwerte genannt sind, wird auf die gemessenen Ist-Werte im reinen Kohlebetrieb zurückgegriffen. Eine Umweltverträglichkeitsprüfung ist bei Feuerungsanlagen bis 200 M W Feuerungswärmeleistung nicht erforderlich, in denen Abfalle aus der eigenen Produktion mitverbrannt werden. Einschränkend ist die Abfallverbrennung als Abfallverwertung jedoch nur dann zulässig, wenn definierte Randbedingungen nach § 6 Abs. 2 —• Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz (KrW-/AbfG) erfüllt sind. Ansons-

ten liegt nach derzeitiger Behördenmeinung eine Abfallbeseitigung vor (—> Andienungspflicht). DE/MR

Abfallvermeidung (waste avoidance) Die Ab fall Vermeidung ist jede Maßnahme, mit dem Ziel, das Abfallaufkommen (z.B. biologische, chemisch-mechanische-, gemischte, —» Deinkingschlämme, Papier-, Rindenabfälle, Sortierrückstände, Aschen, Schlacken) entweder nicht entstehen zu lassen oder zu reduzieren. Allgemein sollen durch integrierte Kreislaufführung von Einsatz- und Hilfsstoffen —• Abfälle einerseits bereits in den Produktionsverfahren soweit wie möglich vermieden werden; andererseits sollen durch die im Gesetz verankerte —• Produktverantwortung die Produkte so gestaltet werden, dass bei ihrer Herstellung und ihrem Gebrauch Abfälle vermindert werden. Unter dem Begriff der Abfallvermeidung lassen sich folgende Maßnahmen und Eigenschaften zusammenfassen: • • • • •

•

Produktionseinstellung anlageninterne Kreislaufführung von Stoffen abfallarme Produktgestaltung mehrfache Verwendbarkeit der Stoffe und Produkte auf den Erwerb abfall- und schadstoffarmer Produkte gerichtetes Konsumverhalten Konsumverzicht.

Die Grundsätze der —> Kreislaufwirtschaft sind in § 4 des Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes (KrW-/AbfG) normiert. Danach sind Abfalle in erster Linie zu vermeiden, insbesondere durch die Verminderung ihrer Menge und Schädlichkeit. Diese Regelung lehnt sich erkennbar an Art. 3 Abs. 1 Buchstaben a) und b) der Richtlinie 75/442/EWG an. Bezüglich der Abfallvermeidung wird auf die immissionsschutzrechtliche Vermeidungspflicht sowie auf die Regeln zur Produktverantwortung in den § 22 ff. verwiesen, d.h. die Pflicht zur Ab-

20 fallvermeidung kann nur konkretisiert werden im Rahmen von Rechtsverordnungen. Eine solche ist bisher nicht erlassen. DE/MR

Abfallverwertung (waste utilization) Die Abfallverwertung ist jede Maßnahme, mit dem Ziel, den Rohstoffeinsatz z.B. in der Zellstoff- und papiererzeugenden Industrie ( - • Zellstoff, - > Holzstoff, Hilfsstoffe) zu senken bzw. das „Abfallaufkommen zur Beseitigung" durch eigene Verwertungsanlagen und entsprechende Verwertungswege in der Baustoffindustrie, im Straßenbau, in der Landwirtschaft oder in der Energiewirtschaft zu minimieren. Hierbei werden 2 generelle Verwertungswege unterschieden: •

•

Stoffliche Verwertung: Substitution von Rohstoffen durch das Gewinnen von Stoffen aus —> Abfällen, konkret die Erfassung und Sortierung von —> Altpapier, das dann als Rohstoff zur Papiererzeugung bereitsteht. Energetische Verwertung: Gewinnung von Primär- und Sekundärenergie, z.B. Monoverbrennung, Verwertung über GuD oder im BHKW von Abfällen aus der —> Altpapieraufbereitung.

Nach dem —* Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz (KrW-/AbfG) sind stoffliche und energetische Verwertung gleichermaßen zulässig. Einschränkend ist die energetische Verwertung allerdings nur der stofflichen gleichrangig, wenn die folgenden Randbedingungen nach § 6 Abs. 2 KrW-/AbfG eingehalten werden: • • • •

Heizwert der Abfälle: Minimum 11 000 kJ/kg Feuerungswirkungsgrad der Feuerungsanlage: Minimum 75 % Eigennutzung der gewonnenen Wärme oder Nutzung der Wärme durch Dritte Ablagerung der im Rahmen der Verwertung anfallenden Abfälle möglichst ohne weitere Behandlung.

Soweit diese Kriterien nicht eingehalten werden und eine stoffliche Verwertung nicht möglich ist, soll nach Behördenauffassung nur eine Beseitigung in Betracht kommen. Allerdings wird von der EG-Kommission bezweifelt, dass der Bundesgesetzgeber ermächtigt ist, solche Ausschlusskriterien festzulegen. Klarheit wird wohl erst die Rechtsprechung des Europäischen Gerichtshofs bringen. Die Bundesregierung ist ermächtigt, die umweltverträglichste Verwertungsart für einzelne Abfallarten durch Rechtsverordnungen zu bestimmen, wie etwa Quoten für die stoffliche Verwertung von Verpackungen oder Altpapier. Letzteres ist wegen der —> Freiwilligen Selbstverpflichtung der —• AGRAPA nicht erfolgt. Der Vorrang der Verwertung von Abfällen vor der Beseitigung gilt nur, soweit dies technisch möglich, wirtschaftlich zumutbar und insbesondere ein Markt vorhanden ist oder geschaffen werden kann. Abzugrenzen ist die Abfallverwertung von der —• anlageninternen Kreislaufführung und dem Produkteinsatz (—• Kreislaufwirtschaft). DE/MR Abfallwirtschaftskonzept (waste management concept) Als internes Planungsinstrument für Abfallerzeuger nach dem —> Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz (KrW-/AbfG) ist es zu unterscheiden von der —> Abfallbilanz. Nach § 19 KrW-/AbfG sind Abfallerzeuger, bei denen mehr als insgesamt 2 000 kg besonders überwachungsbedürftige Abfälle oder mehr als 2 000 t überwachungsbedürftige Abfälle je —• Abfallschlüssel anfallen, konzeptpflichtig (—> Abfall). In der Praxis ist zu berücksichtigen, dass die nicht besonders überwachungsbedürftigen Abfälle im Fall der Verwertung (z.B. Spuckstoffe - EAKV 030307 - beim Einsatz in der Zementindustrie oder Faserreststoffe EAKV 030306 - als Porenhilfsmittel in der Ziegelindustrie) grundsätzlich nicht mitzählen. Miteinzurechnen sind jedoch die Abfälle, die in der Liste der Verordnung zur Bestimmung von überwachungsbedürftigen Abfallen zur Verwertung (BestüVAbfV) vom

21 10. September 1996 (BGBl. I S. 1377) abgedruckt sind. (Hierzu zählen etwa die Deinkingreststoffe - EAKV 030305.) Das Abfallwirtschaftskonzept ist nach § 19 I I I KrW-/AbfG erstmalig bis zum 31. Dezember 1999 für die nächsten 5 Jahre zu erstellen und alle 5 Jahre fortzuschreiben. Mit der Durchführung eines EG • Öko-Audits ist nicht automatisch gleichzeitig die Pflicht zur Erstellung einer Abfallbilanz und eines Abfallwirtschaftskonzepts erfüllt. Allerdings gibt es in einzelnen Bundesländern Bestrebungen, dies zu erreichen. Zur Zeit wird dies allgemein anerkannt, wenn im EG-Öko Audit bei der Erstellung von Abfallbilanz und Abfallwirtschaftskonzept die Anforderungen des KrW-/AbfG eingehalten werden. Auch für die öffentlich-rechtlichen Entsorgungsträger gilt eine Abfallwirtschaftskonzeptpflicht nach § 19 V KrW-/AbfG. MR

Abgas (exhaust gas,flue gas) Unter Abgas versteht man aus Feuerungsanlagen, Produktionsanlagen, Heizgeräten oder Kraftfahrzeugen austretendes Verbrennungsgas. Seine Zusammensetzung richtet sich maßgeblich nach den Verbrennungsbedingungen und den eingesetzten Brenn- oder Kraftstoffen. Die Verbrennungsbedingungen werden insbesondere durch das Mischungsverhältnis des Brenn- oder Kraftstoffs mit Luft beeinflusst. Das Abgas besteht bei vollständiger Verbrennung, d.h. bei stöchiometrischer oder überstöchiometrischer Versorgung mit Sauerstoff (Lambda > 1), hauptsächlich aus —> Stickstoffoxiden (im Wesentlichen Stickstoffdioxid), —• Kohlendioxid, Wasser(-dampf) und eventuell —> Schwefeldioxid, abhängig vom Schwefelgehalt des Brennoder Kraftstoffs. Bei unvollständiger Verbrennung beinhaltet Abgas hauptsächlich Stickstoffmonoxid, Kohlenmonoxid, Wasserstoff, —• Kohlenwasserstoffe und ggf. -»Ruß. Zur Verminderung von Schadstoffemissionen mit dem Abgas werden Primärmaßnahmen (z.B. Brenn- und Kraftstoffauswahl, optimierte Verbrennungsfuhrung) oder Sekun-

därmaßnahmen (-> Abgasreinigung) eingesetzt. Die Abgase können sowohl stofflich (z.B. —> Chemikalienrückgewinnung in der Zellstoffherstellung) als auch energetisch (z.B. —• Gasturbine mit —• Abhitzekessel, Verbrennungsluftvorwärmung durch —• Wärmetauscher) genutzt werden. HU

Abgasen (pressure control relief, top relief) Das Abgasen beim chemischen Holzaufschluss nach dem Sulfitverfahren (—> Sulfitzellstoff) dient zum einen der Vermeidung von Überdruck im Zellstoffkocher (—•Kocher), zum anderen der Rückgewinnung von Kochchemikalien (z.B. beim Sulfitverfahren von —• Schwefeldioxid). Durch die Erhöhung des Wasserdampfdrucks beim —• Kochen infolge der Temperaturerhöhung wird auch der Partialdruck der Komponenten beeinflusst, so dass im Beispiel S 0 2 teilweise gasförmig, teilweise als gelöstes Gas und teilweise chemisch gebunden als Sulfit- oder/und BisulfitIon vorliegt. Menge und Zusammensetzung des Gases im Kocher hängen im Wesentlichen von der Säurezusammensetzung, dem —• Kochflüssigkeits-/Holz-Verhältnis unter Berücksichtigung des Wasseranteils des Holzes und der Imprägnierung, der Temperatur und dem Druck sowie dem Fortschritt des Aufschlusses (= Verbrauch an Kochchemikalien) ab. Zur Vermeidung von Chemikalienverlusten wird dabei auch der (an und für sich unerwünschte) Inertgasanteil (verdrängte atmosphärische Luft, insbesondere Stickstoff, aus den —> Hackschnitzeln) in die Rückgewinnung einbezogen (Besäuern, Imprägnieren, Ankochen). Die Druckregulierung erfolgt in der Regel vollautomatisch, wobei sicherzustellen ist, dass der Betriebsdruck des —• Kochers nicht überschritten wird, was eben durch die Abführung des Gas-Dampf-Gemisches geschieht (Kochen). Das Gas wird im meist mehrere Druckstufen umfassenden Gegenstromverfahren zur —> Kochsäure geführt, wobei längere Kontaktzeiten in den Druckbehältern, verstärkt durch Umwälzung und bessere Einmischung des Gases mittels Zweistoffdü-

22 sehr nasse Bahn vom Zylinder eines sen („Strahlern"), dazu fuhrt, dass das Wirkgas, im Beispiel S0 2 , in der Säure absorbiert —» Rundsiebs, —» Rundsiebformers oder auch —» Saugformers im Nassteil einer Kartonmawird und diese aufstärkt. Als Nebeneffekt schine ab. Die Walze besteht im Wesentliwird durch die Kondensation des mitgerissechen aus einem Stahlrohr, das mit einem weinen Wasserdampfs auch die Säuretemperatur chen Gummibezug versehen ist. Der Walzenerhöht, wodurch die Wärmeökonomie des durchmesser beträgt je nach Maschinenbreite Prozesses verbessert wird. Allerdings ist eine 500 bis 650 mm. Die Walze wird mit einer zu hohe Temperatur der Kochsäure schädlich, —» Linienkraft von 6 bis 12 kN/m an den Zyweshalb man ihr ggf. durch Kühlen Wärme linder (z.B. Rundsieb) angepresst. In selteneentziehen muss, die zur Erhaltung einer guten ren Fällen ist die Abgautschwalze auch als Energiebilanz über —»Wärmetauscher z.B. —» Saugwalze ausgeführt. BU dem in die —»Wäsche (Zellstoff) hineingehenden -»Frischwasser zugeführt wird. Auch nach Erreichen des gewünschten —» Aufschlussgrads (—» Kappa-Zahl) wird der Abhäsivpapier (Trennpapier) (anti-adhesive paper , casting paper, release Prozess mittels Abgasen weitergeführt, wobei paper) jetzt das Hauptziel ist, durch die Abführung von Wasserdampf bei unterbrochener EnerSammelname für Papiere, die sich nach Ergiezufuhr die gewünschte Abkühlung des füllen einer Schutzwirkung (TrennschichtpaKocherinhalts herbeizuführen. DA pier) oder Produktionsfunktion (Releasepapier) wieder rückstandslos abziehen lassen (DIN 6730). Abgasentschwefelung Sowohl Trennschicht- als auch Releasepa(desulfurization of exhaust gas,flue gas) piere sind ein- oder beidseitig mit funktionellen Schichten versehene matte, hochglän—» Entschwefelung zende oder geprägte Trennpapiere mit mehr oder weniger starker Barrierewirkung gegen das Eindringen von wässrigen oder öligen Abgautschen Flüssigkeiten bzw. Schmelzen (z.B. Bitumen, (couching) Epoxidharze, Polyurethan, Polyvinylchlorid). Als Abgautschen bezeichnet man den Vorgang, bei dem die auf dem —» Sieb einer Pa- Sie dienen z.B. als Produktionshilfsmittel als sog. Mitläuferpapiere zum Aufbau von mapiermaschine gebildete nasse Papierbahn oder ein —» Laborblatt vom Sieb eines kromolekularen Schichten (z.B. bei der Her—» Laborblattbildners abgenommen wird. Die stellung von Kunstleder) oder als Trägermaterial für selbstklebendes Material, wie nasse Papierbahn muss für die Abnahme vom —» Haftetikettenpapier. Sieb eine ausreichende Festigkeit aufweisen. Der Trockengehalt liegt dabei zwischen 7 Als Basispapiere können hoch ausgemahleund 20 %. Das nasse Laborblatt kann durch ne und damit dichte —•» Pergamin oder —» Sieinen Abgautschkarton vom Sieb abgenomlikonrohpapiere, —» Pergamentpapiere und men werden. Bei der industriellen Herstel—» gestrichene Papiere hoher Festigkeit und lung von z.B. mehrlagigem Karton wird die Alterungsstabilität (—» Alterung) verwendet einzelne nasse Bahn mit einem Gautschfilz, werden, die ihre Trennwirkung durch eine dem —» Abnahmefilz, von einem —» Rund- on- oder off-line Imprägnierung oder -Besiebzylinder abgenommen. BU schichtung mit z.B. Silikonen (—» silikonisiertes Papier), Chromkomplex- oder FluorKohlenwasserstoffverbindungen (—• fettdichAbgautschwalze tes Papier), —» Paraffin- oder —» Wachsdis(couch roll) persionen (—» gewachstes Papier) oder KunstDie Abgautschwalze nimmt mit dem stoffbeschichtungen (z.B. mit Polyethylen) —» Abnahmefilz die gerade gebildete, noch verliehen bekommen. Auch —» Backpapiere

23 gehören zu dieser Gruppe. Die flächenbezogene Masse der Papiere beträgt je nach Einsatzgebiet zwischen 40 und 160 g/m 2 . RH

Abhitzekessel (waste heat boiler) Einen Abhitzekessel findet man in kombinierten Gas- und Dampfkraftanlagen, also überall dort, wo sowohl eine —• Gas- als auch eine —• Dampfturbine betrieben werden. In einer derartigen Anlage stellt der Abhitzekessel den Dampferzeuger dar (—> Dampferzeugung), der mit dem Abgasstrom der Gasturbine beheizt wird. Diese Vorgehensweise bietet sich wegen des großen Wärmeinhalts der Gasturbinen-Abgase an, die zumeist noch Temperaturen um 500° C aufweisen. Ein Abhitzekessel ohne Zusatzfeuerung stellt praktisch einen —> Wärmetauscher dar, wobei sich mit einer Zusatzfeuerung ein höheres Druckniveau des Frischdampfs erreichen lässt. Der Abhitzekessel soll die Abwärme der Gasturbine weitestgehend ausnutzen. Daher sind die wärmeübertragenden Oberflächen zu maximieren, z.B. durch den Einsatz von Rippenrohren. Dabei darf jedoch rauchgasseitig der Druckverlust nicht zu groß werden, da sonst mit Leistungseinbußen bei der Gasturbine zu rechnen ist. Auch ist darauf zu achten, dass zur Vermeidung von —> Korrosion die Temperatur am Rauchgasaustritt nicht unter dem —»Taupunkt liegt. Dies lässt sich vermeiden, wenn die Abluft noch eine Temperatur von ca. 75 bis 80° C aufweist. HC

Ablauge (spent liquor , waste liquor) Ablauge ist die beim chemischen Aufschluss von —> Holz oder anderen Faserrohstoffen (z.B. —» Einjahrespflanzen) am Ende der Kochung anfallende Flüssigkeit. Sie ist im chemischen Sinne keine Lauge, denn sie ist in Abhängigkeit vom —• Aufschlussverfahren entweder stark sauer (Sulfitzellstoffablauge) oder alkalisch (Sulfatzellstoffablauge). Außerdem stellt sie keine echte Lösung dar, da ihre Inhaltsstoffe sowohl suspendiert als auch

gelöst und insbesondere kolloidal gelöst sind. Die Ablauge enthält die bei der Kochung umgesetzten anorganischen Aufschlusschemikalien und die abgebauten gelösten Holzsubstanzen, wie —»Lignin, —> Hemicellulosen und akzessorische Holzinhaltsstoffe (—» Harze, Fette, Öle, Terpene, Saponine, Gerbstoffe). Die Inhaltsstoffe der Sulfatablauge bestehen zu zwei Dritteln aus organischer und zu einem Drittel aus anorganischer Substanz. Für Sulfitablauge liegt dieses Verhältnis bei etwa 90 % organischen und 10 % anorganischen Bestandteilen, bezogen auf den —» Trockengehalt. Die chemische Zusammensetzung und Menge der Ablaugeninhaltsstoffe wird im Wesentlichen vom eingesetzten Faserrohstoff und dem Aufschlussverfahren bestimmt. Unter der Vielzahl der organischen Abiaugenbestandteile finden sich hydrolysierte und gelöste Hemicellulosen, Zucker, —» Essig-, Ameisen- und andere organische Säuren in Form ihrer Salze der jeweiligen Aufschlussbasen, weiterhin —> Methanol und als Hauptanteil Substanzen des Ligninabbaus. Das sind in der Sulfatablauge Alkalilignine, in der Sulfitablauge —» Lignosulfonate. Demnach ist Ablauge ein komplexes Gemisch verschiedenster organischer und anorganischer Verbindungen in Wasser. Die Betrachtungsweise der modernen Zellstofferzeugung sieht die Ablauge nicht mehr als —• Abfall an, sondern wertet sie als Reaktionsprodukt aus dem Holzaufschluss und erfasst sie zum Zweck der —> Chemikalienrückgewinnung bei gleichzeitiger Energieerzeugung. Dadurch wird aus heutiger Sicht Zellstofferzeugung erst ökonomisch und ökologisch vertretbar sowie durchfuhrbar. AR

Ableger für Querschneider (layboy for sheet cutter) In einem Ableger für —> Querschneider werden die längs und quer geschnittenen Papieroder Kartonbogen auf Paletten gestapelt. Die in den Ableger von der —> Überführungspartie einlaufenden Bogen oder - bei Querschneidern mit —• Mehrfachabrolleinrichtung - mehrlagigen Bogenstapel wurden zuvor in

24 der —» Überlappungspartie schuppenformig übereinander gelegt. Sobald die Bogen oder Bogenstapel in den Ableger einlaufen, werden sie an den längsgeschnittenen Kanten durch keilförmige Trennschuhe nach oben gewölbt, stabilisiert und durch Oberbänder an den hinteren Bogenanschlag geführt. Der Bogenanschlag ist entsprechend der Formatlänge einstellbar. Eine Rütteleinrichtung richtet die Bogen oder Bogenstapel in Längsrichtung kantengenau aus. Mit Vibratoren ausgerüstete Seiten- und Trennbleche, die auf die Formatbreite einstellbar sind, sorgen für kantengenaues Ausrichten der Bogen oder Bogenstapel in Seitenrichtung. Dabei können mehrere Formate nebeneinander gestapelt werden. Die Paletten, auf denen die Bogen oder Bogenstapel abgelegt werden, liegen auf einer Stapelplattform, die mit wachsender Stapelhöhe automatisch gesenkt wird. Dies geschieht üblicherweise mithilfe von 4 Hubketten, die entweder hydraulisch oder über einen elektrischen Getriebemotor gehoben oder gesenkt werden. Die Querschneider können mit 1 oder 2 Ablegern ausgestattet werden. Bei dem Einsatz von nur einem Ableger müssen die Querschneider gestoppt werden, wenn ein Palettenwechsel erforderlich wird. Durch Zusatzeinrichtungen kann aber auch hier ein durchgehender Betrieb ermöglicht werden. Diese Zusatzeinrichtungen sind: 1) Einrichtungen, bei denen die Stapelplattform mit dem fertigen Stapel gesenkt und die volle Palette ausgeführt werden, während der weiterlaufende Bogenstrom während dieses Vorgangs über die —> Schleusenpartie ausgeschleust wird. Eine vorbereitete neue Palette wird, meist gegen die Laufrichtung des Querschneiders, auf die Stapelplattform geschoben und nach oben befördert. 2) Bei einer weiteren Einrichtung kann der Stapelwechsel bei voller Produktionsgeschwindigkeit und ohne Ausschleusen des laufenden Bogenstroms durchgeführt werden. Hierbei öffnen Trennfinger, die mit dem letzten Bogen des fertigen Stapels einge-

schwenkt wurden, nach etwa weiteren 250 mm Stapelhöhe eine Lücke im Stapel. In diese Lücke wird ein Trenntisch eingeschoben, der den fertigen Stapel von dem neuen Stapel trennt. Der fertige Stapel wird automatisch aus dem Ableger transportiert und eine vorbereitete neue Palette wird auf die Stapelplatte geschoben. Der mit voller Maschinengeschwindigkeit weiter laufende Bogenstrom wird in dieser Zeit auf dem Trenntisch gestapelt, bis die neue Palette auf die Stapelhöhe gehoben ist. Durch Zurückziehen des Trenntisches wird der neue Stapel auf der Palette abgelegt. KT

Abliegen (set-off, setting-off) Das Abfärben der frischen —> Druckfarbe auf die Rückseite des daraufliegenden Bogens bzw. in der wieder aufgewickelten Bedruckstoffbahn wird nach D I N 16500 als Abliegen bezeichnet. Dabei werden das —• Druckbild beschädigt und die Rückseite des Bogens oder der Bahn durch Druckfarbe verschmutzt. Starkes Abliegen kann zu einem Verbinden (Kleben) der Bogen führen, so dass der —• Stapel blockt. Das Abliegen wird durch große Farbschichtdicken begünstigt, hauptsächlich beim vollflächigen Druck (—> Volltonfläche), beim Übereinanderdruck mehrerer Farben (—• Mehrfarbendruck), bei langsam, z.B. oxidativ, trocknenden Druckfarben, Papieren mit geringer —• Saugfähigkeit oder Folien, bei schlechter —> Planlage des —• Bedruckstoffs und beim Ablegen der Drucke in zu großen Stapeln. Abhilfe ist möglich durch folgende Maßnahmen: • •

• •

Zusetzen von Trockenstoff in die Druckfarbe Aufbringen eines Druckbestäubungspuders (Bestäuben mit —> Calciumcarbonat oder —• Stärke auf Maisbasis) Einlegen von unbedrucktem Papier zwischen die Druckbogen (Einschießen) Verringern der Stapelhöhe

25 • •

Einstellen der Fallhöhe, so dass der gen berührungsfrei sinkt Schieber und Geradstoßbleche —•Auslage so einstellen, dass die schen Bogen nicht geschoben und staucht werden.

Boder frige-

Mithilfe von —> Probedruckgeräten kann das —> Wegschlagen der Druckfarbe in das Papier untersucht werden. Zu langsames Wegschlagen der Farbe kann in der Praxis zum Abliegen führen. Das Wegschlagen (als physikalischer Vorgang beim —• Trocknen der Druckfarbe) ist abhängig von der Beschaffenheit des Papiers und der —• Strichqualität. So schlägt Druckfarbe auf voluminösem Papier schneller weg als auf einem dichten, glatten Papier, so dass sie deshalb nicht zum Abliegen neigen wird. Bei einem —• Kunstdruckpapier tendiert die Farbe weniger zum Abliegen als bei einem stark satinierten (—• Satinage) und hoch verdichteten Papier mit weniger Strichauftrag (—• Strich). Daher hat der Drucker die Aufgabe, die Wechselwirkung zwischen Druckfarbe und Papier genau zu beobachten, aufeinander abzustimmen und beim Auftreten des Abliegens Gegenmaßnahmen einzuleiten. NE

Abluft (exhaust air, waste air) Abluft ist die für verschiedene Zwecke genutzte Luft, die aus einem definierten System (z.B. Haubenabluft einer Papiermaschine) nach der Nutzung wieder abgeführt wird. Abluft- und Frischluftführung sind in der Regel aufeinander abgestimmt. Die Frischluft kann dabei in ihrer Zusammensetzung (wie z.B. im Wassergehalt) oder in ihrer physikalischen Beschaffenheit (Temperatur, Druck) verändert werden. Typische Beispiele sind die Raumbe- und -entlüftung oder die Luftführung in —• Trockenhauben von Papiermaschinen. Bei Verbrennungsprozessen oder sonstigen chemischen Prozessen spricht man hingegen von —> Abgas. Bei direktbefeuerten Trocknungsprozessen im Bereich der Papiererzeugung und insbesondere bei der Streicherei

(—> Streichen) werden Abluft und Abgas miteinander vermischt. Der Energieinhalt der Abluft kann in —> Wärmetauschern (z.B. bei Trockenhauben von Papiermaschinen) genutzt werden. HU

Abluftreinigung (purification of exhaust air/waste air) Die in Prozessen anfallende —• Abluft kann einer thermischen, mechanischen, biologischen oder chemischen Reinigung unterzogen werden. Typische Beispiele aus der Zellstoffund Papierherstellung sind die thermische Verwertung der geruchsbeladenen Abluft der Zellstofferzeugung bei der Abiaugenverbrennung (—> Ablauge) oder die Ableitung geruchsintensiver Abluft aus der Schlammbehandlung einer biologischen —> Abwasserreinigungsanlage über einen —• Biofilter (—» Abluftreinigungsanlage). HU

Abluftreinigungsanlage (exhaust air/waste air treatment plant) Abluft ist die Bezeichnung für Abgase aus Produktionsanlagen, in denen keine Verbrennungsprozesse stattfinden und in denen Luft das wesentliche Trägergas ist. Für nahezu alle relevanten Schadstoffe, die mit der Abluft emittiert werden, stehen heute bewährte Abluftreinigungstechniken zur Verfügung, die sich aufgrund ihrer physikalischen und chemischen Trennprinzipien in folgende Verfahren einteilen lassen: • • • • • • •

•

Staub- oder Partikelabscheidung Aerosolabscheidung Absorption (z.B. Gaswäsche mit Waschwasser) Adsorption (z.B. mit —• Aktivkohle) Kondensation Chemisorption (z.B. —> Entschwefelung mit Trocken-Additiv-Verfahren) Oxidation (z.B. —• biologischer Abbau in —> Biofiltern und Biowäschern, thermische oder katalytische Nachverbrennung) Membrantrennung.

26 In der Praxis werden häufig auch Kombinationen der genannten Verfahrenstechniken eingesetzt. Die Abluft bei der Papierherstellung setzt sich fast ausschließlich aus Luft und Wasserdampf zusammen. Bei der Trocknung der Papierbahn entweichen bei Temperaturen oberhalb von 100° C aber auch flüchtige anorganische und organische Substanzen. Sie haben ihren Ursprung in den eingesetzten Faserstoffen sowie chemischen —»Hilfsstoffen. Eine weitere Gruppe abluftrelevanter Stoffe wird durch mikrobielle Aktivitäten in eng geschlossenen Fabrikationswasserkreisläufen gebildet. Dabei handelt es sich hauptsächlich um Stoffe, die von anaeroben —> Mikroorganismen erzeugt werden, z.B. —> Schwefelwasserstoff, —• Essig-, Propion-, Butter- oder Milchsäure. Diese mikrobiellen Zersetzungsprodukte treten vor allem in altpapierverarbeitenden Papierfabriken mit nahezu geschlossenem Wasserkreislauf auf und fuhren zu —> Geruchsemissionen, die in der unmittelbaren Umgebung der Papierfabrik wahrgenommen werden können. Bisher durchgeführte Untersuchungen zu Art und Menge der mit der Abluft emittierten Verbindungen ergaben keine Hinweise auf eine gesundheitliche Gefährdung. Grenzwerte der —> Technischen Anleitung Luft werden normalerweise sehr deutlich unterschritten. Eine Reinigung der Papiermaschinenabluft ist deshalb nicht erforderlich. Sie würde sich technologisch auch als sehr schwierig erweisen, denn pro Tonne erzeugtem Papier werden im Trocknungsbereich moderner Papiermaschinen etwa 20 000 m 3 Abluft emittiert. Daraus resultieren sehr hohe Abgasvolumenströme in [m 3 /h], die die üblichen Kapazitäten von geeigneten Abluftreinigungsanlagen deutlich überschreiten würden. Sofern Emissionen geruchsintensiver Stoffe, die selbst in höchster Verdünnungen noch wahrnehmbar sind, auftreten, wird durch produktionsintegrierte Maßnahmen, wie z.B. die Anwendung von —• Schleimverhinderungsmitteln, versucht, diese —• Emissionen zu reduzieren. HA

Abmehlen (chalking) Falls sich nach dem —• Drucken die —> Druckfarbe durch leichte mechanische Beanspruchung von der Papier- oder Kartonoberfläche abwischen lässt, obwohl die Druckfarbe durchgetrocknet ist, handelt es sich um Abmehlen. Die Ursache für das Abmehlen der Druckfarbe ist in einem zu schnellen —• Wegschlagen des —• Bindemittels der Druckfarbe in das Papiergefüge zu suchen, während das Farbpigment ungebunden auf der Papieroberfläche zurückbleibt. Dieser Effekt ist bei —• gestrichenen Papieren häufiger zu beobachten als bei —• ungestrichenen Papieren, bedingt durch die wesentlich höhere Kapillarsaugfahigkeit der Strichschicht (—> Strich) als die des Fasergefüges. Das Bindemittel der Druckfarbe muss die Farbpigmente umhüllen und auf der Papieroberfläche verankern. Zu stark verdünnte Druckfarben werden auch auf einem Papier mit normaler —* Saugfähigkeit zu schnell wegschlagen und nicht zu einer ausreichenden Verfestigung des Druckfarbenfilms führen. Als Abhilfe können eine strengere Druckfarbe und der Einsatz von geeigneten Druckhilfsmitteln empfohlen werden. Wird das Abmehlen erst nach Beendigung des —• Auflagendrucks festgestellt, kann nur ein Überdrucken mit Drucklack (—>Lack) oder —> Druckfirnis Abhilfe schaffen. FA

Abnahmefilz (making felt) Unter einem Abnahmefilz versteht man den —> Filz in einer Kartonmaschine, der über die —• Rundsiebe geführt wird und nacheinander die verschiedenen Lagen (nassen „Papierbahnen") abnimmt. Je nach Anzahl der Rundsiebe kann die Länge des Abnahmefilzes bis über 100 m betragen. Wegen der großen Länge können die —• Grundgewebe meist nicht, wie sonst üblich, endlos gefertigt werden, sondern müssen offen gewebt werden, d.h. die Kettfäden liegen in —> Maschinenrichtung und die Schussfäden in —> Querrichtung. Vor dem Aufnadeln des Vlieses

27 (—• Nadelfilz) werden die Kettfäden des flächigen Gewebes in Handarbeit miteinander zu einem Schlauch versteppt, was mit großer Sorgfalt erfolgen muss, damit sich Dickenund Entwässerungseigenschaften an dieser Stelle nicht vom Rest des Filzes unterscheiden. Kartonabnahmefilze haben im Vergleich zu anderen Filzen relativ niedrige flächenbezogene Massen von ca. 750 bis 1 000 g/m 2 . Sie bestehen aus einem ein- oder maximal zweilagigen Grundgewebe, auf das auf der dem Karton zugewandten Seite ein Vlies (—• Nadelvlies) aufgenadelt ist. Durch die Feinheit der Vliesfasern wird die Durchlässigkeit des Filzes für Wasser aus der nassen „Papierbahn" bzw. der mehrlagigen Kartonbahn bestimmt. Die Feinheit muss einerseits so hoch sein, dass die Kartonbahn richtig entwässert wird und keine Lagenspaltung auftritt. Andererseits muss die Durchlässigkeit so niedrig sein, dass die auf der Unterseite des Abnahmefilzes klebende Bahn nicht vom Filz herunterfällt. Auf der Walzenseite, also auf der der Kartonbahn abgewandten Seite, haben Abnahmefilze meist wenig oder kein Vlies. Wegen des Einsatzes von Altpapier in der Kartonerzeugung hat die schmutzabweisende Ausrüstung bei Abnahmefilzen Bedeutung. Bei Abnahmefilzen werden von allen —• Nassfilzen die längsten Laufzeiten erreicht, in Einzelfällen über ein Jahr. AL

Abnutzung der Druckform (plate wear) Lagern sich beim —• Offsetdruck harte, kratzende Bestandteile aus dem —• Füllstoff im Papier oder aus dem —• Strich auf dem —• Drucktuch ab, so wird durch die Friktion zwischen Drucktuch und der —• Druckplatte eine abrasive Wirkung ausgeübt. Dadurch nützen sich die bildfreien Partien der Druckplatte ab und es kann —• Tonen - also ein Mitdrucken von —»Druckfarbe in den bildfreien Partien - eintreten. Lagern sich harte Partikel in den druckenden Partien des Drucktuchs ab, so kann die farbführende Schicht der Druckplatte beeinträchtigt werden, was zur unsauberen Bildwiedergabe

führt. Auch kratzende Bestandteile der Druckfarbe, des Druckbestäubungspuders (—•Druckbestäubung) oder von Putzmitteln können sich in gleicher Weise auswirken. Beim —• Tiefdruck können sich harte, kratzende Bestandteile unter der —• Rakel anlagern, feine Kratzer in der Chromoberfläche des Tiefdruckzylinders hervorrufen und damit zum Mitdrucken von feinen Linien, sog. Telegraphendrähten und Kometen, führen. Diese Erscheinung wird auch als Tonen bezeichnet. Das —• Druckbild wird beeinträchtigt, so dass der Zylinder vorzeitig ausgewechselt werden muss. Verunreinigungen aus der Druckfarbe, Metallpartikel von einer abgenützten Rakel oder von ausbrechenden Tiefdrucknäpfchen führen auch zu ähnlichen Effekten. Durch den Einsatz effektiver Reinigungsmethoden bei der Aufbereitung von Füllstoff und —• Streichpigmenten sowie der Stoffreinigung (—• Reinigung) bei der Papierproduktion sind papierbedingte Zerstörungen von —• Druckformen äußerst selten geworden. Bei Ablagerungen muss das Drucktuch zwangsläufig häufiger gewaschen werden. Zur Entfernung von Partikeln aus der —•Tiefdruckfarbe ist eine sorgfältige FilteFA rung im Farbkreislauf vorzusehen.

Abrieb (abrasion) Unter Abrieb wird bei Papier nach D I N 53109 das Lostrennen kleiner Partikel aus der Papieroberfläche verstanden. Dies kann sich sowohl auf unbedruckte Papiere als auch auf den Abrieb eines —• Druckbilds beziehen, was besonders im Verpackungsdruck ein wesentlicher Qualitätsparameter ist. Die Prüfung dieser Eigenschaft erfolgt auf Scheuerfestigkeitsprüfgeräten (—• Scheuerfestigkeitsprüfung), die je nach ihrer Bauart entweder rotierende, lineare oder kombinierte Bewegungen vollführen, wobei zusätzliche Bedingungen (z.B. Trocknungszustand der —• Druckfarbe, Anpressdruck, Scheuerart, Scheuerdauer, Schmirgelpapier oder Schleifmittel mit festgelegter Korngröße) definiert werden. Gemäß DIN 53109 wird ein

28 Scheuerfestigkeitsprüfgerät vorgeschlagen, bei dem der Abrieb durch Schleifen einer Papierprobe mit Schmirgelrädern verursacht wird. Dieser Abrieb kann auch als Maß für die Radierfestigkeit herangezogen werden. EI

Abrollbremse (unwind brake) Synonym für —> Abwickelbremse

Abrolleinrichtung für Querschneider (unwind unit for sheet cutters) Abrolleinrichtungen für —• Querschneider gibt es in 3 verschiedenen Ausführungen: • • •

—> Einzel- oder Einfachabrolleinrichtungen —• Mehrfachabrolleinrichtungen —> Drehkreuz-Abrolleinrichtungen.

Diese Abrolleinrichtungen können —• achslos oder mit —> Wickelwellen arbeiten. Letztere sind auf kleine Rollendurchmesser und -breiten begrenzt und werden wegen des arbeitsaufwendigen Wechsels der Wickelachsen kaum noch verwendet. Jede Abrolleinrichtung für Querschneider hat ein- oder beidseitig —> Abwickelbremsen oder —• Bremsgeneratoren angeordnet, die während des Abwickeins die —> Bahnspannung der in den Querschneider einlaufenden Papier- oder Kartonbahnen kontrollieren. KT

Abrolleinrichtung für Rollenschneidmaschinen (unwind unit for winders) Einrichtung zum Abwickeln einer Papieroder Kartonbahn von einer —• Rolle, wie sie an —• Doktorrollern, —• Maschinenrollern, —> Rollenschneidmaschinen und —> Umrollern eingesetzt wird. Die abzuwickelnden Papier- oder Kartonbahnen sind bei Maschinenrollern, Umrollern und bestimmten Rollenschneidmaschinen auf —• Tamboure gewickelt. Bei Doktorrollern und den meisten Rollenschneidmaschinen sind sie auf —• Wickelhülsen gewickelt. Tamboure werden in

die Aufnahmelager der Abrolleinrichtung eingelegt. Rollen auf Wickelhülsen werden entweder —• achslos weiterverarbeitet oder es werden —> Wickelwellen eingesetzt. Die Abrolleinrichtungen können seitlich verschoben werden, um die abzuwickelnden Rollen auf die Maschinenmitte auszurichten. Dies kann von Hand oder automatisch durch eine —• Seitenkantensteuerung oder —> Bahnkantensteuerung durchgeführt werden. KT

Abrolleinrichtung für Streichmaschinen (unwind for coaters) Bei —> Streichmaschinen, die off-line bei der Papier- und Kartonherstellung eingesetzt werden, werden im Allgemeinen für —> Tamboure geeignete Abrolleinrichtungen verwendet. Diese sind so konstruiert, dass bei einem Tambourwechsel die Produktionsgeschwindigkeit nicht herabgesetzt werden muss. Erreicht wird dies durch die Verwendung einer automatischen Tambourwechseleinrichtung. Die folgende Abbildung zeigt die Abrolleinrichtung in dem Zustand, als ein neuer Tambour (1) in das Lager (2) eingelegt wurde. Der Bahnbeginn des neuen Tambours ist mit doppelseitig klebenden Klebestreifen versehen. Der ablaufende Tambour (3) in seinem Lager (4) steht kurz vor seiner Endphase. Der neue Tambour (1) bewegt sich mit seinem Lager (2) auf den ablaufenden Tambour (3) zu, bis er seine Klebeposition erreicht hat. Der neue Tambour (1) wird durch einen gesonderten —• Zentrumsantrieb in Drehbewegung versetzt, so dass seine Umfangsgeschwindigkeit über eine Ablaufsteuerung an die Geschwindigkeit der ablaufenden Bahn (5) angeglichen wird. Gleichzeitig bewegt sich die Trennvorrichtung (6) mit der Andruckwalze (7) und dem —• Trennmesser nach oben. Der Fangkorb (8) bewegt sich nach vorn, bis er über der ablaufenden Bahn (5) steht. Der so vorbereitete Tambourwechsel wird durch die Ablaufsteuerung des Trennvorgangs gestartet. Bei Anlauf des Trennvorgangs drückt die Andruckwalze der Trennvorrichtung mit dem Trennmesser die ablau-

29 fende Bahn an den neuen Tambour an, wobei sich die Klebestellen des neuen Tambours mit der ablaufenden Bahn verbinden. Gleichzeitig bewegt sich das Trennmesser nach oben und trennt die ablaufende Bahn vom alten Tambour (3), wobei der Fangkorb verhindert, dass die Restbahn unkontrolliert in die Abrolleinrichtung schießt. Der abgelaufene Tambour wird in eine entgegengesetzte Drehbewegung versetzt, um die verbleibende Restbahn aufzuwickeln. Die Andruckwalze, die Trennvorrichtung und der Fangkorb fahren wieder in ihre Ausgangsstellungen zurück. Die Tambourachse des abgelaufenen Tambours (3) wird aus dem Lager (4) gehoben. Der jetzt ablaufende neue Tambour (1) bewegt sich mit dem Lager (2) nach links in seine Arbeitsstellung und wird von dem Lager (4) übernommen. Lager (2) geht wieder in seine Ausgangsstellung zurück und ist für die Aufnahme eines neuen Tambours bereit. Der Tambourwechsel ist vollzogen.

Der Anlauf des automatischen Tambourwechsels hängt von der noch zu verbleibenden Restmenge an Papier oder Karton auf dem ablaufenden Tambour ab. Wird der Wechsel manuell durchgeführt, bestimmt die Bedienungsperson den Zeitpunkt, an dem er die Ablaufsteuerung des Trennvorgangs in Betrieb setzt. Der Tambourwechsel kann aber auch automatisch gestartet werden. Dabei wird die unbedingt noch zu verbleibende Restmenge auf dem ablaufenden Tambour in der Ablaufsteuerung für den Tambourwechsel entsprechend eingegeben - möglich ist ein weiter Bereich - und wenn sie erreicht ist, laufen die gesamten Arbeitsgänge ohne weiteren Eingriff automatisch ab. Die erwähnte Ablaufsteuerung des Tambourwechsels kann auch dazu verwendet werden, um über eine Verschleppung die einzelnen —• Streichaggregate für den Durchlauf der Klebestelle so zu beeinflussen, dass die —> Dosierelemente weitgehend geschont und

Abrolleinrichtung für Streichmaschinen kurz vor einem Tambourwechsel (Quelle: Jagenberg)

30 die auf die Papier- oder Kartonbahn einwirkenden Kräfte verringert werden. KT

Abroller (unwind) Synonym für —• Abrolleinrichtung für Rollenschneidmaschinen

Absäuern (acidification) Bei der Herstellung von —• Zellstoff vielfach letzte Behandlungsstufe nach der Bleiche (—• Bleichen) zur Einstellung eines schwach sauren —> pH-Werts vorzugsweise durch —• Schwefeldioxid (S0 2 ), —• Schwefelsäure (H2SO4) oder - > Kohlendioxid (C0 2 ). Dadurch werden u.a. folgende Effekte erzielt: • • • •

verbesserte Lagerstabilität der Zellstoffe geringere Vergilbungsneigung (—• Vergilbung) verringerter Weißgradabfall (—> Weißgrad) der Zellstoffe bei der —• Mahlung bei chlorhaltigen —• Bleichsequenzen durch S0 2 Zerstörung von restlichen —> Chlorverbindungen.

Bei der —» Holzstoffbleiche dient das Absäuern mit S 0 2 dem Abbruch unkontrollierter oxidierender Bleichvorgänge. SE Abscheidewirkungsgrad (cleaning efficiency) Bei der —> Reinigung von Stoffsuspensionen (—• Zellstoff, —> Holzstoff, —> Altpapierstoff) mithilfe von —• Cleanern (Hydrozyklonen) wird der einlaufende, also zu reinigende Stoffstrom (—• Einlauf) in 2 (z.T. in mehrere) Teilströme aufgeteilt. Der größere Stoffstrom, der den Cleaner als —• Akzept (Gutstoff) verlässt, ist weitgehend von Verunreinigungen (z.B. Sand, —> Splitter, Rindenpartikel) befreit, während der kleinere Stoffstrom als —> Rejekt mit Verunreinigungen angereichert ist. Das Verhältnis zwischen der Masse der Verunreinigungen im Rejekt und im Einlauf wird als Abscheidewirkungsgrad

bezeichnet und in Prozent ausgedrückt. Der Abscheidewirkungsgrad bewegt sich in Abhängigkeit von der Art der Verunreinigungen (nach —> spez. Gewicht, Form und Größe), der Größe des Cleaners und der Betriebsbedingungen (z.B. —> Stoffdichte, Druckdifferenz zwischen Einlauf und Akzeptauslauf) im Bereich von 80 bis 95 %. GG

Abscheuern von Druckfarbe (abrasion of ink) Bei mechanischer Beanspruchung bzw. bei ungenügender —> Scheuerfestigkeit eines Druckprodukts können die Druckfarbenschicht beschädigt und damit die —> Druckqualität beeinträchtigt werden. Die abgescheuerte —> Druckfarbe verschmutzt in der —• Auslage die unbedruckte Rückseite des Bogens. Beim Verpackungsdruck kann sich abgescheuerte Druckfarbe auf der unbedruckten Seite des —» Bedruckstoffs ablagern und das Verpackungsgut beeinträchtigen. Die Scheuerfestigkeit eines —• Drucks wird u.a. vom Bedruckstoff beeinflusst. Beim —> Offsetdruck kann weiterhin das —> Feuchtmittel die Abriebfestigkeit der Druckfarbe herabsetzen. Die Einflussfaktoren können also sehr komplex sein: 1) Druckpapier Bei bedruckten Papieren hängt die Beständigkeit der Druckfarbenschicht gegenüber mechanischer Beanspruchung z.B. vom Vorhandensein einer Strichschicht (—> Strich), der —• Strichqualität sowie der —• Rauheit des Papiers ab. Vor allem mattgestrichene Papiere können infolge ihrer mikrogekörnten Oberfläche eine Scheuerwirkung auf den Druckfarbenfilm ausüben. Drucke auf glänzend —• gestrichenen Papieren sind deutlich resistenter gegen Farbabrieb als Drucke auf mattgestrichenen Papieren. Bei einer hohen —• Saugfähigkeit des Papiers bzw. seines Strichs kann das —•Bindemittel der Druckfarbe zu schnell wegschlagen, so dass das Farbpigment ungebunden oder schlecht gebunden auf der Oberfläche zurückbleibt, was zum —• Abmehlen fuhrt.

31 Ein zu niedriger pH-Wert des Papiers verzögert bzw. verhindert das oxidative —• Trocknen der Druckfarbe. Ein nicht durchgetrockneter Farbfilm wird immer eine ungenügende Wisch- und Scheuerfestigkeit aufweisen. 2) Druckfarbe Bei nicht optimaler Abstimmung der Druckfarbe auf das Papier ist eine ungenügende Scheuerfestigkeit zu erwarten. Die oxidative Trocknung der Druckfarbe muss vor der Druckweiterverarbeitung (Binden und Veredeln) weitgehend abgeschlossen sein. Nach ca. 36 bis 48 h hat sich ein Trocknungszustand der gedruckten Farbe eingestellt, der eine problemlose Verarbeitung erlaubt. Neben der Art der Druckfarbe mit ihrem Bindemittel/ —> Lösemittel-Verhältnis nehmen die Farbschichtdicke und das gedruckte Sujet Einfluss auf die Trockenzeit der Druckfarbe und damit auf die Scheuerfestigkeit von „frischen" Drucken. Zusätze zur Druckfarbe, die die Reibung des Farbfilms erhöhen (z.B. Ab—> Druckbestäubung) beeinstandhalter, trächtigen die Scheuerfestigkeit. 3) Feuchtmittel Ein zu niedriger pH-Wert (unter 5,5) des Feuchtmittels verzögert in gleicher Weise wie Restsäure im Papier die oxidative Trocknung und beeinträchtigt die Scheuerfestigkeit. Eine starke Feuchtmittelfuhrung erhöht die Feuchtigkeit im —• Stapel der Auslage und verzögert die Druckfarbentrocknung. Ungeeignete Feuchtmittelzusätze können das —• Emulgieren von Wasser in Farbe fordern und die Wisch- und Scheuerfestigkeit beeinträchtigen. 4) Druckbestäubung Jede Art von Druckbestäubung verschlechtert die Scheuerfestigkeit der Druckfarbe. Besonders ausgeprägt ist dieser Effekt bei der Verwendung von Zucker und von —> Calciumcarbonat. Negativ wirken sich eine Erhöhung der Korngröße und der Menge des Druckbestäubungspuders auf die Scheuerfestigkeit aus.

5) Behandlung der bedruckten Bogen Beim Ausfahren der Stapel aus der —> Druckmaschine kann eine übermäßige mechanische Beanspruchung der frischen Drucke zu Scheuerschäden fuhren. Der Transport der Druckerzeugnisse zur Weiterverarbeitung darf erst erfolgen, wenn die Druckfarbe durchgetrocknet ist und damit ihre optimale Scheuerfestigkeit erreicht hat. Literatur: Schreiner, H.: Der Einfluss mattgestrichener Papiere auf die mechanische Widerstandsfestigkeit von Offsetdrucken. FOGRA-Forschungsbericht Nr. 4.025, München, 1984 Stadler, P.; Müller, Α.: Scheuerverhalten von mattgestrichenen Papieren und Druckbogen mit hoher Flächendeckung. BVD/FOGRA Informationen, Wiesbaden, III/1994 FA

Abschmieren (smearing) 1) Unter Abschmieren versteht man das Verwischen der —• Druckfarbe frischer Drucke beim Kontakt mit Teilen der Transport- bzw. Auslegevorrichtungen in der —» Druckmaschine, aber auch umgekehrt das Verschmutzen des Drucks durch Kontakt mit Druckfarben verschmierten Maschinenteilen (DIN 16500-2). 2) Der Begriff Abschmieren wird oft auch für —• Abliegen gebraucht. FA

Absetzbecken (sedimentation tank, settling tank) Das Absetzbecken ist eine bauliche Einrichtung zur Abscheidung von Feststoffen (z.B. aus —> Abwasser) unter Einwirkung der Schwerkraft (—> Sedimentation, Sedimentationsbecken). Beispiele für Absetzbecken sind in der Kreislaufwasserreinigung Sedimentationsstofffänger (z.B. Trichterstofffänger) oder in der —• Abwasserreinigung Vorklärbecken und —> Nachklärbecken. Die Sedimentation kann auch in großflächigen, eher flachen Becken erfolgen, die dann —>Ab-

32 setzteiche oder —»Klärteiche genannt werden. Vorteilhaft an Absetzbecken ist die Tatsache, dass die Sedimentation ohne zusätzlichen Energieeinsatz und damit auch bei Ausfall der elektrischen Energieversorgung stattfindet. Nachteilig ist die lange Aufenthaltszeit in den Becken (gewöhnlich mindestens 2 h, oft länger), die bei Abwässern mit stark faulungsfähigen Inhaltsstoffen, insbesondere solchen aus der Aufbereitung von —> Altpapier, zu anoxischer Zersetzung (—» anaerobe Abwasserbehandlung) mit Bildung von organischen Säuren und —> Schwefelwasserstoff fuhren kann. Absetzbecken werden nach der hydraulischen Flächenbelastung in [m 3 /m 2 h] bemessen. Diese Einheit wird verkürzt meist als m/h angegeben, was gleichzeitig auch der vertikalen Strömungsgeschwindigkeit des aufsteigenden Wassers im Absetzbecken entspricht. Diese Strömungsgeschwindigkeit muss stets kleiner als die Sinkgeschwindigkeit der abzusetzenden Feststoffpartikel sein, die meist über 2 m/h liegt. Die Sinkgeschwindigkeit kann erhöht werden durch die Zusammenballung kleiner Partikel zu größeren Aggregaten (Flocken), die mit —> Flockungs- bzw. Flockungshilfsmitteln (meist polymeren organischen Stoffen, oft werden —• Polyacrylamide oder —> Polyethylenimine verwendet) bewirkt werden kann. Absetzbecken werden unterschieden in horizontal durchströmte, eher flache Becken mit meist 3 bis 4 m Tiefe, und vertikal durchströmte, eher tiefe Becken mit mehr als 4 m Beckentiefe. Diese Kennzeichnung beschreibt nur die vorherrschende Strömungsrichtung. Letztlich muss das zu klärende Wasser immer vertikal aufsteigen. Durch das aus Oberfläche und Beckentiefe bestimmte Beckenvolumen ergibt sich die Aufenthaltszeit des Wassers im Absetzbecken, die gewöhnlich etwa 3 h beträgt. Entsprechend den Eigenschaften der abzuscheidenden Stoffe, ist die Bemessung der Absetzbecken zu wählen. Mit Ausnahme der Nachklärbecken, die —• Biomasse mit oft geringerer Sinkgeschwindigkeit abzuscheiden haben, kann die hydraulische Flächenbelas-

tung meist über 1 m/h gewählt werden. Die Absetzbecken scheiden dann gewöhnlich weit über 90 % der Feststoffe ab und erreichen, je nach Art der abzuscheidenden Feststoffe, Ablaufkonzentrationen von 20 bis 80 mg/1 suspendierte Stoffe. MÖ

Absetzteiche (sedimentation ponds, settling ponds) —> Absetzbecken

Absolut weißer Körper (perfect reflecting diffusor) Die Körperfarbe von Nichtleuchtern hängt u.a. von deren spektraler Reflexion (—> Reflexionsfaktor) ab. „Farbig" oder bunt erscheinen Körper bei geeigneter Beleuchtung dann, wenn die —> Reflexion im sichtbaren Strahlungsbereich (Wellenlänge des Lichts zwischen 380 und 780 nm) einen nichtkonstanten spektralen Verlauf aufweist. Verläuft die Reflexion auf konstantem Niveau, so bezeichnet man diese Körper als schwarz, grau oder weiß - je nachdem, ob der Reflexionsfaktor konstant gleich 0, zwischen 0 und 1 oder gleich 1 ( bzw. 100 %) ist. Reflexionsfaktor gleich 1 bedeutet, dass sämtliches, auf die Probe auftreffendes sichtbares Licht bei jeder Wellenlänge verlustfrei, also ohne selektive Absorption, diffus zurückgestrahlt wird. Dieser Zustand ist theoretisch beim absolut weißen Körper gegeben. Praktisch lassen sich jedoch nur Näherungen an diesen Zustand erreichen (gepresstes —• Bariumsulfat, Opalglas). Bei der —> Farbmessung werden die —> Farbmessgeräte, mit denen Reflexionsfaktoren bestimmt werden, auf „Absolutweiß" kalibriert. KE

Absolute Feuchtigkeit (absolute humidity) Die absolute Feuchtigkeit gibt bei Gasen (z.B. Luft) an, wieviel Wasserdampf in einer Volumeneinheit in [g/m 3 ] des Gasgemisches enthalten ist. Die Angabe der absoluten Feuchtigkeit der Luft ist in der Praxis nicht üblich, da eine wesentliche klimatische Ein-

33 flussgröße, die Temperatur, nicht berücksichtigt wird. Im Fall der Luft wird die —> relative Luftfeuchtigkeit angegeben. Bei Flüssigkeiten und festen Stoffen wird die Wassermenge, die im Stoff vorhanden ist, in Gewichtsprozent als absolute Feuchte bezeichnet oder als absoluter Wassergehalt (Verhältnis von Wassergehalt zu Trockensubstanz) angegeben. Der —• Feuchtegehalt (früher: Feuchtigkeitsgehalt) von Papier ist von den Umgebungsbedingungen (relative Luftfeuchtigkeit und Temperatur) abhängig (—> Sorptionsisotherme). Ferner gibt es im Papier z.B. über Koordinat- oder Komplexverbindungen chemisch gebundenes Wasser. Durch die Bestimmung des Feuchtegehalts nach D I N EN 20287, bei der Papierproben im Wärmeschrank bei 105° C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet werden, verbleibt ein geringer Teil des Wassers im Papier. Die Trockenschrankmethode ist damit kein Verfahren zur Bestimmung des absoluten Feuchtegehalts. Der absolute Feuchtegehalt von Papier, der überwiegend von wissenschaftlichem Interesse ist, lässt sich allerdings z.B. über eine chemische Wasserbestimmung nach Karl Fischer ermitteln. Das Verfahren beruht darauf, dass Wasser an der Oxidation von —> Schwefeldioxid durch Jod in methanolischer basischer Lösung (—> Methanol) als Reaktionspartner beteiligt ist. Der Wassergehalt der Probe lässt sich dann aus der umgesetzten Menge Jod berechnen. EI

Trocknung kann durch Erwärmen, auch auf 105° C, nicht erreicht werden, da sich immer eine —• Gleichgewichtsfeuchte mit der Umgebung einstellt. Auch eine verlängerte Wärmeeinwirkung (z.B. im Wärmeschrank) führt nicht zum Ziel, da das Papier noch vor dem Erreichen der minimal möglichen Trockenmasse durch Aufnahme von Luftsauerstoff wieder schwerer wird. Nur eine lang dauernde Lagerung über Trocknungsmitteln im Hochvakuum (—• Vakuum) oder eine Erwärmung im absolut trockenen Stickstoffstrom fuhrt zur Einstellung des absoluten Trockengewichts. Bei der Wägung muss darauf geachtet werden, dass aus der Luft kein Wasser wieder aufgenommen wird. Diese Methode ist in der Praxis kaum anwendbar. Deshalb begnügt man sich bei hygroskopischen Materialien mit der Ermittlung des ofentrockenen (otro) Gewichts bzw. der ofentrockenen Masse. EI

Absorption (absorption) Der Begriff Absorption wird bei der Beschreibung von Zusammenhängen aus folgenden Bereichen der Materialwissenschaften verwendet: • • •

Absolutes Trockengewicht (absolute dry weight) Der Begriff absolutes Trockengewicht (atro = absolut trocken) ist nach DIN 6730 eine theoretische Größe, die durch den Begriff —• ofentrockenes Gewicht (otro = ofentrocken) ersetzt wurde, da letztere messtechnisch mit einfachen Mitteln erfassbar ist (—• Trockengehalt). Zur Bestimmung des absoluten Trockengewichts wäre es notwendig, das Material (z.B. —> hygroskopischer Faserstoff oder hygroskopisches Papier) vollkommen zu trocknen und danach zu wiegen. Die vollkommene

Absorption von Gasen und Flüssigkeiten durch Festkörper Absorption von wellenförmiger Strahlung durch Materie Absorption von Korpuskularstrahlung durch Materie.

1) Im Fall der Absorption von Gasen durch Festkörper wird unterschieden zwischen dem Eindringen des Gases (z.B. Luft) in den Festkörper (z.B. —> Aktivkohle) durch die von außen zugänglichen —> Poren und Hohlräume und dem Eindringen in die stoffliche Substanz. Im letzten Fall entsteht eine echte Lösung des Gases im Festkörper. Beide Vorgänge werden durch Diffusion verursacht. Darunter versteht man den Stofftransport aufgrund von Wärmebewegung und Konzentrationsunterschieden der Moleküle. Bei der Absorption von Flüssigkeiten (z.B.

34 Wasser) durch Festkörper (z.B. Papier) ist wie oben eine sinngemäße Unterscheidung vorzunehmen. Die Absorption von Flüssigkeiten durch die Poren des Festkörpers wird durch die Begriffe —• Saugfähigkeit und —> Penetration gekennzeichnet. Das Eindringen in die stoffliche Substanz entspricht dagegen entweder einem Löse- oder einem Quellvorgang (z.B. Quellung von Fasern).

wobei I ο (λ): spektrale auffallende Strahlungsleistung I ( λ): spektrale Strahlungsleistung nach Durchdringen einer Schichtdicke d a (λ): spektraler Absorptionskoeffizient s (λ): spektraler Streukoeffizient k (λ): spektraler Extinktionskoeffizient d: Schichtdicke

2) Bei der Strahlungsabsorption findet der Begriff Absorption unterschiedliche Verwendung. a) Bei der Temperaturstrahlung von Körperoberflächen, worunter man die Strahlung aufgrund thermischer Anregung versteht, wird der Absorptionsgrad definiert als der Quotient aus auftreffender und absorbierter Strahlungsleistung. Der Quotient aus Emissionsvermögen als der pro Flächeneinheit abgegebenen Strahlungsleistung und Absorptionsvermögen ist nur von der Temperatur und der Wellenlänge, jedoch nicht von Stoffkenngrößen (z.B. Dichte oder chemische Zusammensetzung) abhängig (Kirchhoff scher Satz). Dies besagt, vereinfacht ausgedrückt, dass ein Körper nur in dem Wellenlängenbereich emittieren kann, in dem er auch absorbiert. Dieser fundamentale Zusammenhang ist von weitreichender Bedeutung in der Physik der —• Wärmestrahlung.

c) Eine besondere Verwendung von Absorptions· und Streukoeffizient erfolgt in der —> Kubelka-Munk-Theorie, in der beide Koeffizienten mit —> Reflexionsfaktoren verknüpft werden.

b) In einer weiteren Verwendung des Begriffs Absorption wird damit die Lichtschwächung beim Durchgang durch Materie bezeichnet. Mithilfe des Extinktionskoeffizienten als der Summe aus dem die Absorption bzw. Streuung kennzeichnenden Absorptions- bzw. Streuverhalten wird das Expotentialgesetz der Lichtschwächung definiert: I (λ) = I ο ( λ) · exp ( - k (λ) · d ) (Bouguer-Lambert Gesetz) mit k (λ) = a (λ) + s (λ)

3) Bei der Absorption von Korpuskularstrahlung beim Durchgang durch Materie hängt die Form des Absorptionsgesetzes von der Teilchenart im Strahlstrom ab. Bei ionisierenden Teilchen, wie monoenergetischen Elektronen, Protonen oder Alphateilchen, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Absorption durch eine Reichweitebeziehung zu kennzeichnen. Diese gibt die Schichtdicke eines Stoffs an, die maximal durchdrungen werden kann (z.B. werden Alphateilchen aus radioaktivem Zerfall durch ein Papierblatt von 100 μηι Dicke vollständig absorbiert). Die Absorption von Neutronen und der beim radioaktiven Zerfall entstehenden Betateilchen, die ein kontinuierliches Energiespektrum haben, wird dagegen näherungsweise durch ein Exponentialgesetz beschrieben. KE

Abstoßen der Druckfarbe (repel, bad trapping) Unter Abstoßen der —> Druckfarbe versteht man beim Übereinanderdruck mehrerer Druckfarben das Nichtannehmen einer Druckfarbe durch eine oder mehrere der vorher gedruckten Druckfarben und/oder durch den - > Bedruckstoff (DIN 16500-2). Beim —> Offsetdruck kann durch eine ungünstige Einstellung der Zügigkeit bzw. der Viskosität (—>Tack) ein Abstoßeffekt der aufeinander folgenden Farben auftreten. Dadurch ergeben sich Schwankungen der übertragenen Farbmenge, die sich besonders bei

35 der Wiedergabe von Grautönen und von Hauttönen durch —> Farbabweichungen bemerkbar machen. Von Einfluss auf das Abstoßen bzw. die —• Farbannahme können auch der Grad der Trocknung der Druckfarbe und damit das Zeitintervall zwischen den einzelnen Farbübertragungen und die Farbreihenfolge sein. Beim —> Nass-in-Nass-Druck im Offsetverfahren kann durch den auf die Papieroberfläche aufgebrachten Feuchtmittelfilm (—• Feuchtmittel) im nachfolgenden —• Druckwerk die Druckfarbe partiell oder total abgestoßen werden. Eine optimale Farbübertragung wird beeinträchtigt, woraus ein ungleichmäßiger, wolkiger Druckausfall resultiert (—• Mottling), wodurch die Farbintensität bzw. die Farbsättigung vermindert wird. Beeinflusst wird die FeuchtmittelFilmbildung durch die Art und die Menge des —• Bindemittels im —• Strich von —• gestrichenen Papieren. Durch eine ungleichmäßige Verteilung des Bindemittels im Strich und durch —•Bindemittelwanderung (Migration) bei der Trocknung des Strichs können ein partielles Abstoßen der Druckfarbe und damit wieder ein ungleichmäßiger Druckausfall entstehen. Der allgemein übliche Zusatz von Alkohol zum Feuchtmittel ermöglicht es, die notwendige Feuchtmittelmenge deutlich zu reduzieren und damit die Gefahr des Abstoßens der Druckfarbe zu vermindern. Auch beim —• Tiefdruck kann der Grad der Trocknung der Druckfarbe zu Abstoßeffekten fuhren, wenn —• Rasterpunkt auf Rasterpunkt zu liegen kommt und eine schlechte —• Benetzbarkeit eine einwandfreie Farbannahme verhindert. Fehlende Rasterpunkte (—• Missing Dots) im —• Druckbild beeinträchtigen die —• Druckqualität.

Abwärme (waste heat) Mit Abwärme wird die bei Prozessen und Umwandlungen anfallende Wärmeenergie bezeichnet, die energetisch nicht genutzt wird. So wird z.B. der Wärmeinhalt von Abgasen, die über einen Schornstein emittiert werden, der Abwärme zugeordnet. Ziel wärmetechnischer Optimierung ist es, die anfallende Abwärme auf einem niedrigen Niveau zu halten, um so eine Energieeinsparung zu erreichen. Die Möglichkeiten für Abwärmenutzungen sind vom Temperaturniveau der Abwärme abhängig. Abwärme auf hohem Temperaturniveau kann zur Gewinnung wertvollerer Energie (z.B. zur Stromerzeugung) herangezogen werden, während Abwärme auf niedrigem Temperaturniveau nur noch den Wärmebedarf für z.B. eine Raumlufterwärmung, eine Warmwassererzeugung oder eine Speisewasservorwärmung deckt. Wesentliche Kriterien fur die Verwertbarkeit von Abwärme sind:

Literatur: Falter, K.-A.: Untersuchungen über die Beund Verdruckbarkeit von gestrichenen Tiefdruck-Illustrationspapieren. FOGRA-Forschungsbericht 4.302, München, 1971 FA

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•

Art und Temperaturniveau der Abwärme jährlich anfallende Abwärmemenge und jährlicher Wärmebedarf des Prozesses, der die Abwärme nutzen soll Zeitdauer des Abwärmeanfalls und des Wärmebedarfs.

Hinzu kommen Aspekte des Umweltschutzes, wie z.B. —• Emissionen und Abfallanfall (—•Abfall) sowie volks- und betriebswirtschaftliche Randbedingungen. Zur groben Charakterisierung wird die Abwärme mit Blick auf das Temperaturniveau in 4 Bereiche eingeteilt: •

Umgebungstemperatur-Abwärme bis 50° C Niedertemperatur-Abwärme bis 150° C Mitteltemperatur-Abwärme bis 500° C Hochtemperatur-Abwärme über 500° C.

So beruht z.B. das Prinzip der —• KraftWärme-Kopplung darauf, dass die bei der elektrischen Energieerzeugung anfallende Abwärme als Prozesswärme (in Form von

36 —> Heizdampf) bei der Trocknung von Papier genutzt wird. HA

Abwasser ( effluent , waste water) Abwasser ist nach DIΝ 4045 die Bezeichnung für nach häuslichem, gewerblichem oder industriellem Gebrauch verändertes, insbesondere verunreinigtes Wasser. Je nach Herkunft unterscheidet man zwischen Schmutzwasser und Niederschlagswasser. Unter Rohabwasser ist das einer —• Abwasserreinigungsanlage zufließende unbehandelte Abwasser zu verstehen. Als Kühlwasser bezeichnet man das im Allgemeinen unverschmutzte, aber nach Gebrauch erwärmte Wasser aus Kühlprozessen. In Abhängigkeit von der Herkunft sind die Inhaltsstoffe des Abwassers sehr unterschiedlich. Die Abwasserinhaltsstoffe können in gelöster, kolloidaler, fein- bzw. grobdisperser Form und in sehr unterschiedlichen Konzentrationen vorliegen. Um das Abwasser in ein Gewässer einleiten zu können, muss es bestimmten Qualitätsanforderungen auf der Basis von gesetzlichen Regelungen genügen. Um den Gehalt an —• Schadstoffen im Abwasser auf die erforderliche Qualität zu reduzieren, muss das Abwasser in einer Abwasserreinigungsanlage behandelt werden, die z.B. aus einer —• mechanischen, —> chemischen und biologischen (—> aeroben und —> anaeroben) Abwasserbehandlung bestehen kann. Der Abwasseranfall der deutschen Papiererzeugung beträgt durchschnittlich ca. 14 1/kg (bzw. 14 m 3 /t) erzeugtes Produkt (1995). Nahezu alle Abwässer der Papiererzeugung werden biologisch gereinigt. Dies erfolgt in einer betriebseigenen Abwasserreinigungsanlage (—• Direkteinleiter) oder durch die Mitbehandlung in einer öffentlichen —• Kläranlage (—> Indirekteinleiter). Das Abwasser der Papiererzeugung ist hauptsächlich organischer Natur und biologisch gut abbaubar (—> Abbaubarkeit). Die ungelösten Stoffe (—>Faserstoffe, —•Füllstoffe) werden in einer mechanischen oder chemisch-mechanischen Reinigungsstufe eliminiert. Dann wird

das Abwasser einer biologischen Stufe zugeführt, in der insbesondere die gelösten und kolloidalen, sauerstoffzehrenden (—• BSB) Inhaltsstoffe auf das erforderliche Maß reduziert werden. DE

Abwasserabgabengesetz (Waste Water Levy Act, Waste Water Discharge Tax Act) Die Abwasserabgabe ist eine Abgabe nach dem Gesetz über Abgaben für das Einleiten von —• Abwasser in Gewässer (Abwasserabgabengesetz- AbwAG) vom 03. November 1994 (BGBl. I S.3370), geändert durch Gesetz vom 11. November 1996 (BGBl. I S. 1690). Sie wird erhoben bei direkter Einleitung von Abwasser in ein Gewässer. Nach § 13 des AbwAG ist das Abgabeaufkommen zweckgebunden für Maßnahmen des Gewässerschutzes zu verwenden. Die Abgabenhöhe bemisst sich nach Menge und Schädlichkeit des eingeleiteten Abwassers. In der Anlage zu § 3 AbwAG wird die Schädlichkeit in Schadeinheiten gemessen. Eine Schadeinheit entspricht in etwa dem ungereinigten Abwasser eines Einwohners. Die Abwasserabgabe beträgt nach § 9 I V AbwAG seit dem 01. Januar 1997 D M 70 pro Schadeinheit. Bei Erfüllung der Anforderungen nach § 9 V AbwAG werden Ermäßigungen gewährt. Ausnahmen von der Abgabepflicht sind nach § 10 AbwAG vorgesehen. Bemessungsgrundlage für die Abwasserabgabe ist der ordnungsrechtliche Bescheid, mit dem der Umfang der Erlaubnis zur Einleitung festgelegt wird. Die in diesem Bescheid niedergelegten Einleitungswerte bestimmter Parameter (z.B. jährliches Abwasservolumen, —> chemischer Sauerstoffbedarf CSB) sind für die Abgabenerhebung maßgeblich. Unbeachtlich ist in diesem Zusammenhang, welche Einleitungswerte das Abwasser tatsächlich aufweist. So soll der Einleiter angehalten werden, möglichst geringe Einleitungswerte zu beantragen. Literatur: Berendes, K.: Das Abwasserabgabengesetz. 3. Aufl., München: C.H. Beck, 1995

37 Möbius, C.H.: Abwasser der Papier- und Zellstoffindustrie. 2. Aufl., Cordes-Tolle, M. (Hrsg.), München: Eigenverlag, 1997 Paul, H. J.: Das neue Abwasserabgabenrecht. Hannover: I H K Eigenverlag, 1997 MR

Abwasserbelastung (waste water load) Die Abwasserbelastung, auch Abwasserfracht genannt, bezeichnet die Summe der im —• Abwasser enthaltenen Stoffe als ungelöste und gelöste anorganische und organische Substanzen, die vor der Einleitung in ein Gewässer (—> Vorfluter) weitgehend zu entfernen sind und pauschal als Wasserinhaltsstoffe bezeichnet werden. Die teilweise verwendeten Bezeichnungen Schadstoffe oder Schmutzstoffe kennzeichnen die Eigenschaft der Stoffe, das Gewässer zu schädigen oder zu verschmutzen, zunächst nicht eine schädliche Eigenschaft gegenüber Organismen oder gar dem Menschen. Hauptsächlich sind dies die „sauerstoffzehrenden" organischen Stoffe (Stoffe, bei deren mikrobiologischem Abbau Sauerstoff verbraucht wird), die in der Summe mit —• CSB und —> BSB gekennzeichnet werden. So wird die Abwasserbelastung oft auch in Form der Fracht an CSB oder BSB angegeben, obwohl auch andere, in geringeren Mengen vorhandene Stoffe, wie z.B. —> Schwermetalle, das Abwasser belasten können. Der Begriff Abwasserbelastung wird auch im Sinne der Abwasserlast eines Gewässers (pollution load) verwendet. Er kennzeichnet dann die Belastung eines fließenden Gewässers mit Abwasser, bezogen auf die sauerstoffzehrenden organischen Stoffe. Dieser Wert kann in Einwohnergleichwerten (EGW, das ist die tägliche BSB-Menge, die von einem Einwohner im Durchschnitt an das Abwasser abgegeben wird, meist mit 60 g/d BSB 5 beziffert), bezogen auf die mittlere Niedrigwassermenge des Gewässers (MNQ), angegeben werden. MÖ

Abwassereinleitung (waste water discharge) Als Abwassereinleitung wird grundsätzlich die Einleitung von (gereinigtem oder ungereinigtem) —• Abwasser in ein außerhalb des Bereichs des Abwasseranfalls befindliches System bezeichnet. Die Einleitung von Abwasser in ein Gewässer, im Allgemeinen in ein als —> Vorfluter bezeichnetes Oberflächengewässer, wird insbesondere mit diesem Begriff gekennzeichnet. Wird die Einleitung von einem Industrie- oder Gewerbebetrieb mit eigener Abwasserbehandlungsanlage (—> Abwasserreinigungsanlage) vorgenommen, bezeichnet man dies als Direkteinleitung (—> Direkteinleiter). Leitet ein Industrie- oder Gewerbebetrieb sein (meist mechanisch oder chemisch-mechanisch vorgereinigtes) Abwasser in eine öffentliche —• Kläranlage (z.B. über einen städtischen Abwasserkanal) ein, ist dies ebenfalls eine Abwassereinleitung, die als Indirekteinleitung bezeichnet wird (—• Indirekteinleiter). MÖ

Abwasserkläranlage (effluent treatment plant, waste water treatment plant) —> Kläranlage

Abwasserrecht (legislation on effluent) Das Abwasserrecht ist Teil des Wasserrechts unter dem Blickwinkel der —> Wasserwirtschaft. In Betracht kommen Gesetze des Bundes, wie etwa das Gesetz zur Ordnung des Wasserhaushalts (—• Wasserhaushaltsgesetz - WHG) vom 12. November 1996 (BGBl. I S.1695) oder das Abwasserabgabengesetz (AbwAG). Daneben gelten die Wassergesetze der Länder und das Satzungsrecht der Kommunen. Die Gewässerbenutzung erfordert in der Regel eine Erlaubnis oder Bewilligung. Zur Gewässerbenutzung zählen etwa Einbringen und Einleiten von Stoffen in Gewässer sowie das Entnehmen und Ableiten von Wasser. Beim Einleiten von —> Abwasser muss die

38 Schadstofffracht nach § 7 a WHG so gering gehalten werden, wie dies bei Einhaltung der jeweils in Betracht kommenden Verfahren nach dem —> Stand der Technik möglich ist. Die Anforderungen, die dem Stand der Technik entsprechen, werden durch Rechtsverordnung festgelegt. Sind für Abwassereinleitungen —• Mindestanforderungen nach § 7 a I 3 WHG in einer vor dem 19. November 1996 geltenden Fassung durch Allgemeine Verwaltungsvorschriften festgelegt, gilt diese fort bis zum Inkrafttreten der jeweiligen Rechtsverordnung. Von den Anordnungsfällen der §§ 19 i III, 21 a I I WHG abgesehen, ist nach § 21 a I WHG ein Betriebsbeauftragter für Gewässerschutz (—> Gewässerschutzbeauftragter) zu bestellen, wenn mehr als 750 m 3 Abwasser an einem Tag eingeleitet werden dürfen. Die Rechte und Pflichten des Gewässerschutzbeauftragten und des Bestellenden sind ähnlich geregelt wie beim —> Immissionsschutzbeauftragten. Die Aufgaben des Gewässerschutzbeauftragten sind in § 21 b WHG aufgeführt, die Pflichten des Bestellenden in den §§ 21 c, 21 d, 21 e WHG. Der Gewässerschutzbeauftragte hat einen besonderen Kündigungsschutz nach § 21 f WHG. Vom Gewässerschutzbeauftragten ist der Verantwortliche für den Gewässerschutz zu unterscheiden (—• Abfallverantwortlicher, zur Haftung im Wasserrecht nach § 22 WHG Gefährdungshaftung, —> Umwelthaftung, allgemeine Ausführungen zum Beauftragtenwesen bei —» Umweltbeauftragter).

Abwasserreinigung (effluent/waste water purification) Die Abwasserreinigung dient der Entfernung von Stoffen aus dem —> Abwasser, die die —> Abwassereinleitung behindern, weil sie für das System, in das eingeleitet werden soll (—* Vorfluter, —• Oberflächengewässer), schädlich sind. Insofern hat die Kennzeichnung der zu entfernenden Stoffe als Schadoder Schmutzstoffe nur relativen Charakter, bezogen auf das aufnehmende System, z.B. eine öffentliche Abwasseranlage (—> Indirekteinleiter), zu deren Schutz eine Vorreinigung erforderlich sein kann, oder einen Vorfluter, zu dessen Schutz eine weitgehende Abwasserreinigung, überwiegend eine biologische Reinigung (—• aerobe Abwasserbehandlung), erforderlich ist. MÖ

Literatur: Möbius, C.H.: Abwasser der Papier- und Zellstoffindustrie. 2. Aufl., Cordes-Tolle, M. (Hrsg.), München, Eigenverlag, 1997

1) Die mechanische Abwasserbehandlung wird vornehmlich in —> Absetzbecken durch —> Sedimentation von Feststoffen vorgenommen. Weitere Aggregate, die primär im Bereich der industriellen —» Abwasserreinigung eingesetzt werden, sind Lamellenseparatoren, Siebe, Flotationsanlagen, Filterund Membrananlagen, von denen in der ZellStoff- und Papierindustrie Lamellenseparatoren und Flotationsanlagen bevorzugt werden.

Siedler, F.; Zeitler, H.; Dahme, H.: Wasserhaushaltsgesetz und Abwasserabgabengesetz. Kommentar, Loseblattsammlung, München: C.H. Beck, 1997 MR

Abwasserreinigungsanlage (effluent/waste water treatment plant) Eine Abwasserreinigungsanlage ist eine Anlage zur Behandlung von kommunalen, gewerblichen und industriellen Abwässern, um die Schadwirkung der —• Abwässer zu vermindern. Synonyme für Abwasserreinigungsanlage sind Abwasserbehandlungsanlage, —> Kläranlage oder Klärwerk. Zur Reinigung werden mechanisch-physikalische, biologische und/oder chemisch-physikalische Verfahren angewandt, um aus dem Abwasser sowohl Feststoffe (—• Fasern, —> Füllstoffe) als auch gelöste Substanzen (z.B. —> Stärke) zu entfernen.

2) Zur biologischen Abwasserreinigung werden aerobe und anerobe Verfahren (—> aerobe und —> anaerobe Abwasserbehandlung) an-

39 gewandt. Unter den aeroben Verfahren hat das —•Belebtschlammverfahren die größte Bedeutung. Die Reinigung erfolgt hierbei in Belebungsbecken, in dem die den Abbau bewirkenden —> Mikroorganismen als flockige Agglomerate im Abwasser frei schwimmen. Alternativ kann die aerobe Behandlung auch in sog. Festbettsystemen durchgeführt werden, wobei sessile Mikroorganismen auf Füllkörpern mit großer Oberfläche angesiedelt sind (—• Tropfkörper, —• Biofilter). Zur anaeroben Abwasserbehandlung stehen prinzipiell die gleichen Verfahrensvarianten wie bei der aeroben Behandlung zur Verfügung, nur dass dann die Abbauprozesse unter Ausschluss von Sauerstoff stattfinden. Als Systeme mit sessilen Mikroorganismen haben sich Fixed-Film-Reaktoren, Fließbett-Reaktoren und UASB-Reaktoren (upflow anaerob sludge blanket reactors) bewährt. In der Zellstoff- und Papierindustrie werden zur Reinigung hochbelasteter Abwässer (—• Chemischer Sauerstoffbedarf > 2 000 mg O2/I) bevorzugt UASB-Reaktoren verwendet. Deren Funktionsweise beruht darauf, dass sich aus anaeroben Mikroorganismen und mineralischen Abwasserbestandteilen (Füllstoffe, Pigmente) Pellets bilden, deren Ausschwemmen aus dem Reaktor wirkungsvoll mittels Trennvorrichtung verhindert werden kann. Anaerobe Abwasserbehandlungsverfahren haben in den letzten Jahren wegen ihres deutlich geringeren Biomasseanfalls (—> Klärschlamm) und aus energetischen Gründen (Bildung von —• Biogas) vor allem in der altpapierverarbeitenden Papierindustrie zunehmend an Bedeutung gewonnen. Dort werden sie meist in Kombination mit aeroben Behandlungsverfahren als erste biologische Reinigungsstufe angewandt. 3) Biologisch nicht oder nur unzureichend abbaubare Abwasserinhaltsstoffe können mit physikalisch-chemischen Verfahren eliminiert werden. Dazu zählen die Behandlung mit Fällungsmitteln (Aluminium- und/oder Eisensalze, Polyelektrolyte), die die Abwasserinhaltsstoffe in eine abscheidbare Form (Flocken, schwerlösliche Verbindungen) überführen, um sie anschließend mittels Se-

dimentation, Filtration oder Flotation auszuscheiden. Diese Verfahren werden vor allem in kommunalen Kläranlagen zur —• Phosphatelimination angewandt. Zusammen mit anderen Verfahren, wie z.B. der Oxidation bzw. Fotooxidation unter Einsatz von —»Ozon, —•Wasserstoffperoxid und unter UV-Strahlung oder der —• Umkehrosmose, werden die über eine mechanisch/biologische Behandlung hinausgehenden Verfahrenstechniken häufig unter dem Sammelbegriff weitergehende Abwasserreinigung zusammengefasst. HA Abwasserteilstrom (partial flow/split flow of waste water) Als Abwasserteilstrom wird ein Teil des gesamten, ein System (z.B. eine Produktionsanlage) verlassenden —> Abwassers bezeichnet. Der Teilstrom kann gekennzeichnet sein durch eine andere Herkunft des Abwassers (z.B. sanitäres Abwasser im Gegensatz zum Produktionsabwasser einer Papierfabrik), eine andere Zusammensetzung (was meist verbunden ist mit einer anderen Herkunft) oder einen konstruktiv systemimmanent von anderen Abwasserströmen getrennten Anfall. Teilströme können einer getrennten —• Abwasserreinigung oder einer Vorbehandlung vor der gemeinsamen Reinigung des gesamten Abwassers unterworfen werden. Die rechtliche Behandlung eines solchen Vorgangs, z.B. unter dem Gesichtspunkt der Verrechnungsfähigkeit der Maßnahme nach dem —• Abwasserabgabengesetz, erfordert eine klare Definition des Teilstroms, der nicht willkürlich festgelegt werden kann. Während die Produktionsabwässer der Papierfabriken nur in Ausnahmefällen typische Teilströme nach der oben gekennzeichneten Definition aufweisen (z.B. die Deinkingabwässer (—• Deinking)), gibt es in Zellstofffabriken das Brüdenkondensat aus der Ablaugeneindampfimg (vor der Abiaugenverbrennung mit —> Chemikalienrückgewinnung) und das —• Bleichereiabwasser als typische Teilströme. MÖ

40 Abwasservermeidung (avoidance of waste water) Unter Abwasservermeidung wird sowohl (vorrangig) die Vermeidung von Abwasseranfall aus einer Produktionsanlage als auch die Vermeidung von —• Abwasserbelastung durch Maßnahmen innerhalb der Produktionsanlage (interne Vermeidungsmaßnahmen) verstanden. Die Abwasservermeidung durch Kreislauffuhrung des Fabrikationswassers (—> Wasserkreislaufsystem) und Entlastung des —> Kreislaufwassers mit physikalischen (—> mechanische Abwasserbehandlung), chemischen (—• chemische Abwasserbehandlung) und biologischen Verfahren (—> anaerobe oder —• aerobe Abwasserbehandlung) wird zunehmend als entscheidende Komponente des —• Umweltschutzes neben der externen —> Abwasserreinigung betrachtet. MÖ

Abwasserverordnung (Waste Water Ordinance) Die bisher in Verwaltungsvorschriften geregelten Bestimmungen über die —• Mindestanforderungen für das Einleiten von —> Abwasser in Gewässer wurden aufgrund eines Urteils des Europäischen Gerichthofes (EuGH) in einer rechtkräftigen Verordnung umgesetzt. Die Verordnung über Anforderungen an das Einleiten von Abwasser in Gewässer (Abwasserverordnung - AbwV) trat am 01. April 1997 in Kraft. Diese Verordnung übernimmt die noch nicht bearbeiteten Anhänge der Allgemeinen Rahmen-Verwaltungsvorschrift sowie die anderen noch geltenden allgemeinen Verwaltungsvorschriften über Mindestanforderungen an das Einleiten von Abwasser unverändert. GT

Abwickelbremse (unwind brake ) Eine abzuwickelnde —• Rolle (1) muss zur Erzeugung eines —> Bahnzugs und damit zur Kontrolle der —> Bahnspannung während des Wickelvorgangs feinfühlig gebremst werden. Dazu werden die —• Abrolleinrichtungen (2) für —> Rollenschneidmaschinen mit Abwickelbremsen ausgestattet (Abb.). Diese Abwickelbremsen sind oft noch mechanische Bremsen (3). Die mechanischen Bremsen gibt es als Trommelbremsen mit Luft- oder Wasserkühlung, als Scheibenbremsen mit Luftkühlung oder als Lamellenbremsen mit Ölkühlung. Bei modernen Rollenschneidmaschinen werden anstelle von mechanischen Bremsen —> Bremsgeneratoren eingesetzt.

Beispiel einer Abrolleinrichtung für Rollenschneidmaschinen mit einer mechanischen Abwickelbremse (Quelle: Jagenberg) KT

Abwickelrolle (unwind reel) Als Abwickelrolle wird die —> Rolle bezeichnet, von der auf —> Maschinenrollern, —• Umrollern, —• Rollenschneidmaschinen und —• Doktorrollern die Papier- oder Kartonbahn abgewickelt wird. KT

Abwasserverwaltungsvorschriften (Administrative Provision for waste water) —• Abwasserrecht Abziehen (pull a proof set-off) Der Begriff Abziehen wird in der Drucktechnik unterschiedlich verwendet.

41 Zur quantitativen Bestimmung des Extraktgehalts wird der zu untersuchende Halbstoff in einem entsprechenden Extraktor (SoxhletGerät) mit Aceton analytischer Reinheit solange extrahiert, bis der Extraktor mindestens 16 mal geleert wurde. Die Extraktionszeit darf dabei nicht weniger als 3 h und vorzugsweise nicht länger als 4 h betragen. Nach 2) In der —• Lithographie wird der Begriff dieser Zeit wird die Lösung eingedampft, der Abziehen für die Herstellung eines —»UmRückstand 2 h bei 105° C getrocknet und drucks oder einer Autographie auf Stein oder dann gewogen. Der so erhaltene AcetonexZink verwendet. trakt wird in Prozent der —• otro Masse der 3) Das —> Abliegen der —> Druckfarbe auf Halbstoffprobe angegeben. Die an hochwertigen —> Marktzellstoffen gefundenen Werte der Rückseite des nachfolgenden Bogens liegen bei etwa 0,2 %, bei gebleichten wird manchmal auch Abziehen genannt. NE —> Holzstoffen zwischen 0,5 und 1 %.

1) In der Druckformenherstellung des —• Buchdrucks wird die Anfertigung eines Korrekturabzugs mit einer Abzieh- bzw. Korrekturpresse oder einer —> Druckmaschine für Prüf- und Kontrollzwecke als Abziehen bezeichnet.

Acetatzellstoff (acetate pulp) Unter Acetatzellstoffen versteht man besondere Typen von —• Chemiezellstoffen, die für die Herstellung von —• Celluloseacetaten geeignet sind. Acetatzellstoff zeichnet sich durch besondere Reinheit und einen hohen Gehalt an reiner —•Cellulose (—>Alphacellulose) aus. Die Herstellung erfolgt nach dem Sulfit- (—• Sulfitzellstoff ) oder einem Vorhydrolyse-Sulfatverfahren (—> Sulfatzellstoff). An einen Acetatzellstoff werden folgende Qualitätsanforderungen gestellt: —• Weißgrad > 90 %; Ris > 95 %; R 1 0 > 93 %; DP 1 400 bis 2 600. (DP —> Polymerisationsgrad; R 1 8 in 18%iger —• Natronlauge unlöslicher Anteil in Prozent.) GU

Acetonextrakt (acetone soluble matter) Beim Acetonextrakt handelt es sich um die gemäß D I N EN ISO 14453 aus Halbstoffen der Papier- und Kartonerzeugung mittels Aceton (CH3-CO-CH3) extrahierbaren Komponenten, wie z.B. —» Harz- oder —• Fettsäuren (—» Extraktstoffgehalt). Erhöhte Mengen dieser Komponenten können durch Bildung klebriger Ablagerungen zu erheblichen Störungen des Produktionsablaufs sowie der Produktqualität vor allem bei der Papierherstellung führen (Bahnabrisse, Flecken oder Löcher im Papier).

Zur Bestimmung des Extraktgehalts von Halbstoffen wurde international seit Jahrzehnten Dichlormethan verwendet (—> Dichlormethanextrakt). Aufgrund einer möglichen Gesundheitsgefährdung durch dieses Lösungsmittel wurde es in einigen Ländern gesetzlich verboten und normgemäß durch Aceton ersetzt. SE

Acetocell-Verfahren (acetocell technology/pulping) Das Acetocell-Verfahren wird zu den —> alternativen Zellstoffaufschlussverfahren gezählt. Es wurde ab 1984 an der Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft, Hamburg, von Nimz und Mitarbeitern entwickelt. Anstelle von anorganischen Aufschlusschemikalien wird beim Acetocell-Verfahren zum Holzaufschluss 85 %ige —> Essigsäure unter Druck bei 170 bis 180° C verwendet. Die Essigsäure wird durch Destillation zurückgewonnen, wodurch die bei den konventionellen Verfahren notwendige Abiaugenverbrennung (—> Ablauge) zur —• Chemikalienrückgewinnung entfallt. Das —> Lignin und die —> Hemicellulosen fallen als verwertbare Nebenprodukte an. Ab 1989 wurde das Acetocell-Verfahren in einer Pilotanlage mit 800 1-Kocher in den halbtechnischen Maßstab übertragen. 1990 wurde die Acetocell GmbH als Joint Venture zwischen einem Spanplattenhersteller und der VEBA OEL AG gegründet. 1991 ging die

42 Acetocell GmbH vollständig in den Besitz der VEBA OEL AG über. HA

Achslos (shaftless) Wird eine Papier- oder Kartonbahn auf —> Wickelhülsen aufgewickelt oder von Wickelhülsen abgewickelt und werden die Wickelhülsen dabei von —> Spannköpfen oder —• Führungsköpfen gehalten, so spricht man von einer achslosen Auf- und Abwicklung. KT Acrylharz (acrylic resin) Allgemeine Bezeichnung für thermoplastische oder wärmehärtbare synthetische Harze, die durch Homo- oder Copolymerisation von (Meth)acrylsäureestern gewonnen werden. Reinacrylate basieren ausschließlich auf (Meth)acryl-Monomeren. Diese werden häufig aber auch mit anderen —• Monomeren (z.B. Styrol, Vinylester) copolymerisiert. Es gibt Acrylharze, die gezielt durch Wärmeoder UV-Behandlung aushärten. Acrylharze werden vor allem als Rohstoffe für —> Lacke und Anstrichmittel, als —• Klebstoffe, ferner als Beschichtungs-, —• Verdickungs- und —• Dispergiermittel verwendet, z.B. als Polyacrylat zur Erhöhung der —• Viskosität und Wasserretention von —> Streichfarben und zur Dispergierung von —> Streichpigmenten, wie —> Kaolin und —> Calciumcarbonat. ME

Additive Farbmischung (additive color process) Der additive Prozess ist einer von 2 elementaren Farbmischprozessen. Bei diesem Vorgang werden 2 oder mehrere strahlungstechnische Größen bzw. Farbanteile optisch gemischt. Beispiele für solche additiven Farbmischungen sind: •

Der Farbkreisel, bei dem mehrere, in ihren Anteilen durch ihre Flächen bestimmte Farben auf einem schnell rotierenden Kreisel für das Auge miteinander zu einer —• Farbe verschmelzen.

•

•

Der Farbmonitor, auf dem sich nebeneinander kleine rote, blaue und grüne leuchtende Flächen befinden, die in ihrer Intensität einzeln gesteuert und durch die begrenzte Sehschärfe des Auges bei entsprechendem Betrachtungsabstand noch vor Erreichen der Netzhaut gemischt werden, so dass die Summe der Einzelstrahlungen gebildet wird. Die Übereinanderprojektion von Licht mittels Diaprojektoren, die z.B., über Filter generiert, rotes, blaues und grünes Licht erzeugen. Übereinander geblendet, erhält man aus Rot und Grün in additiver Mischung Gelb, aus Rot und Blau resultiert —• Magenta, aus Grün und Blau wird —• Cyan. Die Übereinanderprojektion aller 3 Farben ergibt schließlich — Unbunt, im Idealfall Weiß (Abb.).

Prinzip der additiven Farbmischung bei Übereinanderprojektion von rotem, grünem und blauem Licht mittels Diaprojektoren

Das Zusammenwirken von nebeneinander liegenden Farbflächen im —• Druck: Hier muss man allerdings unterscheiden zwischen der additiven Mischung der einzelnen, nebeneinander liegenden Farbflächen bei deren Betrachtung und dem Zustandekommen einiger dieser Farben durch einen subtraktiven bzw. multiplikativen Vorgang, da sie sich aus dem Übereinanderdruck von 2 oder mehreren

43 —> Druckfarben ergeben (—» subtraktive Farbmischung). Beim autotypischen —> Mehrfarbendruck errechnet sich die —> Reflexionskurve der Mischung durch (mit den Farbflächenanteilen) gewichtetes Addieren der jeweiligen Einzelspektren oder durch gewichtete Addition der —> Normfarbwerte der beteiligten Farbflächen anhand der Neugebauer-Gleichungen. In beiden Fällen ist die Bedruckstofffarbe einzubeziehen. Nach dem Modell von Neugebauer ergeben sich etwa für einen mit der Druckfarbe Magenta erzeugten Rasterdruck für die Mischung folgende Normfarbwerte Χ, Y, Z: ix1 Y ζ Mischfarbe V

λ

f x a

Φ Magenta

M

YM

+ (l ~ Φ Magenta ,

M Yp Izpj

J

mit den Normfarbwerten X M , Ym, Zm Magenta und Xp, Yp, Z P für Papier sowie dem Farbflächenanteil φ (—> Flächendeckungsgrad). Im Allgemeinen werden die Normfarbwerte der beteiligten Druckfarben über eine Messung an entsprechenden —• Volltonflächen ermittelt, so dass die Schichtstärke der Farbe in den Gleichungen nach Neugebauer keine Berücksichtigung findet. UR

Administrationspapiere (office papers) —• Büropapiere

Adressbuchpapier (directory paper) —> Holzhaltiges, opakes, —• ungestrichenes und —> satiniertes Papier mit einer flächenbezogenen Masse von 35 bis 40 g/m 2 , das für die Herstellung von Adress- und Telefonbüchern verwendet wird. RH

ADS Altpapier Data Service GmbH Aufgabe der ADS GmbH sind die Erstellung und der kommerzielle Vertrieb von Analysen und Prognosen zur Entwicklung des Altpapiermarkts.

Gesellschafter sind: • • •

GesPaRec GmbH (50 %) Interseroh AG (25 %) VfW GmbH (25 %).

Die Geschäftsführung wird durch die —• GesPaRec wahrgenommen. Sitz der Gesellschaft ist Bonn. KI

Adsorption (adsorption) Unter Adsorption versteht man eine Anreicherung von Stoffen an den Grenzflächen fester und gasförmiger bzw. flüssiger Materie durch Adhäsion. Damit herrscht an der Phasengrenze eine erhöhte Konzentration der adsorbierten Substanz (Adsorbat oder Adsorptiv) gegenüber dem Inneren des adsorbierenden Körpers (Adsorbens oder Adsorptionsmittel). Die frei werdende Bindungsenergie geht in Wärme (Adsorptionswärme) über. Je nach Bindungsenergie E B spricht man von Chemisorption (E B > 4 1 , 9 kJ/mol). Hierbei sind chemische Bindungskräfte für das Haften der Teilchen an der Oberfläche verantwortlich. Im Gegensatz dazu wirken bei der Physisorption (E B < 4 1 , 9 KJ/mol) van der Waals'sche Kräfte, London-Kräfte oder Dipol-Dipol(Wasserstoff-Brückenbindung) bzw. Dipol-induzierte Dipol-Wechselwirkungen. Die Menge der adsorbierten Substanz je Oberflächeneinheit ist abhängig vom Druck (bei Adsorption aus der Gasphase) oder von der Konzentration (bei Adsorption aus der Lösung) und von der Temperatur. Ein wesentlicher Unterschied der Physisorption zur chemischen Bindung ist der inverse Zusammenhang mit der Temperatur: die Adsorption von Gasen wird mit steigender Temperatur immer geringer. Im Fall von Lösungen ist die adsorbierte Menge bei niedrigen Drücken und Konzentrationen weitgehend proportional zu diesen Parametern. Das Adsorbat wächst aber mit steigendem Druck bzw. steigender Konzentration allmählich langsamer an, bis ein Sättigungswert erreicht ist. In diesem Fall ist dann

44 in der Regel über die gesamte Oberfläche des Adsorbens das Adsorbat in monomolekularer Schicht ausgebreitet. Erfolgt bei höheren Drücken tatsächlich eine weitere Adsorption, so wird dies durch Anlagerung von Molekülen auf dieser Schicht oder durch Kapillarkondensation bewirkt. Tritt eine Adsorption aus Flüssigkeiten auf, so ist dafür vor allem die Grenzflächenspannung bestimmend, d.h. Adsorption tritt dann ein, wenn das Energiepotential an der Grenzfläche durch den dispergierten Stoff erniedrigt wird. Die Beziehung zwischen der adsorbierten Menge und dem Druck oder der Konzentration (im Fall der Adsorption aus einer Lösung) wird Adsorptionsisotherme genannt. Die Adsorption von Feuchtigkeit (Wassermoleküle) aus der Atmosphäre an hygroskopische Stoffe (—• Fasern) beschreibt die —> Sorptionsisotherme. Beispiele aus der Papiererzeugung für eine adsorptive Bindung sind zahlreich und für die Retention der —> Fein- und —> Füllstoffe und der meisten —• Hilfsstoffe zumindest mitbestimmend. EI

Aerobe Abwasserbehandlung (aerobic waste water treatment) Die aerobe Abwasserbehandlung (im Gegensatz zur —• anaeroben Abwasserbehandlung) ist die Reinigung von —• Abwasser mithilfe von aeroben Organismen unter Zufuhr von — Sauerstoff (DIN 4045). Leitet man Abwässer, die gelöste organische Stoffe enthalten, in Gewässer (—> Vorfluter), so verzehren dort vorhandene —• Mikroorganismen diese Stoffe und verbrauchen dabei den im Wasser gelösten Sauerstoff. Um dies zu vermeiden, führt man diesen Abbau in einer —• Abwasserreinigungsanlage durch. Mit hohen Mikroorganismen-Konzentrationen und künstlicher Sauerstoffzufuhr erreicht man den Abbau in viel kürzerer Zeit als im Gewässer. Der aerobe Abbau der gelösten organischen Stoffe erfolgt nahezu ausschließlich durch —• Bakterien und niedere Pilze. Diese nehmen gelöste kohlenstoffhaltige Substanz (z.B.

niedermolekulare —> Kohlenhydrate wie hydrolisierte — Stärke) durch die Zellwand auf. Bei gleichzeitiger Anwesenheit von Nährstoffen (Phosphor, Stickstoff) und essentiellen Spurenelementen (d.h. einer Vielzahl von — Schwermetallen) kann die Zelle daraus körpereigene Substanz (—» Protein) aufbauen. Gleichzeitig wird der Energiebedarf der Zelle durch „Verbrennung" der kohlenstoffhaltigen Substanz unter Sauerstoffverbrauch gedeckt. Insgesamt sind die Endprodukte dieser Vorgänge —• Kohlendioxid, Wasser und —• Biomasse (Protein). Die Gesamtheit der Organismen in einer biologischen Reinigungsanlage (—• Biozönose) besteht außer Bakterien und Pilzen auch aus Protozoen und bei Langzeit-Belüftungsanlagen sowie Teichen auch aus Algen. Diese Organismen spielen für den Abbau eine untergeordnete Rolle, sind jedoch in anderer Hinsicht von Bedeutung. Die Bakterien vermehren sich durch Teilung, die unter optimalen Wachstumsbedingungen etwa alle 20 min erfolgen kann. Begrenzend für das Bakterienwachstum sind die Angebote an C-Substanz, Bakteriennährstoffen (Ν, P) und Sauerstoff. Weitere wichtige Lebensbedingungen sind Temperatur (Optimum 20 bis 35° C) und pH-Wert (6,5 bis 8,5). Die Biozönose passt sich in weitem Rahmen den Versorgungsbedingungen, vor allem der Zusammensetzung der C-Substanz, durch Adaptation an. Bevorzugte Verfahren zur aeroben Behandlung von Papierfabriksabwässern sind: • • • •

—• Belebtschlammverfahren —> Schwebebettverfahren —> Tropfkörper —> Biofilter.

Mit Ausnahme des Belebtschlammverfahrens, bei dem die für den Abbau erforderliche Biomassekonzentration durch Rückführung des im —» Nachklärbecken abgeschiedenen —> Bioschlamms erreicht wird, werden in diesen Verfahren die Mikroorganismen auf Biomasseträgern fixiert (—* Immobilisierung).

45 Kennzeichnend für die Wirksamkeit der aeroben Abwasserbehandlung ist die weitgehende Entfernung des —>BSB5 auf Werte unter 20 mg/1. MÖ

AGRAPA Arbeitsgemeinschaft Grafische Papiere Die AGRAPA ist ein Zusammenschluss folgender Verbände und Organisationen der „Grafischen Papierkette": •

• • • • • • •

• •

Verband Deutscher Papierfabriken (VDP/Gesellschaft für Papier-Recycling mbH (-> GesPaRec), Bonn Verein der Deutschen Papierimporteure (VDPI)/P.R.INT. GmbH, Hamburg Bundesverband des Deutschen Papiergroßhandels, Celle Bundesverband Druck (BVD), Wiesbaden Bundesverband Deutscher Zeitungsverleger (BDZV), Bonn Bundesverband Deutscher Anzeigenblätter (BVDA), Bonn Verband Deutscher Zeitschriftenverleger (VDZ), Bonn Bundesverband Deutscher Buch-, Zeitungsund Zeitschriften-Grossisten (Presse-Grosso), Köln Bundesverband des Deutschen Versandhandels, Frankfürt Börsenverein des Deutschen Buchhandels, Frankfurt.

Im Herbst 1994 vereinbarte die AGRAPA mit dem Bundesumweltminister eine —•Freiwillige Selbstverpflichtung für eine Rücknahme und Verwertung gebrauchter grafischer Papiere. Zur Umsetzung der Selbstverpflichtung wurde ein Altpapier-Rat gegründet, in dem neben den AGRAPATrägerverbänden auch Bundesumweltministerium, Bundeswirtschaftsministerium, Umweltbundesamt, —• LAGA und die kommunalen Spitzenverbände vertreten sind. Er fungiert als Koordinierungs- und Kontrollgremium. Das Sekretariat der AGRAPA liegt bei der GesPaRec in Bonn. KI

Ahorn (maple, sycamore) Ahorn (Acer spp., Familie Aceraceae). Ahorne kommen weltweit mit etwa 130 bis 150 Arten vor, die meisten in den nördlich gemäßigten Zonen Asiens, Europas und Amerikas. Von den in Deutschland heimischen Arten sind vor allem der Bergahorn (A. pseudoplatanus) und Spitzahorn (A. platanoides) forstund holzwirtschaftlich von Bedeutung. Beide Arten sind über weite Teile Europas verbreitet. Zerstreutporige —• Laubhölzer (ohne Farbkern —• Splintholzbäume). Das Holz ist auffällig hell, von weiß (Bergahorn) bis rötlichweiß (Spitzahorn). Mittlerer Faseranteil: um 76 %, Faserlänge: 0,7 - 0,9 - 1,1 mm (für Bergahorn). Mit einer mittleren Rohdichte von 0,59 (Bergahorn) bis 0,62 g/cm 3 (Spitzahorn) ist Ahorn mittelschwer und hart. Das Holz besitzt gute, der —• Buche vergleichbare mechanisch-technologische Eigenschaften, ist dazu ziemlich elastisch und zäh bei hoher Abriebfestigkeit. Mäßig schwindend und mit gutem Stehvermögen, jedoch nicht dauerhaft. Ahorn ist ein typisches Ausstattungsholz im Möbelbau und im Innenausbau für Wandund Deckenbekleidungen, Parkett und Treppen, aber auch Spezialholz für Küchen- und Haushaltsgeräte sowie Musikinstrumente (Streich- und Blasinstrumente). Zudem dient es als beliebtes Drechsler- und Schnitzerholz. WE Airfoiltrocknung (airfoil drying) Airfoils sind speziell geformte Düsen, die bei der —> Konvektionstrocknung —• gestrichener Papiere mithilfe von heißer Luft in —> Schwebetrocknern zum Einsatz kommen. Im Gegensatz zu Prallströmdüsen, die die Trocknungsluft mit hoher Geschwindigkeit (bis 150 m/s) senkrecht auf die Papierbahn blasen, sind Airfoildüsen so geformt, dass die Luft parallel an der Bahn vorbeistreicht (Abb.). Durch diese Art der Luftführung lassen sich auch Papiere mit empfindlichen Oberflächen (z.B. gestrichene oder beschichtete Papiere) trocknen, bei denen der Einsatz von Prall-

46 strömdüsen Markierungen auf der Oberfläche verursachen könnte. Gleichzeitig wird die Gefahr einer —• Bindemittelwanderung im feuchten —• Strich reduziert. Weiterhin wird die Bahn senkrecht zur Laufrichtung weniger stark ausgelenkt, so dass sie wesentlich stabiler durch den Trockner läuft. Heißluft

Papierbahn Prallströmdüse (1); Airfoildüse (2)

Airfoils werden bevorzugt bei der Trocknung von Strichen in —> Streichmaschinen eingesetzt. Nachdem dort zunächst mittels —• Strahlungstrocknung die Strichschicht immobilisiert wurde, folgt an zweiter Stelle die Trocknung mit Airfoils. Dabei wird der Strich soweit verfestigt, dass bei der anschließenden —• Kontakttrocknung keine Gefahr einer Beschädigung der Strichoberfläche mehr besteht. HC

Akazie ( acacia , wattle) Akazien (Gattung Acacia, Familie Leguminosae, Unterfamilie Mimooisdeae oder nach anderer Einteilung Familie Mimosaceae) sind mit etwa 700 bis 800 Arten weltweit in den Subtropen und Tropen Australiens, Asiens, Afrikas und Südamerikas verbreitet, wovon etwa die Hälfte allein in Australien vorkommt. Darüber hinaus werden zahlreiche Akazienarten außerhalb ihres natürlichen Verbreitungsareals forstlich, zur Dünenbefestigung sowie als Straßen- und Parkbäume angepflanzt. In Südeuropa, Nordafrika und im Nahen Osten werden vornehmlich A. melanoxylon, A. dealbata , A. longifolia, A. farnesia und A. cyanophylla angebaut.

Akazien werden äußerst vielfältig genutzt. Zahlreiche Arten liefern ein wertvolles Holz, das allerdings kaum überregional gehandelt wird, sondern vornehmlich von lokaler wirtschaftlicher Bedeutung ist. Die Rinde und/oder das Holz bestimmter (sog. Gerberakazien wie z.B. A. mollissima und A. decurrens) liefern Tannine bzw. Gerbstoffe, die z.B. in Südafrika als Klebstoffe für Holzwerkstoffe genutzt werden. Wiederum andere Arten (z.B. A. Senegal und A. kirkii) dienen der Gewinnung von —• Gummi arabicum. Von der in Südeuropa kultivierten A. dealbata stammen die bekannten, als „Mimosen" bezeichneten gelben Blüten. Von A. farnesia werden an der französischen Riviera Dufìtstoffe gewonnen. Nicht zu verwechseln mit den echten Akazien ist die häufig als Falsche Akazie bezeichnete Robinie (Robinia pseudoacacia), die ursprünglich aus Nordamerika stammt und heute ein weit verbreiteter Straßen- und Stadtbaum in Deutschland ist. Seit etwa 1990 wird die Akazienart Acacia mangium in größerem Umfang in Indonesien auf Sumatra und Kalimantan in Plantagen für die Herstellung von —• Zellstoff angepflanzt. Mit der Produktion von größeren Zellstoffmengen wurde 1998 begonnen. Die Faser ist morphologisch ähnlich dem —> Eukalyptus, der Zellstoff ist aber wesentlich dichter als vom Eukalyptus. Er ist vor allem für —> holzfreie grafische Papiere und —• Dekorpapiere geeignet. WE

Aktives Chlor (active chlorine) Aktives Chlor, auch als Aktivchlor bezeichnet, ist ein Maß für das Oxidationsvermögen chlorhaltiger —> Bleichmittel. Es ist die Grundlage für die Bewertung und den Vergleich verschiedener Bleichchemikalien. Es wird in g/1 Aktivchlor angegeben und durch jodometrische Titration bestimmt. Beim Vergleich von Bleichmitteln wird die Menge eines Bleichmittels berechnet, die 1 Mol Elektronen aufnimmt. 1 kg —• Chlordioxid (C10 2 ) entspricht danach 2,63 kg Aktivchlor, bezogen auf —> Chlor (Cl 2 ). FI

47 Aktivkohle (activated carbon)

Aktivkohle (Α-Kohle) ist eine besondere Form der Kohle. In Abhängigkeit vom Herstellungsprozess besteht sie aus kleinsten Graphitkristallen und/oder amorphem —• Kohlenstoff. Die außergewöhnlichen Adsorptionseigenschaften der Aktivkohle basieren auf der porösen Struktur mit ihren inneren Oberflächen zwischen 500 bis 1 500 m 2 /g. Entsprechend dem Teilchendurchmesser unterscheidet man Aktivkohlepulver (0,05 bis 0,07 mm), körnige Aktivkohle mit einem Durchmesser von 1 bis 4 mm und zylindrisch granulierte Teilchen mit teilweise noch größeren Abmessungen. Aktivkohle wird durch Erhitzen von tierischen Abfällen oder pflanzlichen Rohstoffen auf 500 bis 900° C unter Zuhilfenahme von dehydratisierenden Mitteln (z.B. Zinkchlorid), die leicht entfernt werden können und zugleich das Zusammensintern der Kohle verhindern, hergestellt. Eine weitere Möglichkeit ist die oxidative Aktivierung von Braun- oder Steinkohle mit Wasserdampf oder C02-haltigen Gasen bei 700 bis 1 000° C. Die Einsatzmöglichkeiten von Aktivkohle sind aufgrund ihrer Eigenschaften sehr vielfältig und liegen vor allem in der —»Abwasser- und —• Abluftreinigung, Rückgewinnung von —» Lösemitteln, Zerstörung von Rest-Ozon (—> Ozon) in Ozon-Behandlungsanlagen, Entfernung von Giftstoffen im Magen-Darm-Trakt (medizinische A-Kohle) oder in Zigarettenfiltern. Gute Aktivkohlen können bis zu 50 % ihrer Masse an organischen Stoffen adsorbieren. Bei der Herstellung von —• Kohlepapier oder schwarzen —• Druckfarben wird jedoch —• Ruß verwendet. DE

Akzept (accept) Bei der —» Reinigung von Stoffsuspensionen ( - » Zellstoff, Holzstoff, —• Altpapierstoff) in der Zellstoff- und Papierindustrie müssen artfremde (z.B. Sand, Kunststoff- oder Metallpartikel) und formungeeignete (z.B.

—• Splitter, Rindenpartikel) Bestandteile als Verunreinigungen aus den —• Suspensionen bevorzugt mithilfe von —» Drucksortierern und —> Cleanern (Hydrozyklonen) entfernt werden. Der von derartigen Verunreinigungen weitestgehend befreite Faserstoff wird entweder als Gutstoff oder Akzept bezeichnet. (Der Begriff Akzept ist aus dem Englischen abgeleitet.) Das Akzept fällt nach jeder Reinigungsstufe einer mehrstufigen Anlage an, unabhängig davon, ob in ihm noch restliche Verunreinigungen enthalten sind, da die Reinigung von Stoffsuspensionen kaum quantitativ durchgeführt werden kann. In den meisten Fällen wird das Akzept der ersten Sortier- bzw. Reinigungsstufe als Hauptvolumenstrom in Richtung Papiermaschine geführt. Dies gilt sowohl für die —• Kaskaden- als auch für die Reihenschaltung. Im Fall der —> Vorwärtsschaltung wird das Akzept der ersten und zweiten Stufe gemeinsam in Richtung Papiermaschine geführt. GG

Akzidenzdruck (commercial printing) Die Bezeichnung Akzidenz (lat.: accidentia = Zufälliges, Unwesentliches) stand früher für Druckerzeugnisse, die in der Druckerei neben den hauptsächlichen Produkten, den Büchern und —> Zeitungen, nur gelegentlich hergestellt wurden. Dementsprechend versteht man heute unter Akzidenzdruck den Druck von Erzeugnissen, die nicht zu den Büchern, Zeitungen, Zeitschriften, Verpackungen, Formularen und Wertzeichen gehören. Der Akzidenzdruck ist in der Regel ein mehrseitiger Druck, der zudem meistens in mehreren —> Druckfarben (—• Mehrfarbendruck) beidseitig bedruckt ausgeführt wird. Der Akzidenzdruck beinhaltet außerdem überwiegend Bilder. Typische Akzidenzdrucke sind z.B. Werbeprospekte, die als Beilagen von Tageszeitungen und Illustrierten verteilt werden. Mehrseitige Akzidenzen sind andererseits auch Geschäftsberichte, Programme und Prospekte. Akzidenzen werden heute in der Regel im Offsetdruckverfahren (—• Offsetdruck) herge-

48 stellt. Dabei werden z.T. —> Bogenoffsetoder —•Rollenoffsetdruckmaschinen eingesetzt. Im Rollenoffsetdruck kommen dabei meist —• Druckwerke zum Einsatz, die die Papierbahn von beiden Seiten gleichzeitig bedrucken. Nach dem Durchlauf durch die Druckwerke wird die Druckfarbe mithilfe eines —» Heißlufttrockners getrocknet. Akzidenzen werden zunehmend auch auf —> Druckmaschinen in Ständerbauweise mit —> UV-Trocknung produziert. BG

Alaun (alum)

Meteorologie sowie der Astronomie, aber auch in der Kernphysik. UR

Albuminpapier (albumenized paper) Albuminpapier ist ein Auskopierpapier (—» Auskopierverfahren) mit einer lichtempfindlichen Schicht aus Silberalbuminat. Silberalbuminat entsteht aus Albumin, einem Gemisch aus unreinen Eiweißstoffen von Hühnereiweiß und Blutserum, dem Silbernitrat zugesetzt wurde. NE

Albumkarton (album cardboard, mounting board) Albumkarton ist ein hochwertiger ungestrichener Karton, der für die Innenseiten von K A I (S0 4 ) 2 · 12 H 2 0 Alben für Fotos, Briefmarken oder ähnliche Es ist in Wasser gut löslich (bei 20° C Sammelobjekte verwendet wird. Der Karton 120,3 g/1) unter Bildung von K + - , A l 3 + - und ist holzhaltig oder holzfrei, wegen der AlteS0 4 2 "-Ionen. Die Lösung reagiert infolge rungsbeständigkeit (—> Alterung) meist neu—> Hydrolyse deutlich sauer. Alaun wurde tral geleimt (—»Leimung) und enthält z.B. früher zusammen mit —• Harz bei der —• Calciumcarbonat als —• Füllstoff. Die Fär—• Leimung von Papier, zur Verringerung bung kann weiß, farbig oder schwarz sein, von Harzschwierigkeiten, als —• Retentionshäufiger sind dunkle Farbtöne. Die Oberfläund —• Fixiermittel sowie als —> Flockungs- che ist glatt, der optische Eindruck ist meist bzw. —• Fällungsmittel eingesetzt. Seit Bematt. Der Bereich der flächenbezogenen ginn dieses Jahrhunderts wurde es auf diesen Masse reicht von 160 bis 300 g/m 2 , die höheGebieten praktisch vollständig durch das bilren Flächengewichte können geklebt sein. PA ligere —• Aluminiumsulfat ersetzt. Dieses wird fälschlicherweise meist ebenfalls Alaun genannt. SE Alfagras (alfa grass, esparto, Spanish grass) —• Espartogras Albedo (albedo) Die Albedo ist ein Maß für die diffuse Alginate —• Reflexion (Remission) von Oberflächen. (alginates) Wird eine Fläche senkrecht bestrahlt, so ist Alginate sind Ester der Alginsäure mit Alkodie Albedo der von der nichtspiegelnden Fläholen. Die Alginsäure befindet sich in Braunche diffus in den Halbraum remittierte Anteil algen und ist ähnlich wie —• Cellulose aus im Verhältnis zur auftreffenden Strahlung. langen Fäden aufgebaut. Alginate gehören zu Sie nimmt folglich Werte zwischen 0 und 1 der Gruppe der wasserlöslichen synthetischen an. Denkt man sich das Flächenstück zur —» Streichbindemittel und werden häufig in Ebene ausgedehnt, so ist der hier gemeinte Kombination mit Polymerdispersionen z.B. Halbraum der gesamte von der Ebene beals —> Cobinder eingesetzt. Daneben werden grenzte Raum hin zur Seite der Einstrahlung. sie auch als —• Streicherei-Hilfsmittel zur Der Begriff findet sich häufig in der Optik, Verdickung von —• Streichfarben und zur

Alaun

ist

ein

Doppelsalz

der

Formel:

49 Akzeptur für —> optische Aufheller herangezogen. Alginat wird meist in Pulverform geliefert und muss durch Kochen im alkalischen Medium gelöst werden. Die Hauptanwendung erfolgt im Bereich der Kartonstreicherei. ME

Alkalicellulose (alkali cellulose) Alkalicellulose ist eine chemische Verbindung, die durch Behandlung von —> Cellulose mit —• Natronlauge entsteht. In der Alkalicellulose sind die meisten Hydroxylwasserstoffatome der Cellulose durch Natrium ersetzt. Alkalicellulose ist ein Zwischenprodukt bei der Herstellung der Derivate (—• Cellulosederivate) —• Celluloseether und —• Cellulosexanthogenat (—• Viskosefasern). GU

Alkalische Fahrweise (papermaking under alkaline conditions) Unter alkalischer Fahrweise versteht man die Herstellung von Papier und Karton bei pHWerten von ca. 7,5 bis 8,4 (bezogen auf die Stoffsuspension). pH-Werte in diesem Bereich ergeben sich z.B. bei der Herstellung von —» holzfreien Papieren durch den Einsatz größerer Mengen an —• Calciumcarbonat als —> Füllstoff unter gleichzeitigem Verzicht auf —• Aluminiumsulfat. Ebenso wie die —> neutrale Fahrweise ist diese Fahrweise mit folgenden Vorteilen verbunden: • • • •

Energieeinsparung bei der —• Mahlung geringere —• Korrosion von Anlagenund Maschinenteilen hohe Alterungsbeständigkeit der Papiere (—> Alterung) keine Produktionsprobleme bei der Verarbeitung von calciumcarbonathaltigem —> Ausschuss.

Von Nachteil sind u.a. verstärktes mikrobielles Wachstum (—• Mikroorganismen), verminderte Weißgrade und Verschlechterung der Wirkung nichtquaternärer —• Retentionsmittel. SE

Alkylketendimer (alkyl ketene dimer) —> Synthetische Leimungsmittel

Allergene (allergenes) Als Allergene werden natürliche und/oder synthetische Stoffe bezeichnet, die bei wiederholter Exposition zu langwierigen Krankheitssymptomen bei empfindlichen Menschen führen. Sie gelangen über unterschiedliche Wege in den menschlichen Körper, z.B. mit der Atemluft, mit der Nahrung oder über Hautkontakt. Die häufigsten Symptome sind Hautrötung, Quaddelbildung auf der Haut, Schnupfen, Schleimhautreizungen und Asthma. Die Ursache für allergische Krankheitserscheinungen sind letztlich —• Proteine. Entweder ist das Allergen selbst ein Protein (kommt hauptsächlich bei Allergien gegen Arzneimittel vor) oder der allergene Stoff reagiert mit einem körpereigenen Protein und verändert es in einer Weise, dass es vom Immunsystem als Freundprotein angesehen wird. Das Immumsystem reagiert mit einer übersteigerten, krankmachenden Abwehrreaktion, indem es sehr viel mehr Antikörper (Immunglobuline) bildet, als bei einer normalen Abwehreaktion nötig wären. Die gebildeten Antikörper führen nicht etwa zu einer Immunität, sondern zu einer Sensibilisierung, d.h. Überempfindlichkeit des Betroffenen. Eine Heilung allergischer Krankheitserscheinungen kann durch eine Immuntherapie (Hyposensibilisierung) erreicht werden. Dabei wird der menschliche Körper durch das Verabreichen des allergieauslösenden Stoffs allmählich an das Allergen gewöhnt. Durch die zunehmende Technisierung der Umwelt hat sich auch das Allergenspektrum in den vergangenen Jahrzehnten verändert. Dennoch ist festzustellen, dass es für mehr als 90 % der Allergiker eine überschaubare Gruppe von Allergenen ist, die zu Krankheitserscheinungen führt. An erster Stelle rangieren Pollen von verschiedenen Gräsern, Bäumen, Blumen, Kräutern und Getreiden. Nach den Pollen ist der Kot der Hausstaub-

50 Milbe das zweitwichtigste Allergen. An dritter Stelle folgen Hautschuppen von Haustieren, insbesondere von Pelztieren. Einige Allergene treten bevorzugt bei der Ausübung bestimmter Berufe auf, so z.B. durch Roggen- und Weizenmehl in Bäckereien und durch Holzstäube in Tischlereien. Allergien können unter bestimmten Umständen auch durch synthetische chemische Stoffe ausgelöst werden, vor allem von Lösungsund Verdünnungsmitteln, Holzschutzmitteln und Desinfektionsmitteln, (wie z.B. —> Formaldehyd), sowie von Zusatzstoffen in Lebensmitteln. Chemikalien mit einem allergenen Potential werden gemäß Gefahrstoffverordnung mit den Risiko-Sätzen R 42 (Sensibilisierung durch Einatmen möglich) und R 43 (Sensibilisierung durch Hautkontakt möglich) oder eine Kombination beider Risikosätze gekennzeichnet. Sofern solche Chemikalien in der Zellstoff- und Papierindustrie als Hilfsstoffe eingesetzt werden, erfolgt deren Handhabung unter Beachtung spezieller Vorschriften, die hauptsächlich den Haut- und Atemschutz betreffen. MO

Allgemein anerkannte Regeln der Technik (generally acknowledged rules of techniques) Diese Regeln beschreiben den Standard von Anlagen und Verfahrensweisen, der in der Praxis üblicherweise in einem bestimmten technischen Gebiet angelegt wird. Entscheidend ist also die mehrheitliche Akzeptanz. Auf diesen unbestimmten Rechtsbegriff wird in mehreren Gesetzen verwiesen, z.B. in § 18 b I 2 —> Wasserhaushaltsgesetz (WHG) für einen Teilbereich beim Bau und Betrieb von Abwasseranlagen; weiterhin als Anforderung für die Wartungs- und Reparaturarbeiten bei Anlagen nach § 6 I Ziff. 2 der Störfallverordnung (—> Störfallbeauftragter). Abzugrenzen ist dieser Begriff vom —> Stand der Technik, vom Stand von Wissenschaft und Technik sowie von den —• BAT (Best Available Techniques), den besten verfugbaren Techniken. MR

Alphacellulose (alpha cellulose) Als Alphacellulose wird der Anteil cellulosischer Materialien (z.B. —• Zellstoff) bezeichnet, der aus weitgehend reiner —» Cellulose mit einem hohen —• Polymerisationsgrad besteht. Der Gehalt an Alphacellulose wird durch Behandeln eines ligninarmen Cellulosematerials mit 17,5 %iger, anschliessend mit 9,45 %iger —* Natronlauge und Bestimmung des dabei unlöslichen Anteils ermittelt. Für die Bestimmung des Alphacellulose-Gehalts von Cellulose-Faserstoffen mit höherem Ligningehalt (ungebleichte Zellstoffe, —• Holzstoffe) müssen Korrekturfaktoren verwendet werden. GU

Alternative Zellstoffaufschlussverfahren (alternative pulping techniques , sulfur-free pulping) Das Charakteristikum der im letzten Jahrhundert entwickelten Zellstoffverfahren (—> Sulfit- und —» Sulfatzellstoff), mit denen weltweit über 90 % des Zellstoffs erzeugt werden, ist der chemische Aufschluss von —• Holz mit den schwefelhaltigen Chemikalien —• Natriumsulfid (Na 2 S) beim Sulfatverfahren und —> Magnesiumbisulfit (Mg(HSOs)2) beim Sulfitverfahren. Obwohl diese Chemikalien effektiv zurückgewonnen werden können, erfolgt eine geringe Emission von Schwefelverbindungen mit der Abluft der Chemikalien-Rückgewinnungsanlagen (—> Chemikalienrückgewinnung). Seit Jahrzehnten sind Wissenschaftler und Zellstoffhersteller bestrebt, Holz mit schwefelfreien Chemikalien aufzuschließen. Diese Chemikalien müssen in der Lage sein, das —> Lignin möglichst selektiv aus dem Holz bzw. aus den beim —> Kochen eingesetzten —• Hackschnitzeln herauszulösen, ohne dass die Fasern mit ihren Celluloseketten (—• Cellulose) geschädigt und dadurch die Festigkeitseigenschaften des —> Zellstoffs beeinträchtigt werden. Zudem muss die Bleichbarkeit der schwefelfrei aufgeschlossenen Zellstoffe ohne —• Chlor und —> Chlorverbindungen gewährleistet sein.

51 Erste Schritte zum schwefelfreien Holzaufschluss wurden - anfänglich im Labormaßstab, später im halbtechnischen Maßstab seit den 70er Jahren vor allem in Deutschland unternommen. Mittlerweile existiert eine Reihe von schwefelfreien alternativen Aufschlussverfahren, bei denen unterschiedliche organische Chemikalien eingesetzt werden: • •

•

•

•

—• Acetocell-Verfahren mit —• Essigsäure (entwickelt in Deutschland) —> Formacell-Verfahren mit Essigsäure und Ameisensäure (entwickelt in Deutschland) Organocell-Verfahren (—• OrganosolvVerfahren) mit —• Natronlauge und —> Methanol (entwickelt in Deutschland) —> Milox-Verfahren mit Ameisensäure und —> Wasserstoffperoxid (entwickelt in Finnland) Alcell-Verfahren (Organosolv-Verfahren) mit —• Ethanol (entwickelt in Kanada).

Außerdem wurde mit dem —»ASAM-Verfahren ebenfalls in Deutschland ein Aufschlussverfahren entwickelt, das zwischen dem Sulfatverfahren und den schwefelfreien Organosolv-Verfahren anzusiedeln ist und auch den alternativen Aufschlussverfahren zugeordnet wird. Beim ASAM-Verfahren werden —> Methanol, —• Natriumsulfit, Natronlauge und Anthrachinon als Aufschlusschemikalien verwendet. Von den genannten Verfahren wurde bisher nur das Organocell-Verfahren im industriellen Maßstab Anfang der 90er Jahre erprobt. Allerdings wurde das Werk aus Liquiditätsgründen nach einem Jahr geschlossen, weil alle 3 Voraussetzung für ein neues Zellstoffverfahren (gute Zellstoffqualität, Wirtschaftlichkeit und —» Umweltverträglichkeit) nicht auf hohem Niveau erfüllt werden konnten. HA Alterung ( ageing , aging) Unter dem Begriff Alterung versteht man im technischen Bereich ganz allgemein die Veränderung der physikalischen und chemischen

Eigenschaften eines Stoffs beim Lagern oder Gebrauch. Die Alterung von Papier ist erst in den vergangenen Jahren zunehmend in die Diskussion geraten. Bestandsaufnahmen in Bibliotheken und Archiven hatten ergeben, dass nicht unerhebliche Anteile der dort gelagerten Bücher und Archivalien vom „Zerfall" bedroht sind. Gemeint ist ein drastischer Festigkeitsverlust der Papiere, der dazu führte, dass diese Bücher und Archivalien so brüchig und spröde wurden, dass sie als nicht mehr benutzbar einzustufen sind. Betroffen sind nicht Jahrhunderte alte Handschriften und Urkunden aus handgeschöpften Hadernpapieren, sondern Papiere, die seit Anfang des 19. Jh. aus neuartigen Faserstoffen (—> Holzschliff, —• Zellstoff) maschinell hergestellt wurden. Zwei Innovationen in der über 2000 Jahre alten Geschichte des Papiermachens sind hauptsächlich verantwortlich für die abnehmenden Alterungsbeständigkeit im Sinne der zeitlichen Stabilität: •

•

Die Erfindung der —> Leimung des Papiers in der Masse mittels —• Harz und —• Alaun bzw. —> Aluminiumsulfat (saure Harzleimung) als Ersatz für die Oberflächenleimung mit —> Tierleim durch den Darmstädter Iiiig (1807) Die Substitution von Baumwollfasern aus —> Lumpen durch Holzfasern in Form von Holzstoff und Zellstoff.

Alaun bzw. das später verwendete Aluminiumsulfat hydrolisiert mit dem im Papier verbliebenen Wasser oder mit Wasser aus feuchter Umgebungsluft zu —• Schwefelsäure, die die Celluloseketten (—> Cellulose) der Zellstoff- und Holzstofffasern im Papier chemolytisch zersetzt. Der Alterungsprozess wird durch äußere Faktoren, wie Lagerklima, Lichtverhältnisse, Luftverunreinigungen und Benutzung der Papiere, beeinflusst. In feuchter und warmer Umgebung verlaufen die Prozesse schneller als im kühlen und trockenen Klima. Wechselbeanspruchungen der Papiere durch Klimaveränderungen können die Alterungsvorgänge ebenfalls beschleunigen.

52 In den vergangenen Jahren wurde in der Papiertechnik eine Entwicklung eingeleitet, die die Alterungsbeständigkeit von Papieren positiv beeinflusst. •

•

—> Synthetische Leimungsmittel ermöglichen eine Leimung im neutralen oder schwach alkalischen pH-Bereich, ohne Aluminiumsulfat verwenden zu müssen. Die Umstellung des Papierherstellungsprozesses von der —» sauren auf die —• neutrale Fahrweise führte zu einem sich noch steigernden Einsatz von —> Calciumcarbonat als —• Füllstoff oder —» Pigment. Diese Puffersubstanz ist in der Lage, auch von außen auf das Papier einwirkende Säuren (Luftverunreinigungen) zu neutralisieren.

Nach D I N ISO 9706 sind die heutigen Anforderungen an alterungsbeständiges Papier für Schriftgut und Druckerzeugnisse durch folgende Faktoren gegeben: • •

•

•

Mindestfestigkeit, bestimmt mit einer Prüfung des —• Durchreißwiderstands Mindestgehalt an Substanzen, die die Säurewirkung neutralisieren (Alkalireserve, mindestens 2 % Calciumcarbonat) Höchstgehalt an leicht oxidierbaren Materialien (Begrenzung der —• Kappa-Zahl auf 5) Maximaler und minimaler —> pH-Wert im Kaltwasserextrakt des Papiers (pH: 7,5 bis 10,0).

Im Gegensatz dazu definiert die D I N 6738 die Lebensdauerklassen von Papieren für Druck-, Büro-, Datenverarbeitungs-, Schreibund Zeichenzwecke durch Prüfung von Festigkeitseigenschaften vor und nach einer beschleunigten Alterung bei erhöhter Temperatur. Es ist allerdings umstritten, ob mit solchen „Zeitraffer-Tests" die Dauer der Alterungsbeständigkeit in Jahren überhaupt hinreichend prognostiziert werden kann. HA

Alterungsbeständiges Papier (permanent paper) Papier, dessen wichtigste Gebrauchseigenschaften bei der Lagerung über längere Zeiträume erhalten bleiben (DIN 6730). Unter Gebrauchseigenschaften ist hauptsächlich die mechanische Festigkeit (—> Falzzahl, —> Weiterreißarbeit) zu verstehen. Die Alterungsbeständigkeit von Papier ist von den verwendeten Rohstoffen und —> Hilfsstoffen abhängig. Durch die Einführung der —> Harzleimung durch Iiiig (1807) und die gleichzeitige Verwendung von —> Alaun und ab 1850 infolge des Einsatzes von —> Holzschliff wurde die Alterungsbeständigkeit von Papier gegenüber —> Büttenpapieren aus —• Hadern erheblich verschlechtert. Das saure Alaun führt zur hydrolytischen Zersetzung der Cellulosemoleküle (—• Cellulose). —• Lignin aus dem Holzschliff zerfallt unter dem Einfluss von —• Licht, —> Säure und Wärme in organische Säuren, die den Zerfall der Cellulose weiter katalysieren. Beste Voraussetzungen für alterungsbeständige Papiere bieten daher —• holzfreie Papiere aus —• Primärfasern, die einen pH-Wert von über 7,5 aufweisen und eine Alkalireserve besitzen, also eine gewisse Mindestmenge —> Calciumcarbonat enthalten an z.B. (—• Frankfurter Forderung). Die Anforderungen an alterungsbeständige Papiere sind in DIN 6738 sowie in ISO 9706 beschrieben. Die DIN-Norm verlangt eine bestimmte Restfestigkeit nach künstlicher —• Alterung und teilt die Papiere entsprechend den Ergebnissen in Lebensdauerklassen ein. Die Lebensdauerklassen geben an, über welchen Zeitbereich in Jahren das Papier voraussichtlich ausreichend beständig sein wird (nach bestem Wissen und Gewissen). Die ISO-Norm fordert für alterungsbeständiges Papier eine bestimmte Zusammensetzung (pH-Wert 7,5 bis 10, Kappa-Zahl < 5, Alkalireserve) sowie eine Mindestausgangsfestigkeit. Ähnlich der ISO-Norm ist die amerikanische Vorschrift ANSI/NISO Z39.48. Alle diese Regelwerke sind mehr oder weniger geeignet, die Alterungsbeständigkeit von Papier zu beschreiben. PA

53 Altfaser (recycled fiber ,RCF) —• Sekundärfaser

Altpapier (recovered paper) Altpapier stellt gemäß DIN 6730 den Oberbegriff für Papier, Karton und Pappe dar, die außerhalb des Fabrikationsprozesses nach Verarbeitung oder nach Gebrauch erfassbar anfallen. Demnach unterliegt der bei der Papierherstellung anfallende Fertigungsausschuss (—• Ausschuss), der üblicherweise werksintern in den Produktionsprozess zurückgeführt wird, nicht dem Altpapierbegriff und wird statistisch auch nicht als Altpapier erfasst. Erst Ausschuss, der bei der —• Papierverarbeitung anfällt (z.B. in —> Druckmaschinen), unterliegt der Definition von Altpapier und wird gemäß —> Altpapiersortenliste gehandelt. Altpapier stellt in vielen Ländern (z.B. Deutschland) oder Regionen (z.B. Europa außerhalb von Nordeuropa) die mengenmäßig bedeutendste stoffliche Ressource für die Papierindustrie dar. 63 % des Faserstoffverbrauchs bestehen in Deutschland aus Altpapier (1997), 28 % aus Zellstoff und 9 % aus —• Holzstoff. Aber nicht nur in Deutschland, sondern auch in weltweiter Sicht hat Altpapier mittlerweile einen sehr hohen Stellenwert erreicht, der mengenmäßig fast an die Bedeutung von Zellstoff als Faserstoff für die Papiererzeugung heranreicht. Während die —• Primärfaserstoffe Zellstoff und Holzstoff überwiegend aus —• Holz gewonnen werden und das Vorhandensein ausreichender, nachhaltig bewirtschafteter Wälder erfordert, stellt Altpapier den Rohstoff dar, der in den dicht besiedelten Industrieländern dieser Erde in großen Mengen anfällt. Es wird auch als 'urban forest' bezeichnet, worunter der aus der Gesellschaft zur Verfügung gestellte Altpapier-Rohstoff für die Papierindustrie verstanden wird. Die mit unterschiedlicher stofflicher Zusammensetzung anfallenden —• Papier- und Kartonsorten sollten möglichst sortenrein und frei von —> unerwünschten Stoffen (—• pa-

pierfremde Bestandteile sowie —• unerwünschte Papiere und Pappen) der Papierindustrie als Altpapier für eine Wiederverwertung (—> Recycling) zur Verfügung gestellt werden. Die Güte und damit der Wert einer —• Altpapiersorte steigt, je homogener das Altpapier nach ursprünglichen Papiersorten zusammengesetzt ist und je weniger Verunreinigungen es enthält. Die Qualität des Altpapiers hängt erheblich von seiner Anfallstelle und dem dort installierten —> Altpapiererfassungssystem sowie der anschließenden manuellen —> Altpapiersortierung ab. In Abhängigkeit von den mit aufbereitetem Altpapier (—• Altpapierstoff) herzustellenden Neupapieren müssen bestimmte Altpapiersorten eingesetzt und Verfahren der —•Altpapieraufbereitung angewandt werden, um den Qualitätsansprüchen des neu zu produzierenden Papiers gerecht zu werden. Hauptabnehmer von Altpapier sind die Hersteller von Papier, Karton und Pappe für Verpackungszwecke, die überwiegend „dunkle" Altpapiersorten in Form von gemischten und „braunen", aus Verpackungsmaterial bestehende Altpapiersorten einsetzen. Aber auch für —• Zeitungsdruckpapier, grafisches —• Recyclingpapier und —> Hygienepapier werden große Altpapiermengen verwendet, die allerdings ausschließlich aus grafischen, also „hellen" Altpapiersorten bestehen müssen. Im April 1999 verabschiedeten CEPI (Confederation of European Paper Industries) und B.I.R. (Bureau of International Recycling) eine neue, gemeinsame Altpapiersortenliste, die im Anhang dieses Lexikons enthalten ist. PU Altpapieraufbereitung (processing of recovered paper) Voraussetzung für den Altpapiereinsatz bei der Erzeugung von Papier, Karton und Pappe ist die Zerlegung des —• Altpapiers in seine ursprünglichen Bestandteile, also vor allem in seine Einzelfasern. Auf dem Weg vom trockenen Altpapier zum aufbereiteten —> Altpapierstoff für die Papierherstellung werden bei der Altpapieraufbereitung innerhalb der Papierfabrik mehrere Verfahrensstufen

54 durchlaufen. Der maschinelle Aufbau einer Altpapieraufbereitungsanlage wird sowohl von den zu verarbeitenden —> Altpapiersorten als auch von den herzustellenden Papier- oder Kartonsorten bestimmt. Nicht alle Altpapiersorten lassen sich für jede Papiersorte verwenden. Das Altpapier muss für das herzustellende Papier qualitativ geeignet sein. Während für die Herstellung —> grafischer Papiere und von —• Hygienepapieren ausschließlich „helle", also wiederum grafische Altpapiersorten erforderlich sind, können Verpackungspapiere und Karton aus „dunklen" (gemischten oder „braunen") Altpapiersorten hergestellt werden. Somit sind die stoffliche Zusammensetzung des Altpapiers, aber auch seine Sortenreinheit und sein Verschmutzungsgrad für die Einsatzmöglichkeiten als Rohstoff bei der Neupapierherstellung entscheidend. Obwohl die Bemühungen bei der Altpapieraufbereitung auf umweltentlastende, qualitätsverbessernde und verfahrensoptimierende Maßnahmen gerichtet sind, können zunehmende Sortenunreinheiten und Verunreinigungen im gesammelten Altpapier seine Verwertung, vor allem in höherwertigeren Papiersorten, gefährden. Die verschiedenen Stufen einer Altpapieraufbereitung bestehen aus folgenden Grundbausteinen: Altpapierzerfaserung (in —• Pulper oder —• Auflösetrommel), —• Sortierung und —• Reinigung sowie —> Entwässerung. Während des Prozesses wird das in reichlich Wasser zerfaserte Altpapier von seinen durch Verarbeitung (z.B. Kleberücken, —> Druckfarbe), Gebrauch (z.B. Heftklammern) und Erfassung (Verschmutzung mit Fremdstoffen, wie z.B. Sand) entstandenen Verunreinigungen befreit und derart aufbereitet, dass es entweder allein oder in Mischung mit anderen —• Faserstoffen für die Herstellung von neuem Papier eingesetzt werden kann (Abb.). Die Zerfaserung des Altpapiers ist der erste Verfahrensschritt einer jeden Altpapieraufbereitungsanlage, wobei unter Zugabe von Wasser und ggf. Chemikalien bei unterschiedlichen Stoffkonzentrationen das Altpapier zumindest in eine pumpfähige Suspension überführt wird. Gleichzeitig erfolgt bereits in diesen Aggregaten die Entfernung gröbster

Verunreinigungen (z.B. Steine, Schrauben, Kunststofftüten oder -säcke). Anschließend durchläuft der Altpapierstoff eine Vielzahl von Reinigungs- und Sortieraggregaten, wobei zuerst gröbere und dann feine Verunreinigungen (z.B. Sand, Kunststofffolienpartikel) entfernt werden. Die angewandten Trenntechniken nutzen bevorzugt Unterschiede im spez. Gewicht sowie in den geometrischen Abmessungen von Einzelfasern im Vergleich zu den Verunreinigungen sowie von unzureichend zerfasertem Altpapier aus. Grundsätzlich sollten die im Altpapier enthaltenen Verunreinigungen so früh wie möglich aus dem Prozess ausgeschleust werden, um ein unnötiges Zerkleinern durch die ständige mechanische Beanspruchung in mehreren Prozessstufen zu vermeiden. Ein späteres Abtrennen ist nur mit größerem Aufwand oder gar nicht mehr durchführbar. Nach der aufwendigen, mehrstufigen Reinigung muss der Altpapierstoff mithilfe von Metall- oder Kunststoffsieben auf verschiedenartig konstruierten Maschinen entwässert werden, um dann der Papierherstellung zur Verfügung zu stehen. Das dabei anfallende feststoffhaltige —> Filtrat wird innerhalb des Aufbereitungsprozesses zurückgeführt und zur Zerfaserung wiederverwendet, weshalb es auch als —> Kreislaufwasser bezeichnet wird. Mit diesen Prozessstufen sind nur die elementarsten Bausteine einer Altpapieraufbereitungsanlage skizziert. Neben der mechanischen Prozessgestaltung sorgen auch thermische und chemische Verfahrensstufen für eine optimale Altpapieraufbereitung. Zusätzliche Verfahrensstufen sind dabei die Druckfarbenentfernung (—> Deinking) und die —» Altpapierbleiche, die nur bei der Aufbereitung von hellen Altpapiersorten Anwendung finden, sowie die —> Dispergierung, die im Bedarfsfall bei allen Altpapiersorten zum Einsatz gelangen kann. Das in der folgenden Abbildung dargestellte Blockschaltbild einer Altpapieraufbereitungsanlage für grafische Altpapiere zur Herstellung von —• Zeitungsdruckpapier enthält alle zuvor genannten Systembausteine.

55 Helle Altpapiersorten

Schema einer Altpapieraufbereitung

Bei der Altpapieraufbereitung darf nicht übersehen werden, dass aufgrund von Verunreinigungen ein Teil des eingesetzten Altpapiers als Produktionsreststoff, also als —» Abfall zur Verwertung oder zur Beseitigung, anfällt. Die Reststoffmenge beträgt je nach Altpapiersorte, Verschmutzungsgrad und zu erzeugender Papiersorte etwa 5 bis 40 % des eingesetzten Altpapiers. PU

Altpapierballen (recovered paper bales) Altpapierballen werden beim —• Altpapierhandel durch das Verpressen von —•Altpapier in —> Ballenpressen hergestellt. Für die meisten —> Altpapiersorten ist vor dem Verpressen des Altpapiers eine manuelle —• Altpapiersortierung erforderlich, um die Qualitätsanforderungen gemäß der —• Altpapiersortenliste gewährleisten zu können. Altpapierballen stellen die gebräuchlichste Lieferform von Altpapier dar, die altpapierverarbeitenden Papierfabriken als Rohstoff zur Papierherstellung zur Verfügung gestellt wird.

Insbesondere für Deinkingzwecke (—>Deinking) wird grafisches Altpapier (—>Deinkingware) aber auch als —> lose Ware an die Papierindustrie geliefert. PU

Altpapier-Ëinsatzquote (recovered paper utilization rate) Die Altpapier-Einsatzquote beschreibt das prozentuale Massenverhältnis des eingesetzten —• Altpapiers zur Produktion von Papier, Karton und Pappe - sei es für bestimmte Papiersorten (z.B. —• Zeitungsdruckpapier) oder die gesamte Papierproduktion in einem Land, in einer Wirtschaftsregion (z.B. EU) oder in der Welt. Die Altpapier-Einsatzquote repräsentiert damit nicht den für die Papierherstellung verwendeten Anteil an aufbereitetem —> Altpapierstoff, da dieser durch die Stoffverluste bei der —• Altpapieraufbereitung und Feuchtigkeitsdifferenzen zwischen dem mit einer bestimmten Feuchtigkeit gelieferten Altpapier (—• lutro) und dem hergestellten neuen Papier stets niedriger ausfällt. Bei einem Altpapierverbrauch von 9,5 M i o t und einer Produktion von 15,9 Mio t Papier, Karton und Pappe erreichte die Altpapier-Einsatzquote im Jahr 1997 in Deutschland 59 %. Dies stellt im internationalen Vergleich unter Berücksichtigung der Papierproduktionsstruktur eine Spitzenstellung dar, lag doch der Durchschnitt aller westeuropäischen Länder und der gesamten Welt bei 44 bzw. 43 %. Die Altpapier-Einsatzquote dient als Indikator für die —> Altpapierverwertung in der Papierindustrie, wobei ihre Höhe maßgeblich durch die Papieφroduktionsstruktur beeinflusst wird. So ist in Ländern mit einem hohen Produktionsanteil an —• Verpackungspapieren und —> Karton ein hohes Niveau der Einsatzquote leichter zu erzielen als in Ländern mit einem hohen Anteil an —> grafischen Papieren, wie z.B. in Deutschland. Auch aus diesem Grund ist das erreichte Niveau von 59 % im internationalen Vergleich als Spitzenwert einzustufen. Die Altpapier-Einsatzquote lässt sich nicht beliebig steigern. Ihr Niveau wird begrenzt durch die qualitativen Anforderungen an die

56 erzeugten Papiere, aber auch durch die Verfügbarkeit sortenreiner —• Altpapiersorten. Der relativ unproblematische Einsatz von Altpapier in Verpackungspapieren und Karton führte in den vergangenen Jahren dazu, dass mit einer Einsatzquote von 95 % das Aufnahmevermögen von Altpapierstoff in dieser Hauptproduktgruppe erschöpft ist. Wegen der vergleichsweise geringen qualitativen Anforderungen an den Altpapierstoff finden vorwiegend gemischte und „dunkle" Altpapiersorten Verwendung, die mit relativ geringem anlagentechnischem Aufwand aufbereitet werden.

zu erwarten, dass sich die Altpapier-Einsatzquote in Deutschland im kommenden Jahrzehnt wesentlich über ein Niveau von 60 % steigern lässt. Weitere Steigerungen der Altpapier-Einsatzquote lassen sich nur noch mit erheblichem anlagen- und verfahrenstechnischem Aufwand realisieren und sind selbst dann nur mit geeigneten Altpapierqualitäten zu erzielen. Aus diesem Grund ist der Sortenreinheit der —> Altpapiererfassung künftig besondere PU Aufmerksamkeit zu schenken.

Dagegen ist der Einsatz von Altpapier in Spezialpapieren technologisch und wirtschaftlich oftmals aufwendiger. Qualitätsansprüche und gesetzliche Vorgaben, aber auch die große Sortenvielfalt haben zu einer seit Jahren relativ stabilen Einsatzquote um 45 % geführt. Die Entwicklung der AltpapierEinsatzquote bei Hygienepapieren verlief im vergangenen Jahrzehnt sehr dynamisch, so dass Hygieneerzeugnisse bereits auf einer Einsatzquote von 70 % basieren. Eine weitere Zunahme des Altpapiereinsatzes hängt in diesem Produktbereich von der Lösung der gravierenden Reststoffproblematik (—• Reststoff) und von der Akzeptanz seitens der Konsumenten ab. Im Bereich der grafischen Papiere ist in den letzten beiden Jahrzehnten mit der Einführung der Deinkingtechnologie (—• Deinking) die dynamischste Entwicklung des Altpapiereinsatzes eingetreten. Heute beträgt die Einsatzquote in diesem Bereich bereits rund 35 %, wobei —» Zeitungsdruckpapier mit einer Altpapier-Einsatzquote von 115% die Sättigungsgrenze bereits erreicht hat. Die über 100% liegende Einsatzquote resultiert im Wesentlichen aus den Verlusten der bei der Altpapieraufbereitung erforderlichen —• Druckfarbenentfernung durch —> Flotation. Weitere Steigerungen sind zukünftig im Bereich der holzhaltigen Massendruckpapiere (z.B. SC- und LWC-Papier) zu erwarten, wobei aus heutiger Sicht die hohen Gebrauchsanforderungen (z.B. —> Bedruckbarkeit) den Altpapiereinsatz in diesem Bereich limitieren. Vor diesem Hintergrund ist nicht

Altpapierentsorgung (waste paper management) Gemäß § 3 (7) dem —• Kreislaufwirtschaftsund Abfallgesetz beinhaltet die —• Abfallentsorgung sowohl die Verwertung als auch die Beseitigung von Abfällen. Als —> Abfälle im Sinne dieses Gesetzes sind bewegliche Sachen definiert, zu denen auch —• Altpapier gehört und von denen sich ihr Besitzer entledigt, entledigen will oder entledigen muss. Eine Entledigung kann sowohl über eine Verwertung, sei es stofflich oder energetisch, als auch über eine Beseitigung erfolgen. Altpapier aus der —• Papierverarbeitung stellt - je nach Fallgestaltung - Produkt, sekundären Rohstoff oder Abfall dar. Die Entsorgung von Altpapier umfasst die Erfassung von gebrauchten Papier- oder Kartonerzeugnissen aus Haushalten mit diversen —• Altpapier-Sammelsystemen, um sie entweder einem Einsatz in der Papierindustrie oder einer Verwertung durch —> Kompostierung oder einer energetischen Nutzung zuzuführen. Aber auch eine Beseitigung von —• Papierabfällen, z.B. über Deponierung (—• Deponie), ist der Altpapierentsorgung zuzurechnen. PU

Altpapiererfassung (collection of recovered paper) Die Altpapiererfassung ist die Voraussetzung für den Einsatz von —• Altpapier in der Papierindustrie. Sie umfasst alle Stufen, in denen das Altpapier zwischen seiner Anfallstelle und dem Endabnehmer, in der Regel

57 eine Papierfabrik mit —> Altpapieraufbereitung, eine mengen- und/oder qualitätsbezogene Veränderung erfährt. Sie ist damit das Bindeglied zwischen den Verbrauchern von Papierprodukten und den Verarbeitern der nach dem Gebrauch anfallenden —* Altpapiersorten. Die Erfassung von Altpapier wird mithilfe von —•Altpapier-Sammelsystemen durchgeführt. Seit Jahren verfügt Deutschland über ein flächendeckendes, verbrauchernahes Erfassungsnetz, mit dem mittlerweile Erfassungsquoten von über 70 % des Verbrauchs an Papier, Karton und Pappe (—> AltpapierRücklaufquote) erzielt werden. Berücksichtigt man darüber hinaus die langlebigen und wegen ihres Gebrauchszwecks nicht erfassbaren Papiere, so errechnet sich noch eine deutlich höhere Quote. Im Jahr 1997 wurden in Deutschland mehr als 11 Mio t Altpapier erfasst (Papierverbrauch: 15,8 Mio t), wovon der größere Teil aus privaten Haushalten und dem Gewerbe stammt. Die verbleibende Menge setzt sich aus —> Ausschuss der —• Papierverarbeitung (z.B. aus Druckereien) oder aus —> Remittenden (unverkauften Druckerzeugnissen) zusammen, die nahezu vollständig erfasst werden. Je nach Anfallstelle unterscheiden sich die erfassten Altpapiersorten nach Art und Zusammensetzung des Altpapiers, wodurch sowohl Reinheit als auch Qualität beeinflusst werden, sowie nach der je Zeiteinheit und Ort anfallenden Mengen (Anfalldichte), nach Transportentfernungen und sonstigen Entsorgungsbedingungen. Die Entsorgung beginnt mit der Wahl eines auf die Anfallstelle zugeschnittenen Sammelsystems. Dabei sind verschiedene Gesichtspunkte zu berücksichtigen, wobei wirtschaftliche Kriterien meist im Vordergrund stehen. Dazu gehören Investirons- und Betriebskosten, Transportkosten, aber auch Verarbeitungskosten, z.B. für die Sortierung des Altpapiers, und Reststoffentsorgungskosten nach der Sortierung. Bei der Altpapiererfassung sind 2 wesentliche Kriterien ausschlaggebend: Zum einen soll so viel wie möglich der tatsächlich anfallenden Mengen erfasst werden, um Altpa-

pier als Wertstoff wiederzugewinnen und dem —> Recycling zuzuführen. Zum anderen entscheidet erheblich die Sammelgüte über den Einsatz des Altpapiers bei der Neupapierproduktion. Es ist also nicht ausreichend, die Erfassung nur quantitativ zu maximieren. Zukünftig kommt es in noch stärkerem Maße darauf an, Altpapier auch in der erforderlichen Qualität bereitzustellen. Denn gerade für das Upcycling von Altpapier ist eine saubere, sortenreine Erfassung von ausschlaggebender Bedeutung. Die Erfassung kann entweder in einer Hand liegen oder arbeitsteilig zwischen Anfallstelle und Entsorgungsbetrieb erfolgen. Bewährt haben sich autonome Rohstoffhändler, die das Geschäft des Erfassens, Einsammelns und Sortierens marktabhängig, d.h. entsprechend Angebot und Nachfrage, besorgen. Bewährte Strukturen der Altpapiererfassung und —• Altpapierverwertung sollen in Zukunft nach dem Willen des Gesetzgebers auch weiterhin genutzt werden, jedoch in Verantwortung und durch Finanzierung der Hersteller und Vertreiber von Papiererzeugnissen. Bereits jetzt orientiert sich die Altpapiererfassung im Rahmen der —» Verpackungsverordnung nicht mehr allein nach marktregulierenden Mechanismen, sondern wird durch verordnete Erfassungsquoten gesteuert, die zu einem deutlich über der Inlandsnachfrage liegenden Altpapierangebot führen, was sich in Deutschland 1997 in einem Netto-Altpapier-Export von rund 2 Mio t ausdrückt. PU

Altpapier-Erfassungsquote (recoveredpaper recovery rate) —• Altpapier-Rücklaufquote

Altpapierhandel (recovered paper dealers) Der Altpapierhandel ist traditionell für die Erfassung (—• Altpapiererfassung), Sortierung (—> Altpapiersortierung) und Bereitstellung von —• Altpapier als Rohstoff für die altpapierverarbeitenden Papierfabriken zuständig. Die Erfassung von Wertstoffen und

58 Hausmüll liegt heute zum Großteil in Händen von Entsorgungsunternehmen, die den Rohstoff Altpapier teilweise selbst vermarkten oder an den Altpapierhandel weitergeben. Insbesondere in der Abtrennung —• unerwünschter Stoffe aus dem Altpapier und der Bereitstellung bestimmter —• Altpapiersorten gemäß —> Altpapiersortenliste liegt die durch manuelle Sortierung zu erzielende Wertschöpfung des Altpapierhandels. In Deutschland sind die meisten Altpapierhändler im bvse, dem Bundesverband für Sekundärrohstoffe und Entsorgung, Bonn, zusammengePU schlossen.

Altpapierkompostierung (recovered paper composting) —> Kompostierung

Altpapierlager (recovered paper store) Gelagert wird —• Altpapier sowohl beim —> Altpapierhandel als auch in altpapierverarbeitenden Papierfabriken. Die beiden Lagerstellen unterscheiden sich vor allem hinsichtlich Lagerkapazität und Lagerzeit. In Papierfabriken wird nur soviel Altpapier gelagert, dass die Produktion von einigen Tagen oder wenigen Wochen gesichert ist. Darüber hinaus belastet die Lagerung nur unnötig die Wirtschaftlichkeit der —• Altpapieraufbereitung und damit die Kosten des Neupapiers. Üblicherweise werden die Papierfabriken wochentags täglich - bevorzugt per Lkw - mit Altpapier beliefert, was kurze Umschagszeiten des gelagerten Altpapiers sichert. Der Altpapierhandel benötigt dagegen größere Lagerkapazitäten, um marktbedingte Schwankungen aufzufangen und flexibel darauf reagieren zu können. Früher wurde Altpapier in der Papierfabrik meist als Ballen in offenen, z.T. überdachten Lagern aufbewahrt. Die Ballen wurden erst auf dem Förderband der Papierfabrik direkt vor dem —» Pulper geöffnet, wobei verschiedene Pulper auch die Altpapierzufuhr gebündelter Ware erlauben. Altpapier aus Verpackungsmaterial (dunkle —• Altpapiersorten)

wird noch heute auf diese Weise gelagert. Im Gegensatz dazu werden bei der Aufbereitung grafischer Altpapiersorten immer mehr Altpapierlager für lose Altpapierware (ungepresstes Altpapier) genutzt. Das lose, meist per Lkw in Containern angelieferte Altpapier wird in Lagerhallen aufbewahrt, die in mehrere Boxen unterteilt sind. Durch sukzessives Entleeren der einzelnen Boxen wird eine ständige Altpapierzirkulation gesichert, um dadurch einer partiellen Überalterung des Altpapiers entgegenzuwirken. Dies gewährleistet eine gleichmäßige Qualität des —• Altpapierstoffs. Außerdem können Störungen in der Altpapierqualität rechtzeitig erkannt und durch Mischen von Papier aus verschiedenen Boxen ausgeglichen werden. Lose angeliefertes Altpapier kann leichter verarbeitet werden, da Entdrahten und Ballenöffnen entfallen. —> Lose Ware enthält zudem meist weniger Verunreinigungen und ermöglicht einen kontinuierlichen Eintrag in den Pulper. AC

Altpapierpellets (recovered paper pellets) Bei Altpapierpellets handelt es sich um hoch verdichtetes, in einer geometrisch definierten Form vorliegendes —> Altpapier. Im Vergleich mit losem Altpapier (—• lose Ware) oder —• Altpapierballen verbessert sich mit Altpapierpellets das Handling bei Transport und Lagerung. Altpapierpellets weisen pro Volumeneinheit eine hohe Energiedichte auf und können gut dosiert werden. Diese Eigenschaften sind bei der energetischen Nutzung von Altpapier, sei es zusammen mit Braunoder Steinkohle in industriellen Kraftwerken oder in separaten Altpapierverbrennungsanlagen, von Bedeutung. Erprobte Pelletiersysteme für Altpapier arbeiten nach dem Prinzip der Pressagglomeration (Strangpressung). Dazu wird vorsortiertes und zerkleinertes Altpapier mittels Kollern, Schnecken oder Kolben durch eine formgebende Matritze gedrückt. Am Matrizenausgang wird der Strang mit einem Messer auf eine bestimmte Länge geschnitten. Bindemittelzugaben sind bei Altpapier nicht

59 erforderlich. Die Formstabilität der Pellets ist durch folgende Haftmechanismen und Bindekräfte gegeben: • • •

Festkörperbrücken durch Verfilzen an den Oberflächen Wasserstoffbrücken zwischen benachbarten Feststoffen Adhäsions- und Kohäsionskräfite.

Kunststoffbestandteile im Altpapier bewirken ein Verschmelzen während des Pressvorgangs und tragen zur Formstabilität der Pellets bei. Die Qualität der Pellets wird entscheidend vom Feuchtegehalt des Altpapiers beeinflusst. Als optimal werden Feuchtegehalte zwischen 15 und 20 % angesehen, die durch Wasserzugabe oder Zugabe eines wasserhaltigen Materials (z.B. —• Klärschlamm, —> Deinkingschlamm) zum Altpapier eingestellt werden können. Während der Pelletierung sinkt der Feuchtegehalt um etwa 5 %. Nach der Pelletierung ist eine Kühlung erforderlich, um eine Aushärtung der Altpapierpellets zu gewährleisten. In dieser Phase erfolgt eine weitere Absenkung des Wassergehalts, was zu einer biologischen Stabilisierung der Pellets beiträgt. Altpapierpellets können mit Durchmessern von etwa 5 bis 30 mm und Längen von 20 bis 50 mm hergestellt werden. Der Energiebedarf zur Pelletierung von Altpapier beträgt etwa 30 bis 50 kWh/t. Die Schüttdichte von Altpapierpellets (580 bis 700 kg/m 3 ) liegt im Bereich der Schüttdichte von Braunkohle (500 bis 800 kg/m 3 ) und nahe an der Schüttdichte von Steinkohle (700 bis 850 kg/m 3 ). Die weltweit zur Substitution fossiler Energieträger erzeugten Mengen an Altpapierpellets sind marginal. Lediglich in den USA ist eine größere Anlage in Betrieb.

Literatur: Härdtle, G.; Marek, K.: Herstellung und Verwertung von Brennstoff aus Altpapier. In: Müllverbrennung und Umwelt. (ThoméKozmiensky, K. J., Hrsg.) Berlin, 1985

Hinrichs, H.-F.; Müller, H.: Neue Wege der Abfallaufbereitung und Wertstoffrückgewinnung - Herstellung und Einsatz von Brennstoff aus Müll (BRAM). Abfallwirtschaftsjournal 1 (1989), Nr. 9, 12 - 25 HA

Altpapierpresse (recovered paper press) —• Ballenpresse

Altpapierpulper (recoveredpaper —> Pulper

pulper)

Altpapier-Rücklaufquote (recoveredpaper recovery rate) Die Altpapier-Rücklaufquote beschreibt das prozentuale Massenverhältnis des in einem Land, in einer Wirtschaftsregion oder in der Welt erfassten —• Altpapiers, bezogen auf den Verbrauch an Papier, Karton und Pappe im jeweiligen Referenzgebiet. Die AltpapierRücklaufquote dient damit als Indikator für die —• Altpapiererfassung. Eine annähernd 100 %ige Altpapier-Rücklaufquote ist niemals realisierbar, da sich bestimmte Papiersorten bzw. Papierprodukte einer Erfassung entziehen (z.B. verbrennt —> Zigarettenpapier oder landet Toilettenpapier in der Kanalisation) oder sich eine stoffliche Verwertung verbietet (z.B. nach Gebrauch kontaminierte —• Filterpapiere oder in Archiven bzw. Bibliotheken langfristig aufbewahrte Dokumente und Bücher). Darüber hinaus werden prinzipiell recyclingfahige Papiere durch eine andersartige Nutzung einer Erfassung entzogen, wie z.B. —• Zeitungsdruckpapier, das sich auch zur —•Kompostierung oder zum Anfeuern von Kohlebzw. Ölöfen oder offenen Kaminen eignet. Es wird daher vereinfachend davon ausgegangen, dass sich der gesamte Verbrauch an Spezialpapieren und —• Hygienepapieren (insgesamt 13 % Verbrauchsanteil) sowie weitere 5 % des Papierverbrauchs einer Altpapiererfassung entziehen. Damit beträgt in

60 Deutschland die maximal erreichbare Altpapier-Rücklaufquote 82 %. Bei einem Papierverbrauch von 15,8 Mio t und einer erfassten Altpapiermenge von 11,3 Mio t erreichte die Altpapier-Rücklaufquote im Jahr 1997 in Deutschland 72 % und liegt damit schon sehr nahe an der theoretischen Höchstgrenze. Im internationalen Vergleich stellt die realisierte Rücklaufquote eine Spitzenstellung dar, die in gleicher Größenordnung nur in Österreich (73 %), der Schweiz (67 %), Schweden (66 %) und den Niederlanden (65 %) erreicht wurde. Eine derart hohe Quote ist nur durch eine nahezu vollständige Altpapiererfassung im gewerblichen Bereich (Industrie und Handel) sowie im privaten Haushalt dank eines flächendeckenden Entsorgungssystems, wie in Deutschland installiert, realisierbar. Weitere wesentliche Steigerungen der Altpapier-Rücklaufquote werden nur noch mit erheblichem zusätzlichem logistischem Aufwand darstellbar sein und dürften zudem grundsätzlich zu einer Verschlechterung der bereitgestellten Altpapierqualitäten führen. PU Altpapier-Sammelsysteme (collection systems for paper recovery) Sammelsysteme für —* Altpapier haben die Aufgabe, zu entsorgendes Papier bzw. gebrauchte Papierprodukte (z.B. —•Wellpappen-, —> Faltschachteln, —• Zeitungen) zu erfassen, damit es einer Wiederverwertung (—• Recycling) zugeführt werden kann. Dabei wird vor allem im angelsächsischen Sprachgebrauch zwischen Altpapier vor und nach dem Gebrauch von Papier- und Kartonprodukten durch den Endverbraucher (preconsumer bzw. post-consumer recovered paper) unterschieden. Die Altpapiersammlung ist in der Recyclingkette von Papier das Bindeglied zwischen Papierverbrauch und —• Altpapieraufbereitung in der Papierindustrie. Durch sie wird z.B. die deutsche Papierindustrie mit ihrem wichtigsten Rohstoff, dem Altpapier, versorgt. Die installierten Systeme werden prinzipiell in —• Bringsysteme und —> Holsysteme un-

terteilt. Ein Vertreter für Bringsysteme ist der Depotcontainer, der sowohl als Einkammersystem, aber auch als Mehrkammersystem angeboten wird. Als Holsysteme sind vor allem die Bündelsammlung als Straßensammlung sowie die in privaten Haushalten installierten Altpapier-Monotonnen zu erwähnen (Blaue oder —• Grüne Tonne), die sowohl für Druckerzeugnisse (z.B. Zeitungen, Illustrierte) als auch für —> Verpackungsmaterialien aus Papier und Karton (z.B. Wellpappenschachteln) vorgesehen sind. In Deutschland wurden in den vergangenen Jahren mehr als zwei Drittel des in privaten Haushalten erfassten Altpapiers mittels Depotcontainer und Straßensammlung gesammelt. Vor allem in ländlichen Gemeinden hat die Straßensammlung jahrzehntelange Tradition, die allerdings mittlerweile fast zum Erliegen gekommen ist. Monotonnen werden vom Verbraucher ebenfalls angenommen und können zu hohen Erfassungsmengen führen. Allerdings erfolgt dabei kaum eine nach „hellen" und „dunklen" —• Altpapiersorten getrennte —> Altpapiererfassung. Wichtige Qualitätsmerkmale der gesammelten Altpapiere sind Sortenreinheit und Verschmutzungsgrad. Von ihrer Güte hängen die Einsatzmöglichkeiten des Altpapiers ab. Das Sammelsystem spielt für die Sammelgüte eine entscheidende Rolle und beeinflusst sowohl quantitative als auch wirtschaftliche Kriterien der Altpapiererfassung. 1) Depotcontainer erfassen bei Einkammersystemen einen Wertstoff und bei Mehrkammersystemen mehrere Wertstoffe gleichzeitig ohne gegenseitige Vermischungen der verschiedenen Wertstoffe. Von Nachteil ist der große Platzbedarf des Containers, der jedoch durch seinen Stauraum den Zyklus bis zum Entleeren verlängert. Das minimiert sowohl Transport- als auch Entleerungskosten. In Depotcontainern können —• grafisches Altpapier und Verpackungsmaterialien in unterschiedlichen Kammern getrennt gesammelt werden, was jedoch selten der Fall ist. Grundsätzlich sind überquellende Depoteontainer-Stellplätze zu vermeiden, da sonst die Bereitschaft, Wertstoffe in andere, noch leere

61 Behälter einzuwerfen, steigt und die Containerstellplätze zu Müllabladeplätzen verkommen.

elle Sortierung der kleinflächigen Verpackungsmaterialen aus dem überwiegenden Anteil an Druckerzeugnissen erschwert.

2) Zu den Bringsystemen zählt auch die in einigen Regionen Deutschlands praktizierte Methode der Erfassung von Altpapier in sog. Wertstoff- oder Recyclinghöfen, in denen meist städtische Bedienstete die verschiedensten Wertstoffe entgegennehmen. Dadurch erfolgt eine Sammlung unter Aufsicht, im Gegensatz zur Containererfassung an öffentlich zugänglichen Standorten. Dem Nachteil der Entsorgung zu festgelegten Betriebszeiten dieser Wertstoffhöfe steht der Vorteil der Entsorgung von problematischen Abfällen, wie z.B. Farben und Lacken, verbrauchten Batterien oder Altöl gegenüber.

5) Mithilfe der Mehrkomponenten-Wertstofftonne werden im Haushalt mehrere Wertstoffe, wie Papier/Pappe, Glas, Kunststoff, Metall und Textilien, gemeinsam gesammelt. Trotz beachtlicher Erfassungsmengen ist von diesem System abzuraten, da neben der Vermischung grafischer Papiere mit Verpackungen eine Verschmutzung der feuchtigkeitsaufnehmenden Altpapierkomponenten durch flüssige Rückstände aus anderen WertstoffBehältnissen (z.B. Dosen, Plastik- oder Glasflaschen) nicht ausgeschlossen werden kann. Die Papierindustrie steht der Verwendung des mit diesem Erfassungssystem gesammelten Altpapiers sehr reserviert gegenüber. Gemäß DIN EN 643 müssen aus diesem Erfassungssystem gewonnene Altpapiersorten speziell gekennzeichnet werden.

3) Einen hohen Reinheitsgrad weisen diejenigen Altpapiere auf, die durch Bündelsammlungen (von Vereinen und karitativen Verbänden organisiert) zusammengetragen werden. Hierbei handelt es sich meist ausschließlich um Druckerzeugnisse (Zeitungen, Illustrierte), die mittels —• Deinking bevorzugt zu —> Druckpapieren und —• Hygienepapieren aufbereitet werden. Von Nachteil bei der Straßensammlung ist, dass das Sammelgut witterungsbedingt durchnässt sein kann, meist kein Verpackungsmaterial separat erfasst wird und die erfassbaren Altpapiermengen von der Installation weiterer Sammelsysteme abhängen. 4) Einen deutlich höheren Verschmutzungsgrad weisen die mittels Monotonne gesammelten Altpapiere auf. Bei diesem Sammelsystem wird das Altpapier direkt in einer separaten Tonne beim privaten Haushalt erfasst. Wegen der benötigten Anzahl der Tonnen für die zu erfassenden Wertstoffe eignet sich dieses System vor allem in städtischen Bereichen mit hoher Bevölkerungsdichte. Nachteilig ist bei diesem System, dass die Bevölkerung geneigt ist, sowohl kleinste Verpackungen als auch (aus Platzgründen) größere Verpackungen, in kleinere Teile zerrissen, in dieses Erfassungssytem einzuschleusen. Dadurch wird eine spätere manu-

Bei der Maximierung der Erfassung von Altpapier in privaten Haushalten sind Systeme zu bevorzugen, die Verpackungen und Druckerzeugnisse getrennt erfassen. Eine verbrauchernahe Altpapiererfassung von Mischware in Sammelbehältnissen sollte mit Rücksicht auf steigende Verwertungsquoten vermieden werden. Gesammelt wird bevorzugt nach dem Gebrauch der Papiererzeugnisse im post-consumer-Bereich, d.h. in Gewerbebetrieben und beim Einzelhandel (überwiegend Verpackungsabfälle) sowie in Büros, Verwaltungen und in den privaten Haushalten (überwiegend grafische Papiere). Traditionell werden die in Druckereien oder bei anderen Papierverarbeitern anfallenden Verarbeitungsreste nahezu vollständig erfasst und in den Papierkreislauf zurückgeführt (pre-consumer-Bereich). Diese Altpapiererfassung basiert auf dem Holsystem und wird traditionell weitgehend vom Altpapierhandel mit Containern durchgeführt, die entweder ausgetauscht oder entleert werden. Das Altpapier wird bevorzugt abgenommen, da es weder gröbere Verunreinigungen enthält noch Sortenunreinheiten aufweist.

62 Bisher wurde die Altpapiersammlung vom mittelständischen Altpapierhandel, von der Papierindustrie selbst und von nichtgewerblichen, freiwilligen Sammlern (z.B. Vereinen) organisiert und durchgeführt. Zukünftig übertragen gesetzliche Rahmenbedingungen dem Hersteller und Vertreiber von Papierprodukten sowie verpackten Konsumgütern die Verantwortung für die von ihnen erzeugten und in Verkehr gebrachten Produkte über den gesamten Lebenszyklus hinweg. Das bedeutet, dass z.B. die Entsorgung grafischer Produkte nicht mehr wie bisher abfallbeseitigenden Körperschaften obliegt, sondern von Herstellern und Vertreibern zu vollziehen ist. Die Produktverantwortlichen müssen fur das Erfassen, Einsammeln und Sortieren des Altpapiers ein funktionstüchtiges Entsorgungssystem flächendeckend aufbauen und praktizieren, bei dem der bisherige Altpapierhändler lediglich als operatives Dienstleistungsunternehmen für Entsorgungsleistungen tätig wird.

tenliste, die gemeinsam vom Verband Deutscher Papierfabriken e.V. (VDP), vom Bundesverband der Deutschen Entsorgungswirtschaft e.V. (BDE) und dem Bundesverband Sekundärrohstoffe und Entsorgung e.V. (BVSE) herausgegeben wird. Allen Sortenlisten ist sowohl die Einteilung in die ersten 4 Altpapiersortengruppen sowie die Definition der mengenmäßig wichtigsten Altpapiersorten gemeinsam. Die fünfte Altpapiersortengruppe (Sondersorten) wird in den verschiedenen Listen nicht einheitlich geführt. An einer Vereinheitlichung der Sortenlisten wird gearbeitet. Die deutsche Sortenliste unterscheidet insgesamt 43 verschiedene Altpapiersorten, die international gehandelt werden und in 5 Gruppen zusammengefasst sind: •

Gruppe I: Untere Sorten Der Massenanteil am gesamten Altpapierverbrauch von 9,5 Mio t (1997) in Deutschland beträgt 77 % und umfasst Das Ziel der Altpapiersammlung orientiert 12 Sorten. Dazu gehören vor allem sich zukünftig in noch stärkerem Maße an der —• gemischte Altpapiere, —• KaufhausMaximierung der Erfassungsmengen in prialtpapier und —• Deinkingware (vor alvaten Haushalten, die in Abhängigkeit vom lem Zeitungen und Illustrierte). Sammelsystem, der Besiedelungsdichte und • Gruppe II: Mittlere Sorten der Bevölkerungsstruktur zwischen 25 und Der Anteil am Altpapierverbrauch be60 kg pro Einwohner und Jahr liegt. Auf dieträgt 7 %, die aus 7 verschiedenen Sorten sem Wege soll einem Entsorgungsnotstand resultieren. Sie beinhalten —• bunte Akauf kommunaler Ebene begegnet werden. ten (Büroaltpapiere), Kartonagen und Dabei ist es jedoch zwingend erforderlich, Zeitungen einschließlich —> Remittendas sortenabhängige Qualitätsniveau der verden. schiedenen Altpapiersorten nicht zu beein• Gruppe III: Bessere Sorten trächtigen, um den stofflichen Verwertungs16 Altpapiersorten tragen zu 9 % am prozess nicht zu gefährden. Dafür sind geeigAltpapierverbrauch bei. Bei den meisten nete Altpapier-Sammelsysteme neu zu instaldieser Sorten handelt es sich um lieren und bewährte Strukturen (z.B. Bündel—•holzfreie, weiße Altpapiere, die sorsammlung, Depotcontainer) zu nutzen. PU tenrein als Verarbeitungsausschuss (—• Ausschuss) oder bei Großverbrauchern (z.B. Verwaltungen, Banken) anAltpapiersorten (recovered paper qualities, recovered paper fallen. • Gruppe IV: Krafthaltige Sorten grades) Der Anteil am Altpapierverbrauch liegt Altpapiersorten werden international nach bei 7 % und umfasst 6 Sorten. Dazu geden Spezifikationen verschiedener Altpapierhören ungebrauchte —• Kraftpapiere und sortenlisten gehandelt. Die wichtigsten sind —> Wellpappe, entweder aus der Erzeudie DIN-, die CEPI- und die B.I.R.gung oder Verarbeitung, aber auch geSortenliste sowie die deutsche Altpapiersor-

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brauchte —• Papiersäcke und Wellpappenschachteln. Gruppe V: Sondersorten Schließlich gibt es noch 2 Sondersorten. Einerseits handelt es sich dabei um unsortiertes Altpapier aus der —• Mehrkomponentenerfassung, dessen Verwertungsmöglichkeiten aufgrund von Verschmutzungen mit anderen Wertstoffen und Vermischungen mit allen Arten von Altpapier stark eingeschränkt sind. Andererseits handelt es sich um Nassetiketten (—> Etiketten), die bei der Reinigung von Mehrwegglasflaschen (z.B. Bierflaschen) anfallen. Da diese Etiketten nassfest ausgerüstet sind (—• Nassverfestigung), können sie nur in speziellen Aufbereitungsanlagen verwertet werden.

Die B.I.R.-Altpapiersortenliste kennt ebenfalls eine fünfte Altpapierkategorie, die 9 Sorten umfasst und z.B. —• nassfeste, —> gewachste oder —• silikonisierte Papiere beinhaltet. Die gehandelten Altpapiersorten können nach ihrem Verwendungszweck pragmatisch 4 Gruppen zugeordnet werden: •

•

•

Gemischte „dunkle" Altpapiersorten: als niedrigste Altpapierqualität, bestehend aus einer Mischung von Verpackungspapieren, Karton, Wellpappe („braunes" Altpapier) sowie Zeitungen, Illustrierte und Kataloge („helles" Altpapier) zur Herstellung von —» Verpackungspapieren und —> Karton. Ausschließlich „braune" Altpapiersorten: als relativ reines Altpapier in Form von Verpackungspapier, Karton sowie Wellpappenschachteln und damit als höherwertigere Altpapierqualität zur Herstellung von Verpackungspapieren und Karton. Ausschließlich „helle" Altpapiersorten: in Form von Zeitungen, Illustrierten, Magazinen und Katalogen, deren Fasermaterial grundsätzlich hell (gebleicht) ist, unabhängig davon, ob das Papier durch das Bedrucken dunkel oder farbig

•

geworden ist. Diese Altpapiersorten werden zur Herstellung von —* grafischen Papieren und —• Hygienepapieren als Ersatz für —• Primärfaserstoffe verwendet. Sortenreine holzfreie Altpapiersorten: die als höchste Qualitätsstufe als Ersatz für gebleichten —• Zellstoff dienen.

Im angelsächsischen Sprachgebrauch wird außerdem eine grobe Unterscheidung des Altpapiers in „pre-consumer" und „post-consumer" Altpapier vorgenommen. Darunter ist im Wesentlichen zu verstehen, ob das Papier bereits seinem bestimmungsgemäßen Gebrauch unterzogen worden ist, also nach Gebrauch („post-consumer") oder aber vor dem eigentlichen Gebrauch, z.B. als Verarbeitungsausschuss (—> Ausschuss), erfasst und als Altpapier („pre-consumer") bereitgestellt wird. Im April 1999 verabschiedeten CEPI/Brüssel und B.I.R. eine neue gemeinsame Altpapiersortenliste, die im Anhang enthalten ist. Literatur: DIN EN 643: Europäische AltpapierStandardsorten-Liste (Stand: August 1994) CEPI List of European Standard Qualities of Recovered Paper (Stand: Januar 1995) B.I.R. - General List of Standard Qualities of Recovered Paper (Stand: März 1996) VDP-Altpapier-Liste der Deutschen Standardsorten und ihre Qualitäten (Stand: Juni 1997) PU

Altpapiersortenliste (list of recovered paper qualities) Die wichtigsten europäischen Altpapiersortenlisten, in denen jeweils eine Vielzahl von international gehandelten —> Altpapiersorten aufgeführt ist, sind die DIN-, die CEPI- und die B.I.R.-Sortenliste. Darüber hinaus gibt es zahlreiche nationale Altpapiersortenlisten, von denen die deutsche Liste, die gemeinsam vom Verband Deutscher Papierfabriken (VDP), dem Bundesverband der Deutschen

64 Entsorgungswirtschaft e.V. (BDE) und dem Bundesverband Sekundärrohstoffe und Entsorgung e.V. (BVSE) herausgegeben wird, beispielhaft aufgeführt ist. Allen Sortenlisten ist sowohl die Einteilung in die ersten 4 Altpapiersortengruppen sowie die Definition der mengenmäßig wichtigsten Altpapiersorten gemeinsam. An einer Vereinheitlichung der Sortenlisten wird gearbeitet. Die einheitliche Eingruppierung der Altpapiersorten in die ersten 4 Gruppen aller Listen erfolgt in: • • • •

Gruppe Gruppe Gruppe Gruppe

I: II: III: IV:

Untere Sorten Mittlere Sorten Bessere Sorten Krafthaltige Sorten

Die genannten Altpapiersortenlisten unterscheiden in diesen 4 Hauptgruppen insgesamt 41 (deutsche Liste), 50 (B.I.R.-Liste), 52 (DIN-Liste) bzw. 58 (CEPI-Liste) verschiedene Altpapiersorten. Darüber hinaus ist in der deutschen und in der B.I.R.-Sortenliste jeweils noch eine fünfte Gruppe aufgeführt, in der spezielle Sondersorten an Altpapier (z.B. Nassetiketten), Altpapier aus der —• Mehrkomponentenerfassung oder aber nassfestes (—• nassfestes Papier), silikonisiertes (—• silikonisiertes Papier) oder gewachstes Altpapier aufgeführt sind. In allen Sortenlisten ist auch die Definition der —»unerwünschten Stoffe, die möglichst nicht im Altpapier enthalten sein sollten, weitestgehend identisch. Unter unerwünschten Stoffen werden —> papierfremde Bestandteile (z.B. Metall, Glas, Kunststoff, Holz) und —> unerwünschte Papiere verstanden. Unerwünschte Papiere und Pappen beinhalten jene Papier- und Pappesorten, die so behandelt wurden, dass sie für eine normale oder standardmäßige Altpapieraufbereitungsanlage (—> Altpapieraufbereitung) als Rohstoff zur Herstellung eines —• Sekundärfaserstoffs ungeeignet oder schädlich sind, oder deren Anwesenheit die gesamte Altpapierlieferung unbrauchbar macht (z.B. bituminierte oder —> gewachste Papiere). Daher

wird häufig auch der Begriff produktionsschädliche Papiere und Pappen benutzt, der sogar als 'paper and board detrimental to production' Eingang in die englischsprachigen Versionen der DIN-, CEPI- und B.I.R.Listen gefunden hat. Im Gegensatz zu früheren Altpapiersortenlisten werden in den DIN-, CEPI- oder deutschen Altpapiersortenlisten aber keine unerwünschten Papier- und Pappesorten mehr aufgeführt. Vielmehr wird darauf hingewiesen, dass eine zunehmende Anzahl unerwünschter Papiere und Pappen in speziellen Altpapieraufbereitungsanlagen durchaus recycelt werden können, weshalb Art und Menge unerwünschter Papiere und Pappen die individuelle Festlegung seitens der einzelnen Papierfabrik erfordert. Lediglich in der B.I.R.-Altpapiersortenliste werden ungeeignete oder sogar für den Produktionsprozess schädliche Papiersorten genannt, z.B. bituminierte Pappen, —• Kohlepapier, —• Pergament- und —> Pergamentersatzpapier sowie nassfeste oder gewachste Papiere. Unterschiede gibt es in den verschiedenen Altpapiersortenlisten auch hinsichtlich des maximal zulässigen Gehalts an unerwünschten Stoffen. Während die DIN- und die CEPIListen davon ausgehen, dass Altpapier grundsätzlich frei von unerwünschten Stoffen zu liefern ist, wird kein Grenzwert vorgegeben und auf individuell erforderliche Absprachen zwischen Abnehmer und Lieferant hingewiesen. In der deutschen Altpapiersortenliste ist ein einheitlicher Grenzwert von maximal 1 % an unerwünschten Stoffen für sortierte Sammelware (BIO), sortiertes —»gemischtes Altpapier (B12), —• Kaufhausaltpapier (B19) und —> Deinkingware (D39) aufgeführt. Dabei ist noch auf die Besonderheit hinzuweisen, dass bei Deinkingware auch Verpackungsmaterialien aller Art zu den unerwünschten Stoffen zählen, da diese Altpapiersorte bestimmungsgemäß einem —> Deinkingprozess unterzogen wird und ungebleichte Faseranteile zu optischen Qualitätseinbußen (durch braune Melierfasern) im —> Deinkingstoff führen.

65 In der B.I.R.-Altpapiersortenliste ist dagegen im Hinblick auf die Tatsache, dass Altpapier einen Sekundärrohstoff darstellt, dessen Reinheit von seiner Erfassung und der manuellen Sortierung abhängt und daher nie so homogen sein wird wie ein —• Primärfaserstoff, für jede Altpapiersorte (mit einer Ausnahme) ein Maximalgehalt an unerwünschten Stoffen angegeben. Für die meisten Altpapiersorten liegt dieser Grenzwert bei 1 %, bei einigen bei 2 % und in Einzelfällen auch bei 3 bzw. 5 %. Im April 1999 verabschiedeten CEPI/Brüssel und B.I.R. eine neue Altpapiersortenliste (siehe Anhang). Literatur: D I N EN 643 Europäische AltpapierStandardsorten-Liste (Stand: August 1994) CEPI List of European Standard Qualities of Recovered Paper (Stand: Januar 1995) B.I.R. - General List of Standard Qualities of Recovered Paper (Stand: März 1996) VDP-Altpapier-Liste der Deutschen Standardsorten und ihre Qualitäten (Stand: Juni PU 1997)

Altpapiersortierung (sorting of recovered paper) Das erfasste —> Altpapier muss entsprechend seinem späteren Einsatz bei der Papierherstellung mehr oder weniger aufwendig manuell sortiert werden. Die Sortierung erfolgt in —> Sortieranlagen des Altpapierhandels nach den Qualitätsstandards der —> Altpapiersorten. —> Sortierkriterien sind sowohl die Altpapierzusammensetzung (meist Farbe in Form von hellen und dunklen Altpapierkomponenten) als auch der Anteil an —•unerwünschten Stoffen in Form von —* papierfremden Bestandteilen (z.B. Kunststoff) und —> unerwünschten Papieren und Pappen (z.B. —> gewachste oder bituminierte Papiere). Die Sortierung wird auf Sortierbändern von Hand durchgeführt und ist aus diesem Grund kostenintensiv. Deshalb versucht man, schon

bei der Erfassung mit der Installation geeigneter Systeme Bedingungen für eine sortenreine Sammlung ohne größere Verunreinigungen zu schaffen und so den sonst erforderlichen Sortieraufwand zu vermeiden. Die in den Altpapiersortieranlagen anfallenden —• Reststoffe sind als Wertstoff unbrauchbar und müssen als —• Abfall deponiert oder verbrannt werden. Sofern keine gemischten Altpapiersorten erwünscht sind, werden vor allem helles und dunkles Altpapier voneinander getrennt, meist mit dem Ziel, —• Deinkingware zu gewinnen. Wurde das Altpapier mittels —• Depotcontainer gesammelt, besteht erheblicher Sortierbedarf, weil meist die helle Altpapierfraktion (z.B. Zeitungen und Illustrierte) mit dunklen Verpackungsmaterialien (z.B. Wellpappenschachteln) gemeinsam anfällt. Ein geringerer Sortieraufwand wird bei Altpapieren erforderlich, die mittels Monotonne oder durch Straßensammlungen erfasst werden (—> Altpapier-Sammelsysteme). Anfallende Verarbeitungsabfälle, z.B. aus Druckereien, oder —• Remittenden erfordern meist keine Sortierung und können direkt den Altpapierverarbeitern (Papierfabriken) angeliefert werden. Papierfremde Bestandteile und unerwünschte Papiere und Pappen sind aus dem Altpapier zu entfernen, weil sie den Aufbereitungsprozess erheblich stören und bei der Papiererzeugung produktionsschädlich sind. Nur bei den unteren Altpapiersorten wird entsprechend der —• Altpapiersortenliste ein maximaler Anteil von 1 % toleriert. Um die wirtschaftlichen und logistischen Bedingungen für den Umschlag und Transport des Altpapiers zu verbessern, wird es nach seiner Sortierung üblicherweise in Großballen gepresst. Das Pressen von —> Altpapierballen ist allerdings bei Deinkingware nicht zwingend erforderlich. Daher wird neben Ballenware auch —> lose Ware (ungepresstes Altpapier) gehandelt und bevorzugt Papierfabriken mit —• Deinkinganlagen angeliefert. Insbesondere im deutschsprachigen Ausland werden auch in Papierfabriken mit Deinkinganlagen häufig noch zusätzliche

66 Sortierbänder installiert, um direkt vor der —> Altpapieraufbereitung noch vorhandene Verunreinigungen aus der Deinkingware zu entfernen. PU

Altpapier-Standardsorten (standard qualities of recovered paper) —• Altpapiersorten

Altpapier-Standardsortenliste (list of standard qualities of recovered paper) —• Altpapier wird in sehr vielen Spezifikationen weltweit gehandelt. In Deutschland definiert eine Standardsortenliste 41 Sorten. Sie beschreibt die Zusammensetzung und Qualität der in Deutschland gehandelten AltpapierStandardsorten. Diese Liste dient als Verständigungsgrundlage zwischen der Papierindustrie als Altpapierverarbeiter und den Anbietern von Altpapier, schließt aber die Definition von Spezialsorten sowie individuelle Vereinbarungen zwischen Käufern und Verkäufern nicht aus. Sie legt ferner fest, dass Altpapiere aus Gesamtmüll-Sortieranlagen für den Einsatz in der Papierindustrie nicht geeignet sind, auch die Zumischung zu anderen Sorten ist nicht zulässig. Altpapier aus Mehrkomponentenerfassungen sind gesondert zu kennzeichnen, da sie nicht zur Herstellung von Lebensmittelverpackungen eingesetzt werden dürfen, die den Vorschriften der —• Empfehlung X X X V I des Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetzes zu entsprechen haben; sie dürfen auch anderen Sorten nicht ungekennzeichnet zugemischt werden. Altpapier ist prinzipiell frei von unerwünschten Stoffen zu liefern. Unerwünschte Stoffe sind —> papierfremde Bestandteile, wie Metall, Sand, Glas, Kunststoff und ähnliche Materialien, sowie Papiere und Pappen, die für eine Verarbeitung der speziellen Aufbereitungsanlagen (—» Altpapieraufbereitung) der Papierfabrik nicht geeignet sind. Die bisher geltende Sortenliste mit Stand vom Juni 1997 war eine Weiterentwicklung vorhergehender Listen, deren Ursprünge bis

in die 50er Jahre reichen. Sie wurde gemeinsam vom Bundesverband Sekundärrohstoffe und Entsorgung e.V. (BVSE), Bundesverband der Deutschen Entsorgungswirtschaft e.V. (BDE) und Verband Deutscher Papierfabriken e.V. (VDP) herausgegeben. Ferner existierten weitere nationale Listen, so z.B. in Großbritannien und in den USA sowie Japan. Auf europäischer Ebene gab es die —• CEPI List of European Standard Qualities of Recovered Paper. Sie folgte in wesentlichen Prinzipien und Definitionen der deutschen Sortenliste. Darüber hinaus gibt es eine europäische Norm EN 643, die Standardqualitäten festlegt. Das Nebeneinander zahlreicher nationaler und internationaler Listen wurde 1999 beendet. Die europäischen Anbieter von Altpapier haben gemeinsam mit der Papierindustrie eine einheitliche europäische Liste erarbeitet, die von allen Ländern und Gruppierungen akzeptiert wird. Diese Liste macht die nationalen Listen überflüssig und soll die EN 643 ersetzen (siehe Anhang). KI

Altpapierstoff (recycled fiber pulp , RCFpulp) Altpapierstoff ist gemäß D I N 6730 ein aus —• Altpapier durch Aufbereitungsverfahren für die Papierherstellung geeignet gemachter —> Halbstoff. Altpapierstoff wird auch —• Sekundärfaserstoff genannt und ist unter diesem Stichwort näher erläutert. PU

Altpapierverwertung (recoveredpaper utilization) Die Altpapierverwertung umfasst sämtliche praktizierten Möglichkeiten der stofflichen und energetischen Nutzung von erfasstem Altpapier. Nach dem —• Kreislaufwirtschafitsund Abfallgesetz (KrW-/AbfG) hat die Verwertung von Altpapier Vorrang vor der Entsorgung. Die stoffliche Verwertung von Altpapier findet vornehmlich in der Papierindustrie statt (—• Altpapier-Erfassungsquote, —• Altpapiererfassung, —> Altpapier-Einsatzquote, —> Altpapieraufbereitung). Andere Möglichkeiten der stofflichen Altpapierver-

67 wertung haben in Deutschland nur eine untergeordnete Bedeutung. Weniger als 1 % der erfassten Altpapiermenge wird in der Baustoffindustrie als Dämmaterial und zur Faserplattenerzeugung verwendet. Geringe Altpapiermengen werden als Verpackungsfüll- und Polstermaterial, als Katzenstreu, als Pflanzentopfmaterial oder als Zuschlagstoff zur Biomüllkompostierung genutzt. Die energetische Nutzung von Altpapier in Kraftwerken oder in eigens konzipierten Altpapier-Verbrennungsanlagen findet in Deutschland nur in Einzelfällen statt. Aufgrund des Heizwerts von (aschefreiem) Altpapier (etwa 16 MJ/kg) könnten z.B. 2 t Altpapier etwa 1 t Steinkohle (Heizwert: 30 MJ/kg) substituieren und somit zur Schonung fossiler Brennstoffe beitragen. Allerdings zeigen die Ergebnisse von —> Ökobilanzen, dass die energetische Nutzung von Altpapier im Vergleich mit der stofflichen Nutzung zur Neupapierherstellung unter ökologischen Gesichtspunkten ungünstiger ist. HA

Aluminat (aluminate) —• Natriumaluminat

Aluminiumsalze (alum salts) Aluminiumsalze sind Verbindungen, die Aluminium als dreiwertiges Kation und einen Säurerest als Anion enthalten. Formal lassen sich Aluminiumsalze durch —> Neutralisation von Aluminiumhydroxid mit einer Säure herstellen, so z.B. Aluminiumnitrat nach folgender Formel: Al(OH) 3 + 3 HNO3

A1(N0 3 ) 3 + 3 H 2 0

Aluminiumsalze starker Säuren, wie —• Schwefelsäure, —> Salzsäure oder Salpetersäure, sind in Wasser gut löslich, die Lösungen reagieren sauer. Das für die Papierindustrie wichtigste Aluminiumsalz ist das —• Aluminiumsulfat. SE

Aluminiumsulfat (aluminium sulfate) Aluminiumsulfat der Formel A1 2 (S04) 3 , in Papiermacherkreisen fälschlicherweise oft —> Alaun genannt, wird durch Lösen von Aluminiumhydroxid in —> Schwefelsäure entsprechend der Reaktion 2 Al(OH) 3 + 3 H2SO4

A1 2 (S0 4 ) 3 + 6 H 2 0

hergestellt. Es ist in Wasser sehr gut löslich (bei 20° C 362 g/1) unter Bildung von stark kationisch wirksamen Al 3 + -Ionen sowie von Sulfat-Anionen. Diese Lösungen reagieren deutlich sauer. So weist z.B. eine 1 %ige Lösung einen —• pH-Wert von 3,4 auf. Der Einsatz von Aluminiumsulfat als —• „Fixiermittel" bei der —> Harzleimung war der Beginn der —• sauren Fahrweise bei der Papierherstellung (ab Anfang des 19. Jh.), die erst in jüngerer Zeit allmählich durch die —> neutrale bzw. schwach —• alkalische Fahrweise abgelöst wird. Außer bei der Harzleimung (—• Leimung) wird Aluminiumsulfat u.a. bei der Harzkontrolle, als —> Entwässerungs- bzw. —> Retentionsmittel, zur pHEinstellung, als —> Fällungsmittel bei der mechanisch-chemischen —> Abwasserreinigung oder zur Fixierung von —• sauren Farbstoffen SE eingesetzt.

Ammoniak (ammonia) Ammoniak (NH 3 ) ist ein farbloses, stechend riechendes und zu Tränen reizendes Gas. Sein Schmelzpunkt liegt bei -78° C, sein Siedepunkt bei - 33° C. Bei 20° C kann es durch Drücke von 800 bis 900 kPa verflüssigt werden. Industriell wird Ammoniak durch das Haber-Bosch-Verfahren hergestellt, bei dem Stickstoff und Wasserstoff bei hohem Druck und erhöhter Temperatur (400 bis 500° C) mithilfe von Katalysatoren umgesetzt werden: 3 H 2 + N 2 —> 2 N H 3 1993 betrug die Weltjahresproduktion über 90 Mio t, wovon der größte Teil zur Produk-

68 tion von Düngemitteln verwendet wurde. Ammoniak ist in Wasser leicht löslich unter Bildung von Ammoniumhydroxid (NH4OH) entsprechend der Reaktion:

jedoch in heißem Wasser und bildet einen Kleister, der beim Abkühlen fest wird. Strukturelement des Amylopektinmoleküls:

N H 3 + H 2 0 — NH4OH Solche Lösungen, auch als Salmiakgeist bezeichnet, reagieren alkalisch und wurden im Rahmen der Papierherstellung vor allem beim —» Streichen zur Auflösung von —» Kasein eingesetzt, wofür heute —» Natronlauge verwendet wird. In Einzelfallen dient Ammoniak weiterhin als basische Komponente bei der Herstellung von —• Sulfitzellstoff. SE Zur strauchartigen Molekülstruktur —» native Stärke. GU Amplitudenmodulierte Rasterung (conventional screening) Als amplitudenmodulierte Rasterung (Abk.: AM-Rasterung) bezeichnet man eine Rasterstruktur, bei der die Tonwerte (—• Rastertonwert) aus unterschiedlich großen —• Rasterpunkten erzeugt werden, wobei aber die Anzahl der Punkte pro Flächeneinheit konstant ist. Bei der klassischen fotografischen Rasterung ( - » Rastern) wird die Größe des Rasterpunkts durch die Menge des ihn erzeugenden Lichts bestimmt und die —> Rasterfrequenz durch die Anzahl der Gitterlinien des Rasterfilters. Die Bezeichnung AM-Rasterung bezieht sich auch auf diese, mit Distanz- und Kontaktrastern erzeugte Rasterstruktur und wird benutzt, um den Unterschied zur —• frequenzmodulierten Rasterung (FMRasterung) zu charakterisieren. NE

Amylopektin (amylopectin) Amylopektin (Stärkegranulose) ist ein —> Polysaccharid aus —> Glucose, mit unregelmässig strauchartig 1,4- und 1,6 verknüpften, verzweigten Molekülenketten und einer Molmasse von 107 bis 2·108. Es bildet zusammen mit der —> Amylose den Hauptbestandteil der Stärke. Jod/KaliumjodidLösung färbt Amylopektin violett. Amylopektin ist in kaltem Wasser unlöslich, quillt

Amylose (amylose) Amylose ist ein lineares —> Polysaccharid aus a-D-Glucose (—> Glucose), das einen wesentlichen Bestandteil der —> Stärke bildet. Strukturformel des Amylosemoleküls:

Native Amylose weist einen hohen Polymerisationsgrad (DP) auf (100 bis 3 000), löst sich langsam in heißem Wasser und kann beim Abkühlen auskristallisieren (Rétrogradation). Die Amylosemoleküle können in Wasser eine helixartige Überstruktur ausbilden. Jod/Kaliumjodid-Lösung färbt Amylose blau. Wegen der schlechten Verkleisterbarkeit, der hohen Viskosität und der Tendenz zur Rétrogradation ist ein hoher Amylosegehalt von Stärken für technische Anwendungen (z.B. als —> Bindemittel von —» Streichfarben) meistens unerwünscht. Für solche Anwendungen setzt man daher bevorzugt Stärketypen mit einem hohen Gehalt an —> Amylopektin ein. GU

69 Anaerobe Abwasserbehandlung (anaerobic waste water treatment) Die anaerobe Abwasserbehandlung (im Gegensatz zur —• aeroben Abwasserbehandlung) ist die Reinigung von —> Abwasser mithilfe von anaeroben Organismen ohne Zufuhr von - > Sauerstoff (DIN 4045). Die Vorteile des Verfahrens sind der geringe Energiebedarf und die geringe Überschussschlammproduktion dieses Abwasserbehandlungsverfahrens im Vergleich zur aeroben Behandlung. Bei der aeroben biologischen —• Abwasserreinigung müssen erhebliche Energiemengen aufgewendet werden, um die gelösten organischen Wasserinhaltsstoffe aus dem abzuleitenden Abwasser zu entfernen (ca. 1 kWh/kg BSB 5 ). Dabei werden etwa 50 % des biologisch eliminierten —> Kohlenstoffs in —> Kohlendioxid (C0 2 ) umgewandelt. Weitere 50 % bilden —• Biomasse. Dieser Anteil muss als —> Überschussschlamm aus dem System entfernt werden. Dementsprechend ist ein großer Teil der Betriebskosten solcher Anlagen für Energie und Schlammbeseitigung aufzuwenden.

und C 0 2 ) umgesetzt. Bei vollständiger Verwertung des Biogases arbeitet das System mit einem deutlichen Energieüberschuss. Das besondere verfahrenstechnische Problem bei der anaeroben Abwasserreinigung ergibt sich daraus, dass die fur den Abbau benötigte Biomasse sehr geringe Zuwachsraten aufweist und anfällig gegen Veränderungen der Milieubedingungen ist. Es muss dafür gesorgt werden, dass mit dem Durchsatz des Abwassers nur minimale Mengen an Biomasse aus dem System entfernt werden, da sonst der Prozess rasch zum Erliegen kommt. Hierfür ist eine Reihe verschiedener Verfahren entwickelt worden, die sich in verschiedenen Anwendungssituationen unterschiedlich gut bewährt haben (siehe auch —» Immobilisierung). Anaerob behandelte Abwässer sind vor der Einleitung in ein Gewässer (—> Vorfluter) immer in einer nachgeschalteten aeroben Reinigungsstufe zu behandeln, da eine anaerobe Vollreinigung - d.h. Behandlung mit vollständigem BSB-Abbau auf < 20 mg/1 - nach bisherigem Kenntnisstand nicht möglich ist. Der anaerobe Abbau erfolgt in 4 Teilschritten, an denen jeweils unterschiedliche Bakteriengruppen beteiligt sind: •

• Schlammbett

• Hybrid-Reaktor zur anaeroben Abwasserreinigung

Bei dem anaeroben Abbau gelöster organischer Wasserinhaltsstoffe müssen dagegen nur minimale Energiemengen (z.B. für Pumpen) aufgewendet werden. Nur ca. 5 % des eliminierten Kohlenstoffs werden in Biomasse, die zu beseitigen ist, umgewandelt. Der größte Teil des eliminierten Kohlenstoffs wird in energiereiches —> Biogas (—» Methan

•

Die ungelösten organischen Stoffe werden durch enzymatische Hydrolyse gelöst. Die gelösten organischen Substrate werden von den acidogenen Mikroorganismen in organische Säuren, Alkohole, Aldehyde und andere Verbindungen sowie in Wasserstoff und Kohlendioxid umgesetzt. Die organischen Abbauprodukte der acetogenen Mikroorganismen werden in —> Essigsäure bzw. Acetate (Salze der Essigsäure) umgesetzt. Das Acetat und die im zweiten Schritt entstandenen Nebenprodukte Wasserstoff und Kohlendioxid werden schließlich von den methanogenen Mikroorganismen zu Methan und Kohlendioxid, dem Biogas als Endprodukt des anaeroben Abbaus, umgesetzt. Die an diesem Schritt beteiligten Mikroorganismen ha-

70 ben die geringste Wachstumsrate und sind am stärksten abhängig von den Umgebungsbedingungen. Die acetogenen und methanogenen Bakterien müssen in enger Symbiose leben, damit die geschilderten Vorgänge effizient ablaufen. Die zur Bildung von —> Schwefelwasserstoff fuhrende Nebenreaktion - Reduktion von Schwefelverbindungen durch sulfatreduzierende Bakterien - ist nicht erwünscht, aber sie gilt als unvermeidbar, da sie thermodynamisch bevorzugt ist. Da anorganische Schwefelverbindungen in Abwässern der Papierindustrie fast immer vorhanden sind, liegt darin oft die Hauptursache für auftretende Probleme begründet. Die bekannten anaeroben Verfahren können in solche ohne und solche mit BiomasseTräger - das sind Aufwuchsflächen für die Mikroorganismen im Reaktor - unterteilt werden. Beide Verfahrensprinzipien werden gemeinsam im Hybrid-Reaktor angewendet (Abb.). Die verfahrenstechnische Bemessung von anaeroben Reaktoren erfolgt nach der CSBRaumbelastung. Die zu wählende Raumbelastung ist abhängig von den Verfahren. Typische Werte liegen zwischen 3 und 20kg/m 3 d. Zusätzlich begrenzender Faktor ist die hydraulische Aufenthaltszeit (hydraulic retention time, HRT). Bei geringen CSBKonzentrationen kann die Bemessung nach HRT Vorrang gewinnen, wodurch die Reaktoren spezifisch teuer werden und damit das Verfahren unwirtschaftlich wird. Die erreichten Abbauleistungen der anaeroben Verfahren liegen bei 50 bis 80 % für - > CSB und 60 bis 90 % für BSB 5 . MÖ

Analytik (analysis) Die Analytik befasst sich mit der Bestimmung von Art (qualitative Analyse) und Menge (quantitative Analyse) der Bestandteile eines Stoffs oder eines Stoffgemisches. Die Bestimmung kann mit chemischen, physikalischen und biochemischen Methoden erfolgen. Die Analysenverfahren beinhalten

neben der Bestimmung auch Probenahme, Probenvorbereitung und ggf. Stofftrennung. In Abhängigkeit von der Probenmenge bzw. der Menge des zu bestimmenden Analyten wird zwischen Makro-, Mikro- und Spurenanalyse unterschieden. Die Analytik wird in der Zellstoff- und Papierindustrie zur Eingangs-, Produktions- und Qualitätskontrolle, für Untersuchungen zur verfahrenstechnischen Optimierung und für Prüfungen im Rahmen gesetzlicher Vorgaben eingesetzt. Das Spektrum der verwendeten analytischen Methoden ist groß. Es schließt klassische nasschemische Verfahren, wie Gravimetrie oder Titrimetrie, ebenso ein wie moderne röntgenografische, elektrochemische, spektrometrische und enzymatische Methoden. Hinzu kommen sensorische (Geruchs· und Geschmacksprüfung) und mikrobiologische Analysenverfahren. Zur Analytik von Papieren hat die deutsche Papierindustrie in Zusammenarbeit mit Instituten, Behörden und Firmen der chemischen Industrie Analysenverfahren entwickelt, die unter dem Titel „Untersuchungen von Papieren, Kartons und Pappen im Lebensmittelkontakt" in Form einer LoseblattSammlung im Goltze-Verlag, Tübingen, erschienen sind und ständig ergänzt werden. Sie beschreiben die Gehaltsbestimmung von z.B. —» Leimungsmitteln, —> Fixiermitteln, —• Komplexbildern, —• Retentionsmitteln, —> Entschäumern und —> Nassfestmitteln in Papieren mittels verschiedenster Analysenverfahren. Weitere Analysenvorschriften, vornehmlich aus dem Bereich der - > Halbstoffe, liegen als ZELLCHEMINGMerkblätter vor oder sind als ISO-, D I N ISOoder DIN EN-Normen erschienen. Literatur: Franke, W. (Hrsg.): Prüfung von Papier, Pappe, Zellstoff und Holzstoff. Bd. 1, Chemische und mikrobiologische Verfahren. Hrsg. von Krause, Th., Berlin, Heidelberg, New York: Springer Verlag, 1991 HA

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Andienungspflicht

und dem Auftraggeber einerseits und dem

(tendering obligation) Die Länder können gemäß § 13 -»Kreislaufwirtschaftsund Abfallgesetz (KrW-/AbfG) zur Sicherstellung der umweltverträglichen Beseitigung und Verwertung Andienungs- und Überlassungspflichten für besonders überwachungsbedürftige —• Abfälle zur Verwertung und Beseitigung (—• Sonderabfälle) bestimmen. Ferner haben Erzeuger und Besitzer von Abfällen aus industriellen Herkunftsbereichen Abfälle zur Beseitigung den öffentlich-rechtlichen Entsorgungsträgern zu überlassen, wenn sie nicht in eigenen Anlagen beseitigt oder das überwiegende öffentliche Interesse eine Überlassung erforderlich macht. In Erlassen und Merkblättern verschiedener Bundesländer werden diese Überlassungsund Andienungspflichten mit Hinweis auf nicht ausgelastete öffentliche Beseitigungsanlagen (—> Deponien, Müllverbrennungsanlagen) verstärkt geltend gemacht. Dabei beruft man sich auf das öffentliche Interesse bereits dann, wenn nicht ausgelastete Kapazitäten zu Gebührenerhöhungen führen. Diese Auslegung des Begriffs öffentliches Interesse wird jedoch von juristischen Kommentatoren und zunehmend von der Rechtsprechung nicht geteilt. Die Papierindustrie ist davon betroffen, wenn sie z.B. in eigenen Anlagen Abfälle verbrennt, die nicht die Bedingungen gemäß § 6 KrW-/AbfG für eine energetische Verwertung erfüllen. Besondere Probleme können für solche Papierfabriken auftreten, die über keine eigenen Anlagen verfügen, sondern ihre Abfälle aus der —• Altpapieraufbereitung in Anlagen anderer Papierfabriken entsorgen lassen. KI

—> Auflagendruck andererseits. Im Sinne der Prozesskontrolle muss ein Andruck so gedruckt sein, dass er den vorgesehenen Auflagendruck in bestmöglicher Weise simuliert. Dazu müssen die in vorgeschriebenen Druckkontrollstreifen gemessenen —• Tonwerte bzw. Volltonfarben innerhalb vorgeschriebener Toleranzen den Richtwerten des Auflagendrucks entsprechen. Außerdem muss der —• Bedruckstoff nach —• Druckglanz und —• Farbe jenem des Auflagendrucks ausreichend nahe kommen. Ein solcher Andruck gilt als farbverbindliche Vorlage für den Auflagendruck (engl.: contract proof).

Andruck (press proof) Ein Andruck ist ein —• Druck auf einer Druckpresse in geringer Auflage, der das Ergebnis des Reproduktionsprozesses sichtbar macht. Während des Arbeitsablaufs eines Druckauftrags dient der Andruck als Verständigungsmittel zwischen der Reproduktion

Andrucke werden häufig auf besonderen —• Andruckmaschinen angefertigt. Wegen des erheblichen zeitlichen und technischen Aufwands für den Andruckvorgang werden stattdessen auch Prüfdrucksysteme verwendet, die falschlich auch Proofsysteme genannt werden. Diese Systeme erzeugen Drucke mit anschlaglosen Verfahren, wie Elektrografie, —• Elektrofotografie (Laserdrucker), Tintenstrahl, Thermotransfer oder Thermosublimation (—> Thermografie). Dabei werden oft andere —• Pigmente als bei dem zu simulierenden Auflagendruck angewendet; auch kann das Rastersystem (—> Rasterung) grundverschieden oder auch gar nicht vorhanden sein. DO Andruckmaschine (proofing press) Die Andruckmaschine dient der Herstellung von Probedrucken (—• Andruck), die als Vergleichsmuster zur Kontrolle der Informationsübertragung in der Druckvorstufe sowie des Druckergebnisses in der Produktion herangezogen werden. Im —> Offsetdruck werden als Andruckmaschinen auch heute noch vielfach spezielle Einfarben-Flachbettandruckmaschinen eingesetzt. Dabei wird die —> Druckplatte flach liegend auf dem Fundament eingespannt und daneben der für den Andruck vorgesehene Bedruckstoff ebenfalls flach von Hand an einer Greiferanlage (—> Greifer) angelegt. Mithilfe eines Gummituchzylinders wird die

72 —• Druckfarbe beim Druckprozess von der gefeuchteten und eingefärbten Druckplatte auf den —• Bedruckstoff übertragen. Für mehrfarbige Drucke muss der Vorgang entsprechend oft in der Andruckmaschine wiederholt werden. Dabei muss die Druckfarbe bzw. das komplette —• Farbwerk gewechselt werden. Idealerweise sollten die Druckbedingungen der Andruckmaschine die Verhältnisse in der Produktionsmaschine simulieren. Das Funktionsprinzip der Flachbettandruckmaschine entspricht aber nicht dem rotativen Prinzip der Produktionsmaschine. Als Andruckmaschinen werden daher auch zunehmend Fortdruckmaschinen eingesetzt. 1) Im —• Flexodruck dient die Andruckmaschine zunächst der Vorbereitung des Plattenzylinders für den späteren Druckprozess. Auf der Andruckmaschine wird die —• Druckform auf den Druckzylinder montiert und zum anderen wird die Andruckmaschine dazu benutzt, einen Abdruck der vorbereiteten Druckform auf dem OriginalBedruckstoff herzustellen. Hierbei wird in der Regel auch die im —> Fortdruck eingesetzte Druckfarbe verwendet. Aufgrund der Doppelfunktion spricht man im Flexodruck auch von der Montage- und Andruckmaschine. Die Andruckmaschine im Flexodruck besteht meist aus einem vereinfachten Flexodruckwerk. Der Bedruckstoff kann dabei z.B. auf einen Gegendruckzylinder gespannt sein, oder er wird von einer Abrollung über einen Gegendruckzylinder zur Aufrollung geführt. 2) Im —• Tiefdruck werden zur Überprüfung der —> Gravur (—• Tiefdruckgravur) am Tiefdruckzylinder ebenfalls Andruckmaschinen eingesetzt. Hier gibt es einfache Prüfitrommel-Andruckmaschinen. Diese Maschinen sind für verschiedene Druckformzylinderbreiten und -umfänge ausgelegt. Die Druckform druckt dabei gegen eine große Prüftrommel, auf der der Andruckbogen gehalten wird. Es gibt im Tiefdruck auch Andruck-Rotationsmaschinen, die den aufwendigen Fort-

druckmaschinen sehr ähnlich sind. Andruckmaschinen sind allerdings wesentlich einfacher ausgestattet. Sie verfügen nicht über die automatischen Steuer- und Regeleinrichtungen der Fortdruckmaschinen. Andruckmaschinen sind meist in der Breite verstellbar und somit für unterschiedliche Druckformzylinder einsetzbar. BG

Anfangsverleimung (start gluing) Wird auf einer —• Rollenschneidmaschine die Papier- oder Kartonbahn (es können auch mehrere nebeneinander liegende Bahnen sein) auf —• Wickelhülsen aufgewickelt und wird der Bahnanfang an die Wickelhülse angeklebt, spricht man von einer Anfangsverleimung. Bei Rollenschneidmaschinen, die mit einer Fertigrollen-Wechselautomatik ausgerüstet sind, werden die Wickelhülsen schon beim Beschicken der Rollenschneidmaschine mit einer Leimspur versehen. In einer anderen Version der Anfangsverleimung werden die einzelnen Papierbahnen im Bereich des Bahnanfangs mit nebeneinander liegenden Leimspuren versehen. KT

Anfarbemethoden (staining methods) Anfärbemethoden dienen zur Hervorhebung von charakteristischen Merkmalen von Fasern für die Papierherstellung bei der —» Fasermikroskopie. Durch die Anwendung spezieller Anfärblösungen besteht die Möglichkeit der Identifizierung nach Faserart (z.B. —• Zellstoff oder —• Holzstoff), nach —> Aufschlussverfahren (z.B. —> Sulfit- oder —> Sulfatzellstoff) und nach —• Aufschlussgrad (—» Restlignin, —> Kappa-Zahl) im Fall von Zellstofffasern. Durch Verfeinerung der Anfärbemethoden können besonders interessierende Objekte oder bestimmte Teile in besonderen Farben hervorgehoben werden. Sind die chemischen Eigenschaften und Zusammensetzungen der zu untersuchenden Fasern bekannt, dann kann die benutzte Anfärbemethode darauf abgestimmt werden.

73 1) Die klassische und am häufigsten verwendete Anfärbung in der Fasermikroskopie erfolgt mit Chlorzinkjod. Für die Herstellung der Chlorzinkjodlösung gibt es mehrere Vorschläge, wovon die am meisten angewandte Methode die nach Herzberg ist. Die Chlorzinkjodlösung entsteht durch Mischen folgender Lösungen: • •

Lösung 1: 20 g Zinkchlorid (ZnCl 2 ) in 10 ml dest. Wasser Lösung 2: 2,1 g Kaliumjodid (KJ) und 0,1 g Jod (J) in in 5 ml dest. Wasser.

Andere bekannte Vorschläge für Chlorzinkjodlösungen kommen von Höhnel, Behrens, Klemm, Korn-Burgstaller und Herzog. Die Tabelle zeigt die Färbung von verschiedenen Faserstoffen bei der Anfärbung mit Chlorzinkjodlösung. Faserstoff Leinen, Baumwolle, Hanf Zellstoff Holzschliff

muss deshalb nach einem anderen Verfahren (mit Chlorzinkjod) nachgewiesen werden. 3) Die zur Unterscheidung von ungebleichten und gebleichten Zellstoffen zur Verfügung stehenden Anfärbemethoden beruhen auf einer Anfärbung von —> Lignin und —• Ligninsulfonsäure im ungebleichten und von —> Cellulose im gebleichten Zellstoff. Die Anfärbung nach Singer basiert auf der Anfärbung des Lignins in ungebleichten Zellstoffen mit Malachitgrün und der Cellulose im gebleichten Zellstoff mit Chlorzinkjod. Die Anfärbung des Lignins mit Malachitgrün ist davon unabhängig, ob es sich um einen Sulfatoder Sulfitzellstoff handelt. Als Ergebnis der Anfärbung nach der Singer-Anfärbemethode erscheinen ungebleichte Zellstoffe und Holzschliff grün, gebleichter Zellstoff nimmt eine helle Färbung in graublauvioletten Farbtönen an, manchmal auch nach Rosa neigend. RE

Chlorzinkjodlösung rötlich-bräunlich blau-violett gelb-orange

Färbung von Faserstoffen

Die Kombination der Chlorzinkjodanfärbung mit einer vorausgegangenen Behandlung der Fasern mit Calciumnitratlösung macht z.B. die Unterscheidung der alkalisch aufgeschlossenen —> Laubholz- und —• Strohzellstoffe (schwarzviolett) von den —• Nadelholzzellstoffen (rötlichbraun) möglich. 2) Ungebleichte Sulfit- und Sulfatzellstoffe lassen sich nach der Anfärbemethode von Lofton und Merritt in der Modifikation von Wisbar mit einem Lösungsgemisch aus Pulverfuchsin und Malachitgrün unterscheiden. Ungebleichter Sulfitzellstoff färbt sich nach dieser Methode rotviolett an. Im Fall eines geringen Ligningehalts färben sich meistens nur die Hoftüpfel an. Ungebleichter Sulfatzellstoff dagegen nimmt eine grünlichblaue bis stark grüne Färbung an. Holzschliff erscheint gleich grün wie Sulfatzellstoff und

Anilindruckfarbe (aniline printing ink) Die Bezeichnung Anilindruckfarbe, die für Künstlerfarben angewendet wird, stammt aus einer Zeit, zu der sich synthetische organische Pigmente auch für —> Druckfarben hauptsächlich vom Anilin ableiteten. Dieses einfachste aromatische Amin , das man auch als „Aminobenzol" bezeichnen könnte, wurde 1826 von Unverdorben bei der Kalkdestillation des Indigos, einem blauvioletten natürlichen Farbstoff, erstmals gefunden. Seinen Namen erhielt es jedoch erst, nachdem es Fritzsche 1841 durch Erhitzen von Indigo mit Kalilauge isoliert hatte und es Anil nannte (von der spanischen Bezeichnung Anil für Indigo). Synthetisch hergestellt wurde es erstmals 1841 von Zinin durch Reduktion von Nitrobenzol; er nannte es allerdings Benzidam. Ausgangspunkt für die Synthese ist auch heute noch das Nitrobenzol, das seinerseits großtechnisch durch Nitrierung von Benzol, einem Bestandteil des Erdöls und des Steinkohlenteers, hergestellt wird. Anilin stellt einen der wichtigsten Ausgangstoffe für die Herstellung einer großen

74 Gruppe von —»Farbstoffen dar, die früher Anilinfarben genannt wurden, heute jedoch unter den Begriff Azofarbstoffe fallen. Diese Farbstoffe sind durch eine oder mehrere Azogruppen (-N=N-) (griech.: azo = sauer) im Molekül gekennzeichnet und werden daher als Mono-, Bis-, Tris- oder Polyazofarbstoffe bezeichnet. Nicht nur die Anzahl dieser Gruppen, sondern auch die verschiedenartigste chemische Variation der Molekülstruktur und seine Substitution führen zu einer sehr großen Vielfalt von synthetischen Farbstoffen verschiedenster Nuancierungen. Sie werden, meist als —• Pigmente isoliert, in Druckfarben aller Art eingesetzt. Ein heute noch nach seinem Ursprungsnamen gekennzeichnetes Pigment ist das Anilinschwarz. Es ist im Unterschied zum —• Ruß nicht elektrisch leitend und verleiht einen samtartigen, neutralen Schwarzton. Es wird in Druckfarben eingesetzt, wenn Ruß zu Verarbeitungsschwierigkeiten führt. RO

Anilox-Farbwerk (anilox inking unit) Das Aniloxfarbwerk ist ein Kurzfarbwerk (—> Farbwerk) mit speziellen Farbwalzen (Aniloxwalzen), das zum direkten oder indirekten Einfärben der —> Druckform in —» Druckmaschinen für den —• Zeitungsdruck eingesetzt wird (siehe auch —> AniloxOffsetdruck). NE

Anilox-Hochdruck (anilox letterpress) Als Anilox-Hochdruck wird das —• Drucken mit einer Hochdruckform, die von einem zonenschraubenfreien Kurzfarbwerk (—> Anilox-Farbwerk) mit Rasterwalze (Aniloxwalze) eingefärbt wird, bezeichnet. Im Gegensatz zum —» Flexodruck wird die —» Druckfarbe aus den Näpfchen der Rasterwalze durch eine „weiche" Auftragswalze entnommen und auf die —> Druckform übertragen. Herkömmliche und relativ harte Wickelplatten können bei diesem Verfahren zur Anwendung kommen. Durch den Einsatz von Rasterwalzen werden Schwankungen der —> optischen Dichte als

Folge falsch eingestellter Farbzonenschrauben vermieden. Das Einstellen der Druckfarbe entfällt, was den Anfall an —> Makulatur reduziert. NE

Anilox-Offsetdruck (anilox offset) Der Anilox-Offsetdruck ist ein Offsetdruckverfahren (—• Offsetdruck), bei dem —• Druckwerke mit zonenfreien Kurzfarbwerken (—> Anilox-Farbwerk, —• Farbwerk) und Rasterwalzen eingesetzt werden. Ähnlich wie im —• Flexodruck wird eine gerasterte Walze (Aniloxwalze) im Überschuss mit —• Druckfarbe eingefärbt und mit einer —» Rakel abgezogen. Von der abgerakelten Rasterwalze wird die Druckfarbe auf eine Farbauftragswalze, die den Umfang des Druckformzylinders hat, und von dort auf den Druckformzylinder übertragen. Mit jeder Umdrehung erfolgt ein neuer gleichmäßiger Farbauftrag; die Möglichkeit der zonalen Farbregulierung besteht nicht. Die übertragene Farbmenge ist abhängig von der —• Rasterweite der Rasterwalze (ca. 100 bis 140 Linien pro cm) und vom Näpfchenvolumen (Näpfchentiefe: ca. 20 bis 30 μιτι). Beim vorwiegend im —• Zeitungsdruck eingesetzten Anilox-Offsetdruck entfallen die aufwendigen Mehrwalzen-Farbwerke, die Farbzonenschrauben und die Systeme zur Farbvoreinstellung sowie zur Farbzonenfeinregulierung. Ein weiterer Vorteil besteht in der gleichmäßigen, schnellen Zuführung der Druckfarbe auf die —> Druckform, was ein —• Schablonieren verhindert und zu weniger —• Makulatur beim Einrichten der —• Druckmaschine führt. NE

Anisotropie (anisotropy) Als Anisotropie wird die räumliche Richtungsabhängigkeit physikalischer und chemischer Eigenschaften von Stoffen bezeichnet. Sie ist entweder durch die räumliche Anordnung der Atome, Ionen und Moleküle, bei polykristallinen Stoffen durch die Orientierung der Kristallite oder bei heterogenen

75 Kompositen durch Lage und Orientierung der gefugebildenden Komponenten bedingt. Anisotropie kann auch bei sonst isotropen Körpern durch Einwirkung äußerer Felder oder durch mechanische und thermische Einwirkungen hervorgerufen werden. Je nach Material können z.B. folgende Eigenschaften anisotrop sein: elastische, viskoelastische, plastische, dielektrische, magnetische, magnetostriktive und optische Eigenschaften sowie elektrische und thermische Leitfähigkeiten. Bei Papier mit seiner heterogenen Fasernetzwerkstruktur wird die Anisotropie der Eigenschaften in erster Linie durch die Anordnung und Orientierung von —• Fasern, —> Feinstoffen und —> Füllstoffen verursacht. Maschinengefertigte Papiere besitzen eine annähernd planare —• Faserorientierung mit der —> Längsrichtung als Vorzugsachse. Hieraus resultiert eine orthotrope Materialsymmetrie (—• Orthotropie) mit jeweils unterschiedlichen Eigenschaften in Längs-, —> Quer- und —• z-Richtung. Dies betrifft u.a. —> Elastizitätsmodule und Zugfestigkeiten ( - > Bruchkraft) sowie das Ausdehnungsverhalten unter dem Einfluss von Feuchtigkeit (Feuchtdehnung) und Wärme (Wärmeausdehnung). Die herstellungsbedingte —> Zweiseitigkeit von Papier führt zu einer weiteren Verringerung der Materialsymmetrie und kann z.B. die —•Rollneigung von Papier nachteilig beeinflussen. GÖ

Einrichtungen, wie Maschinen, Geräte und Fahrzeuge. Schließlich auch Grundstücke, die keine besonderen Einrichtungen aufweisen, sofern auf den Grundstücken Stoffe gelagert oder abgelagert oder Arbeiten durchgeführt werden, die —> Immissionen verursachen können. Davon ausgenommen sind öffentliche Verkehrswege. In historisch gewachsenen Anlagen der Zellstoff- und Papierindustrie existieren für einzelne Papiermaschinen - und das in der Regel vorhandene Kraftwerk - meist Einzelgenehmigungen. Bei neueren Anlagen gibt es oft eine Genehmigung für die gesamte Anlage. Die Genehmigungspraxis wird von den Behörden in den einzelnen Bundesländern unterschiedlich gehandhabt. GT

Anlagen zum Lagern, Abfüllen und Umschlagen ( storing y bottling and loading/unloading facilities) Im —• Wasserhaushaltsgesetz (WHG) § 19 g sind Anlagen zum Umgang mit —> wassergefährdenden Stoffen geregelt. Hierin müssen Anlagen zum Lagern, Abfüllen, Herstellen und Behandeln sowie Anlagen zum Verwenden wassergefährdender Stoffe im Bereich der gewerblichen Wirtschaft und im Bereich öffentlicher Einrichtungen so beschaffen sein und so eingebaut, aufgestellt, unterhalten und betrieben werden, dass eine Verunreinigung der Gewässer oder eine sonstige nachteilige Veränderung ihrer Eigenschaft nicht zu beAnlage im Sinne des Bundes-Immissionsfürchten ist. schutzgesetzes (installation within the meaning of the Fe- Näheres wurde ab Januar 1982 in der „Verderal Ambient Pollution Control Act) ordnung über Anlagen zum Lagern, Abfüllen Bei einer Anlage im Sinne des —• Bundesund Umschlagen (LAU) wassergefährdender Immissionsschutzgesetzes (BImSchG) (§ 3, Stoffe" geregelt. Die Länder-ArbeitsgemeinAbs. 5) handelt es sich in erster Linie um schaft Wasser (LAWA) hat im August 1993 Betriebsstätten oder sonstige ortsfeste Einin ihrer Muster-Verwaltungsvorschrift zum richtungen, die im üblichen Sprachgebrauch Vollzug der Verordnung über Anlagen zum als Fabriken, Werke oder Anstalten bezeichUmgang mit wassergefährdenden Stoffen net werden. Hierzu gehören auch die im örtli(Muster-VVAwS) den Anwendungsbereich chen und betriebstechnischen Zusammenhang auf alle Anlagen zum Umgang mit wassergestehenden Nebeneinrichtungen, wie Matefährdenden Stoffen nach § 19 g des WHG riallager, Abfüll-, Verpackungs- und Verlaausgedehnt. Damit kommen zu den Anlagen deeinrichtungen. Zu den Anlagen gehören zum Lagern, Abfüllen und Umschlagen ferner alle ortsveränderlichen technischen (LAU) auch die Anlagen zum Herstellen, Be-

76 handeln und Verwenden (HBV) und die innerbetrieblichen Rohrleitungsanlagen, soweit sie den Bereich eines Werkgeländes nicht überschreiten, hinzu. Die Muster-Verwaltungsvorschrift wurde in den einzelnen Bundesländern mehr oder weniger verbindlich umgesetzt. GT

Anleimmaschine (gluer, gluing machine) Eine Anleimmaschine ist eine Vorrichtung zur einseitigen, flächigen Beschichtung von Papier, Karton, Pappe oder Textilmaterialien mit —• Klebstoff. Die Funktionsweise einer Anleimmaschine geht aus der Abbildung hervor.

Auflagetisch Einführwalze Anlageninterne Kreislaufführung (closed-cycle management of materials within plants) Zu den Maßnahmen der —• Abfallvermeidung Abstreifer zählt gemäß § 4 (2) —> Kreislaufwirtschaftsund Abfallgesetz (KrW-/AbfG) auch die anlageninterne Kreislaufführung. Stoffe, die anlagenintern im Kreislauf verbleiben, haben Klebstoff becken danach keine Abfalleigenschaft und unterlieKlebstoff gen damit auch nicht dem Regime des Klebstoffauftragswalze KrW-/AbfG. Beispiele aus der Zellstoff- und PapierinFunktionsprinzip einer Anleimmaschine dustrie sind:

•

•

•

Rückführung von faserhaltigen —• Reststoffen in die Mittellage bei der Kartonherstellung. Energetische Nutzung der —> Ablauge mit —• Chemikalienrückgewinnung bei der Zellstoffherstellung. Einsatz von —> Ausschuss, Randbeschnitten bzw. Papier von Abrissen u.ä. im selben Betrieb.

Die Auslegung des Anlagenbegriffs ist strittig. Geht man vom Fabrikgelände als Anlage aus, so unterliegen Anlagen, die der Energieerzeugung dienen und in denen z.B. Faserschlämme oder —• Deinkingschlämme aus der —> Altpapieraufbereitung verbrannt werden, nicht den Regelungen des KrW-/AbfG.KI

Anlagewalze (contacting roll) —•Wickler

Anleger (feeder) —• Bogenanleger

Die rotierende Klebstoffauftragswalze (Leimwalze) taucht in ein mit Klebstoff gefülltes Vorratsbecken ein und wird mit dem Klebstoff im Überschuss benetzt. Durch einen Spalt zwischen Klebstoffwalze und einer Dosierrakel wird die Klebstoffmenge auf der Auftragswalze dosiert. Der mit dem Klebstoff zu beschichtende Bogen wird entweder durch eine automatische Zuführung eingeführt oder manuell angelegt. Der Zuschnitt wird über die gummibezogene Einführwalze eingeführt und von der Klebstoffauftragswalze mitgenommen. Nach einer Umschlingung von ca. einem Drittel des Walzenumfangs der Auftragswalze wird der Zuschnitt durch Abstreifer von der Auftragswalze abgehoben und der mit Klebstoff beschichtete Zuschnitt kann abgenommen werden. Die Klebstoffauftragsmenge, die auf den Zuschnitt aufgetragen wird, ist abhängig von der Breite des Dosierspalts und von der Viskosität des Klebstoffs. Anleimmaschinen werden im Allgemeinen beim manuellen Nassetikettieren und Bogenkaschieren (—> Kaschieren) eingesetzt. Die ersten Anleimmaschinen kamen um die Jahrhundertwende in —• Buchbindereien zum

77 Einsatz. Aus diesen ersten Anleimmaschinen entwickelten sich die Bucheinhängemaschine sowie die Deckenmachmaschine. MZ

ner Sauerstoffstufe auf pH unter 4 einer Stufe mit —> Chlordioxid innerhalb einer —• Bleich-

sequenz) oder bei der Papierherstellung von Bedeutung (optimale Wirksamkeit z.B. von —> Melaminharz oder von —> Retentionsmitteln im sauren pH-Bereich). SE

ANPA American Newspaper Publishers Association, Easton, USA. Amerikanischer Zeitungsverleger-Verband. ANSI Dieser Verband repräsentiert ca. 1 200 Zei- American National Standards Institute, tungen in den USA. ANPA bearbeitet im eiInc., New York (früher USASI). genen Forschungsinstitut Projekte auf sämtliDiese amerikanische Normenorganisation chen Gebieten der Zeitungstechnik: Druckverfolgt folgende Ziele: vorstufe, Druckmaschine, Druckverfahren, Druckfarbe, Druckpapier und Druckweiter• Koordinierung des Normenprogramms verarbeitung. und Vertretung der USA im internatioAuf dem Papiersektor fuhrt die ANPA seit nalen Bereich über 40 Jahren statistische Qualitätskontrol• Verteilung von Informationen und Klälen der mechanischen und optischen Eigenrung von Einsprüchen schaften von —• Zeitungsdruckpapier durch. • Erzielen von „Zusatznutzen" durch Diese Daten lassen eine kontinuierliche VerÜbernahme der Grundaktivitäten besserung der Qualität hinsichtlich —>Ver• Ausbau und Festigung der Mitgliedschaft druckbarkeit, —• Bedruckbarkeit und sowie der Beziehungen zu anderen Or—• Druckqualität erkennen. Ausgewertet wird ganisationen. FA z.B. die Entwicklung der ISO—• Helligkeit, der —• Opazität und der Festigkeit der 3 Papierqualitäten aus frischen Fasern (—• PriAntioxidantien märfaserstoff), aus Recyclingfasern (—> Dein(antioxidants) kingstoff) und aus Mischungen dieser Fasern. Antioxidantien sind Verbindungen, die in geWeitere Forschungsprojekte auf dem Papierringen Mengen den Faserstoffen, -> Hilfssektor betreffen die wasser- und energiespastoffen oder Beschichtungen zugesetzt werrende Herstellung von Zeitungsdruckpapier und den trockenen Deinkingprozess (—> De- den, um deren chemische Reaktion mit Oxidationsmitteln, vornehmlich Luftsauerstoff, inking) ohne Einsatz von Wasser und Chemizu verzögern. Die Oxidation der Komponenkalien. ten ist unerwünscht, da sie häufig insbesondeANPA veranstaltet jährliche Zeitungsfachre zu einer -> Vergilbung, aber auch zu einer messen in den USA: NEXPO (ehemals Beeinträchtigung der mechanischen EigenANPA/TEC). FA schaften von Papier fuhrt. Je nach Mechanismus der Oxidationsreaktion greifen die Antioxidantien an unterAnsäuern schiedlichen Stellen der Reaktionskette ein. (acidification) Die häufigste Klasse sind die Radikalfänger, Unter Ansäuern versteht man das Einstellen des —• pH-Werts neutraler oder alkalischer die eine radikalische Oxidation dadurch beenden, dass sie selbst zu stabilen Radikalen wässriger Lösungen aufwerte unter 7 (saurer Bereich) durch Zugabe von —> Säuren oder abreagieren, die die Reaktion nicht weiterfuhren. Daneben gibt es Substanzen, die als Opsauer reagierenden Salzlösungen (z.B. ferreduktans zunächst selbst zu unschädli—• Aluminiumsulfat). Dies ist in der Zellchen Verbindungen oxidiert werden, oder Stoff- und Papierindustrie vor allem bei der —• Bleiche (z.B. Umstellung von pH > 10 ei-

78 solche, die gezielt die bei Oxidationsreaktionen auftretenden —• Peroxide zersetzen. Im weiteren Sinne bezeichnet man auch solche Stoffe als Antioxidantien, die katalytisch wirkende Metallionen komplexieren und dadurch unwirksam machen, oder solche, die schädliche UV-Strahlen ( - • UV-Licht) absorbieren (eigentlich UV-Stabilisatoren). Zum Teil sind die Wirkmechanismen einiger Verbindungen nicht bekannt. Da die Antioxidantien bei den jeweiligen Reaktionen in der Regel verbraucht werden, haben sie nur eine zeitlich begrenzte Wirksamkeit. Eine Kombination verschiedener Verbindungen bringt häufig synergistische Effekte. Von der chemischen Struktur her werden häufig sterisch gehinderte Phenole oder Amine verwendet sowie Verbindungen, die Schwefel oder Phosphor in niedrigen Oxidationsstufen enthalten. Weiterhin werden in der Literatur genannt: Polysulfide, Sulfaminsäure, Ascorbinsäure, Sorbit, Polyethylenglykol, Polytetrahydrofuran und bestimmte MeNI tallsalze.

Antiseptisches Papier (aseptic paper) Dabei handelt es sich um holzfreies Papier, das auch mit Beschichtung einen Sterilisationsprozess verträgt, das Sterilisieren des verpackten Sterilisierguts zulässt und danach eine Rekontamination des Sterilguts bei fachgemäßer Lagerung verhindert (DIN 6730). Sterilisationspapier ist die handelsübliche Benennung für Papier zum Verpacken von Sterilisiergut (-> Sterilisierverpackung). Es ist nur zur einmaligen Verwendung bestimmt. Es handelt sich um ein chemisch neutrales, ohne jeglichen Chemikalienzusatz aus gut gemahlenem gebleichtem -> Zellstoff hergestelltes, —• maschinenglattes, z.T. auch gekrepptes Papier. Es muss so gleichmäßig beschaffen sein, dass es im Zustand der —• Gleichgewichtsfeuchte keimundurchlässig ist. Sterilisationspapier als Verpackungsmaterial für Operationsgeräte und andere Gebrauchsartikel für das Gesundheitswesen

muss deshalb über eine definierte Porosität und ausreichende Durchlässigkeit für die Sterilisation (Gas-, Dampf- oder Strahlensterilisation) bei z.T. hohen Ansprüchen an die Festigkeitseigenschaften verfugen. Antiseptisches Papier muss gut bedruck- und beschreibbar sowie oft heißsiegelfähig (-> Heißsiegeln) sein. Außerdem darf Sterilisationspapier im trockenen und nassen Zustand keine störenden Gerüche abgeben und toxische Bestandteile enthalten, die beim Gebrauch freiwerden können (physiologische Unbedenklichkeit nach dem Lebensmittelgesetz, Lebensmittelrecht). So darf z.B. der Chlorid· und Sulfatgehalt des Papiers bestimmte —» Grenzwerte nicht überschreiten. Die flächenbezogene Masse der Papiere als Spezialpapier für Sterilisationsbeutel, Klarsichtbeutel und Verschlussbahnen für Tiefziehpackungen beträgt im Allgemeinen 50 bis 80 g/m 2 . Für die antiseptische Abfüllung von z.B. Fruchtsäften oder Milch wird dagegen ein -> Verbundmaterial aus Karton, Polyethylen und Aluminiumfolie verwendet. RH

Antistatische Ausrüstung (promotion of antistatic properties) Eine antistatische Ausrüstung von Papieren soll deren elektrostatische Aufladung bei Verarbeitung und Gebrauch verhindern oder auf ein ausreichendes Maß reduzieren. Dazu werden Hilfsstoffe eingesetzt, bei denen es sich in der Regel um die gleichen ionogenen oder hygroskopischen Stoffe handelt, die auch als —> Netzmittel, —> Weichmacher oder —• Feuchthaltemittel verwendet werden. Die wichtigsten Vertreter sind Phosphate, quarternäre Ammoniumsalze, Polyalkohole, Polyethylenglykole und hygroskopische anorganische Salze. Diese Verbindungen werden meist in geringen Mengen (etwa 0,2 %, bezogen auf Papier) in der —> Leimpresse einer Papiermaschine aufgetragen. Viele Papiersorten, so z.B. —»Kopier- und —> TelefaxPapiere, erhalten durch eine antistatische Ausrüstung bedeutend bessere Gebrauchseigenschaften. HA

79 Antistatisches Papier (antistatic paper) Das Ziel einer antistatischen Ausrüstung von Papier ist die Verhinderung der elektrostatischen Aufladung durch Reibungseffekte und damit insbesondere von elektrischen Entladungen und Staubanziehung. Durch Massezusätze (z.B. hygroskopische Produkte, wie Polyethylenglykol, Fettsäurereste von Glyzerin oder Sorbit), leitfähige Additive, wie Graphit oder Metallpulver, leitfahige Polyester- und Polyacrylnitrilfasern und/oder Oberflächenveredelung (-> Imprägnieren, Oberflächenleimung) oder Beschichten mit Leitfähigkeitssalzen (z.B. Kochsalz), Leitfähigkeitsharzen (z.B. Polyacrylat, quarternäre Ammoniumverbindungen), Graphit oder Metallpulvern wird das Papier leitfähig gemacht. Die antistatische Ausrüstung von Papier ist in zahlreichen Anwendungsgebieten erwünscht, z.B. bei Fotorohpapier, Isolierpapier, flammsicherem Papier, Filtrierpapier, Druckpapier, speziellen Verpackungspapieren (z.B. für elektronische Artikel) oder Schleifrohpapier. Z.B. können beim Schleifen von Holz Aufladungen bis zu mehreren 100 kV entstehen. Dadurch haften am Werkstück, am Schleifband und an Teilen der Schleifmaschine mehr oder weniger große Mengen Schleifstaub an. Durch eine beidseitige antistatische Ausrüstung des Schleifrohpapiers und der Beschichtungsmassen können entstehende elektrostatische Aufladungen abfließen. Die Schleifbänder setzen sich dadurch weniger schnell zu. RH

Antrieb (drive) Der Antrieb umfasst im weitesten Sinne alle im direkten Bewegungs- bzw. Energiefluss stehenden Baugruppen (mechanische, elektrische und elektronische Baugruppen), einschließlich des angetriebenen Elements. Im engeren Sinne ist das zuletzt angetriebene Element nicht hinzuzurechnen. Antriebe beinhalten Baugruppen (Antriebselemente), wie elektrische Motoren, Energiewandler, Getriebe (z.B. Stirnradgetriebe) und Übertragungs-

elemente (z.B. Gelenkwellen und Kupplungen). Antriebe sollen in geeigneter Form die Energie für technische Bewegungs- und Stellvorgänge liefern. Die in der Zellstoffund Papierindustrie mit Antrieben ausgestatteten Arbeitsmaschinen umfassen folgende Komponenten: • • • • • •

Rührwerke, —• Pulper Pumpen, Lüfter, Kompressoren Ventile, Schieber Positioniereinrichtungen (z.B. Messer) Kran- und Förderanlagen (Antriebs-) Walzen von Papiermaschinen, —> Streichmaschinen, —> Kalandern und —• Rollenschneidmaschinen oder —> Querschneidern.

Ein Antrieb hat folgende Aufgaben zu erfüllen: •

•

•

Bereitstellung von Drehmomenten (Kräften) und Winkelgeschwindigkeiten (Geschwindigkeiten) in Anpassung an die Arbeitsmaschine bzw. den technologischen Prozess. Sicherstellung eines nach den Kriterien des Prozesses zeitlichen Bewegungsablaufs. Durchführung der elektromechanischen Energieumwandlung (z.B. Gleichstrommotor) mit möglichst geringen Verlusten.

Insbesondere der Papierherstellungsprozess verlangt präzise Geschwindigkeitsverhältnisse (Drehzahlverhältnisse) der einzelnen Arbeitsmaschinen (z.B. Siebantriebswalze der —> Siebpartie, Antriebszylinder der Trockengruppen) untereinander, um 1) ein Führen der Bahn zu ermöglichen, 2) sich der Dehnung- und Festigkeitsänderung der Papierbahn in der Papiermaschine (z.B. —• Schrumpfung) anzupassen, weil sich sonst das Papier staut, überdehnt oder abreißt (—• Bahnreißer).

80 Ferner muss die Antriebstechnik in der Lage sein, Beschleunigungs- und Bremsvorgänge zu regeln und einen weiten Drehzahlbereich abzudecken. Während Reinigungsvorgänge oftmals nur bei Kriechgeschwindigkeit durchgeführt werden dürfen, erreichen z.B. Rollenschneidmaschinen im Produktionsbetrieb Geschwindigkeiten über 2 000 m/min. Grundsätzlich gibt es für die Regelung der Drehzahl von Antriebsmaschinen 2 Möglichkeiten: •

•

die Drehzahlregelung des Motors selbst (z.B. frequenzgesteuerte Drehstrommotoren) die Verwendung einer variablen Kraftund Drehzahlübertragung zwischen Motor und Fertigungsmaschine.

Zur Erzielung eines größeren Regelbereichs können auch beide Regelungsarten zusammen angewendet werden. Während früher oft der Gruppenantrieb - hierbei werden mehrere Arbeitsmaschinen über Getriebe und Transmissionen von einem elektrischen Motor angetrieben - bevorzugt wurde, werden in der Papierindustrie heute nahezu ausnahmslos Einzelantriebe verwendet, bei denen jede Arbeitsmaschine durch je einen Gleichstrommotor oder einen frequenzgesteuerten Drehstromantrieb getrieben wird. Zum einen fallen damit die unübersichtlichen Transmissionen weg, zum anderen kann für jede Arbeitsmaschine ein Motor mit optimaler Kennlinie (Drehmoment über Drehzahl) eingesetzt werden. Vorteil der frequenzgesteuerten Drehstromantriebe ist eine über das Antriebs- und —> Prozessleitsystem realisierte digitale, stufenlose Drehzahlregulierung von Drehstrommotoren. 1) (Elektrische) Motoren Motoren wandeln elektrische Energie in mechanische Energie um. Nach ihrer Wirkungsweise lassen sich fast alle elektrischen Maschinen - also Motoren und Generatoren auf 3 Grundtypen zurückführen: •

Asynchronmaschinen ren)

(Asynchronmoto-

• •

Synchronmaschinen (Synchronmotoren) Gleichstrommaschinen (Gleichstrommotoren).

Der üblichste Elektromotor ist der Asynchronmotor, auch Drehstrommotor mit Kurzschlussläufer oder Asynchronmotor mit Käfigläufer genannt. Er weist in der Regel im Stator eine Drehstromwicklung und im Rotor eine Kurzschlusswicklung auf. Für höhere Antriebsleistungen werden Asynchronmotoren mit Schleifringläufer (mehrsträngige Wicklung) eingesetzt. Üblicherweise werden permanenterregte Synchronmaschinen verwendet, bei denen im Vergleich zum permanenterregten Gleichstrommotor die Rollen von Stator und Rotor vertauscht sind. Beim Gleichstrommotor ist eine Kommutatorwicklung im Rotor angeordnet, während der magnetische Fluss vom Stator erzeugt wird. Die Drehzahl η eines Gleichstrommotors ist ungefähr proportional der zwischen den Klemmen der Ankerwicklung liegenden Spannung U und umgekehrt proportional der Stärke des Magnetfelds Β (magnetische Flussdichte) im Luftspalt zwischen Rotor und Stator (n - U/B). 2) Getriebe In der Papierindustrie dienen Getriebe hauptsächlich zur Reduzierung der im Allgemeinen hohen Drehzahlen der Motoren auf die Arbeitsdrehzahlen. Man unterscheidet: •

• • •

Mechanische Getriebe (z.B. Zahnradgetriebe, Zugmittel- und Reibgetriebe, Kurbelgetriebe) Elektrische Getriebe Hydraulische Getriebe Pneumatische Getriebe. VO

Antriebskraft (historisch) (motive power) (historical) Handarbeit kennzeichnet von Anbeginn das Papiermachen, sowohl bei der Gewinnung und Aufbereitung der Faserstoffe (Bast, —> Lumpen, später in China auch —> Bambus) als auch beim —• Eingießen oder Schöpfen

81 (—• Schöpftechnik) des Papierblatts. Noch im ersten nachchristlichen Jahrtausend finden wir in China die fußbetriebene Wippstampfe, die auch von den Arabern übernommen worden ist, und davon auch eine durch ein Wasserrad über eine einfache Nockenwelle angetriebene Version, die sich bis in unser Jahrhundert, u.a. auch in Korea und Japan, erhalten hat. Neben der menschlichen Arbeitskraft setzen die Araber, speziell zum Antrieb des —• Kollergangs, auch Tiere ein. Wasser- und Windmühlen sind ebenfalls bekannt, weniger jedoch im Zusammenhang mit der Papierherstellung. Das europäische, aus Tuchwalke und/oder Pochwerk entwickelte Lumpenstampfwerk (—• Stampfwerk) benötigt eine stärkere, permanent zur Verfügung stehende Kraft. Diese wird in der Regel von einem Wasserrad geliefert, das eine lange, reich bestückte Nockenwelle treibt. Es werden, den lokalen Gegebenheiten entsprechend, alle Typen (ober-, mittel- und unterschlächtig; ganz selten die schon im Altertum bekannten Stockmühlen) eingesetzt; auch Windmühlen fehlen nicht. Getriebe kommen selten vor, da sie aufwendig in Konstruktion und Unterhalt sind. Diese letzte Aussage gilt nicht für den im 17. Jh. erfundenen —• Holländer, der in der Regel über ein Getriebe und eine Riemenscheibe angetrieben wird, weil er höhere Drehzahlen erfordert. Die 1799 patentierte Robert-Papiermaschine besaß einen Handkurbel-Antrieb. Die in England und anderswo konstruierten, viel größeren Folgemodelle griffen auf die Wasserkraft zurück, waren aber auf eine platzraubende, komplizierte Getriebekonstruktion mit Riemenscheiben und Zahnrädern angewiesen. Für den notwendigen Schlupf sorgte in der Regel ein DoppelkonusRiemenantrieb. Der Nachteil, der schwierige Ausgleich der Drehzahlunterschiede der einzelnen Maschinenpartien, blieb aber auch beim Ersatz der Wasser- durch die Dampfkraft (erstmals 1806 in England) bestehen. Erst der in den Gründerjahren eingeführte Elektroantrieb, der die Steuerung einzelner Teile über separate Motoren und eine gewal-

tige Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit ermöglichte, brachte die große Leistungssteigerung der modernen Papiermaschinen. Er hat auch die Voraussetzungen für die sich in den 80er Jahren unseres Jahrhunderts durchsetzende Automation geschaffen. TS

Antriebsmotor (electrical motor drive) —> Antrieb

AOX (AOX, adsorbable organic halogens) AOX ist die international übliche Abkürzung für adsorbierbare organisch gebundene Halogene (das X steht für Halogen) oder, anders ausgedrückt, adsorbierbare organische Halogenverbindungen. Die analytische Bestimmung erfolgt nach D I N EN 1485. Die gleiche Verbindungsklasse wird in Feststoffen (z.B. in —> Schlamm) unter der Bezeichnung adsorbierte organisch gebundene Halogene, ebenfalls AOX abgekürzt, nach einem anderen analytischen Verfahren bestimmt (DIN 38414 S 18). Die Stoffe dieser Gruppe gelten als überwiegend anthropogen (vom Menschen erzeugt, nicht natürlichen Ursprungs), durchweg persistent (schwer abbaubar), teilweise toxisch, teilweise teratogen (Missbildungen erzeugend), teilweise mutagen (Erbgut verändernd) und teilweise cancerogen (Krebs erregend). Zwischen AOX-Konzentration und Toxizität lässt sich bei der Untersuchung von —> Abwässern keine Korrelation erkennen. Bezüglich der Quellen der AOX-verursachenden Stoffe ist zu unterscheiden zwischen halogenhaltigen Naturstoffen, die von —> Bakterien und Pflanzen gebildet werden, und anthropogenen Verbindungen. Letztere werden entweder gezielt erzeugt (z.B. —> Lösungsmittel, Pestizide) oder fallen unbeabsichtigt als Nebenprodukte von Synthesen oder von Reaktionen an, wie bei der —• Zellstoffbleiche mit —> Chlor oder —• Chlorverbindungen. Die AOX-Konzentrationen in deutschen Flüssen sind in den

82 letzten Jahren deutlich vermindert worden (z.B. im Rhein 1986 bis über 100 μ ^ , 1992 an Scheitelpunkten im Mittel < 40 μg/l, in weiten Bereichen < 20 μ ^ Ι ) . Wegen der vielfaltigen bedenklichen Eigenschaften dieser Stoffgruppe wird die weitest mögliche Vermeidung des Eintrags in die Umwelt angestrebt. Diesem Ziel dienen in Deutschland Beschränkungen in den Anhängen der —• Abwasserverwaltungvorschrift und die Belegung der Emission in die Gewässer mit Abwasserabgabe (—• Abwasserabgabengesetz). MÖ

stufigen Prozess bei gleichem Endweißgrad mit geringerem Chemikalieneintrag betrieben werden und liefert höhere Festigkeitskennwerte (—• Weiterreißarbeit, —• Bruchkraft). Nachteilig beeinflusst werden die Papiereigenschaften —» Opazität und —» spez. Volumen, die unabhängig von einer ein- oder zweistufigen Imprägnierung bei APTMPHolzstoffen im Vergleich zu TMP-Holzstoffen niedriger ausfallen. In Einzelfällen wird über eine Einsparung an elektrischer Energie bei Anwendung des APTMP-Verfahrens im Vergleich zum TMPVerfahren berichtet. Auf die Produktionskosten von APTMP-Holzstoff wirken sich positiv aus, dass preiswertere bzw. gemischte Holzsorten einschließlich Laubholz (—> Pappel) eingesetzt werden können.

APTMP (APTMP, alkaline peroxide TMP) Die Abkürzung APTMP steht für einen thermomechanischen Holzstoffprozess (—> TMP) mit einer Alkali-Peroxid-VorbehandlungsstuLiteratur: fe. Dabei werden die —• Hackschnitzel vor Heimburger, S.; Quick, T.; Sabourin, M.; der Zerfaserung im TMP-Refiner und nach Tremblay, S.; Shaw, G.: One- and two-stage der im TMP-Prozess üblichen —> Vor- APTMP - A route to high brightness pulp. dämpfung einer ein- oder zweistufigen ImTappi J. 79 (1996), No. 8, 139-144 PU prägnierung mit —• Natronlauge und —» Peroxid unterzogen. Bei einer einstufigen Imprägnierung erfolgt die Zugabe von NatronAP-Wellenstoff lauge und Peroxid gemeinsam, während bei (corrugating medium based on recycled einer zweistufigen Imprägnierung der über- fibers) wiegende Teil der Natronlauge in der ersten Wellenstoff Imprägnierstufe und der überwiegende Teil des Peroxids in der zweiten Imprägnierstufe eingesetzt werden. Zwischen den beiden ImArabische Handpapiermacherei prägnierstufen ist dann eine wiederholte (Arabic handpaper making) Hackschnitzelvordämpfung vorzusehen. NeDie Araber haben das Papier in Zentralasien ben der Verwendung von —> Wasserglas und kennengelernt, wo entlang den Ästen der Sei—> Komplexbildnern bei der Imprägnierung denstraße lange vor der arabischen Eroberung wird über Einsatzmengen von bis zu jeweils Papiermacher ansässig waren. Dass 751 an3 % Natronlauge und Peroxid berichtet. lässlich der Schlacht am Talas-Fluss chinesiDem höheren Investitionskostenaufwand sche Papiermacher gefangengenommen wurfür die Imprägnierstufe(n) stehen im Verden, mag stimmen. Die Kenntnis des Papiers gleich zum herkömmlichen TMP-Prozess höund seiner Herstellung geht aber auf frühere here —> Weißgrade des Holzstoffs nach dem Zeiten zurück. Die Papiermacherei verbreiRefiner gegenüber, so dass je nach Qualitätstete sich im arabischen Gebiet von Ost nach anforderung auf eine Nachbleiche des West, von einer größeren Stadt zur anderen. APTMP verzichtet werden kann. Darüber Neben dem historischen Samarkand finden hinaus stellt sich im APTMP-Stoff durch die wir Papiermacher vor allem in Bagdad, Dachemische Vorbehandlung ein geringerer maskus und Kairo, während Membidj, das Splittergehalt (—> Splitter) ein. Der zweistufihistorische Bambyce, als Ausfuhrhafen nach ge APTMP-Prozess kann gegenüber dem einKonstantinopel einige Bedeutung hat.

83 Für den Import arabischen Papiers nach Europa, Inbegriffen Sizilien sowie das christliche und das arabische Spanien, war der von den Amalfitanern und Genuesen beherrschte Papierhandel von Kairo über Kairuan zu italienischen, französischen und spanischen Häfen maßgebend. Die Technik der arabischen Papierherstellung ist in einem späten Handbuch, dem „Umdet el quttab" des Mu'izz ibn Badis aus dem 11. Jh. überliefert, das 1888 von Karabacek und 1962 von Levey in Übersetzung veröffentlicht worden ist. Sie stellt sich wie folgt dar: Weil im Gegensatz zu China frische Bastfasern oder auch —> Bambus fehlen, werden ausschliesslich Textilabfälle aller Art, vorzugsweise —> Leinen, als Faserstoff gebraucht. Die Aufbereitung erfolgt durch einfaches Schneiden und Stampfen von Hand, unter der Fußwippe oder im —> Kollergang, der von Tieren angetrieben wird. Das —• Sieb (historisch) ist in der Regel aus Binsen oder Schilf gefertigt, in der Art der chinesischen Bambussiebe. Der Faserstoff wird eingegossen oder aus der Bütte geschöpft. Die Blätter werden aufeinander gegautscht und leicht gepresst, bevor sie zum Trocknen auf den Boden gelegt oder an Wänden aufgespannt werden. Wegen der meist schlechten Aufbereitung der Fasern (oft finden sich Garn- oder sogar Gewebereste) haben es die Araber vorgezogen, nach chinesischem Vorbild das speziell dünn geschöpfte Papier beidseitig mit einer Kleisterschicht (Weizen-, seltener Reisstärke) zu bestreichen, die eingefärbt und poliert werden kann. Spezielle Kalligraphiepapiere werden vor dem Beschreiben noch in künstlerischer Weise marmoriert. Deshalb macht es den Anschein, als bestünden arabische Papiere aus 2 aneinander geklebten Schichten. So lässt sich auch der schlechte Erhaltungszustand der meisten Handschriften erklären, denn derartige Papiere sind äußerst feuchtigkeits- und knickempfindlich. Schimmelpilze und Insekten finden im Kleister reichlich Nahrung. Die arabische Papiermühle ähnelt dem chinesisch-asiatischen Familienbetrieb. Große Papiermacherzentren enstanden nur in den

erwähnten Städten. Die Legende von einer Großmanufaktur im Maghreb (Fez) beruht auf einer falschen Übersetzung eines arabischen Textes. Im arabischen Teil Spaniens sind Papiermühlen erst spät (11./12. Jh.; Cordoba und Jativa) entstanden. Für Sizilien ist bisher keine arabische Fabrikation nachzuweisen. TS

Arbeitsaufnahmevermögen (tensile energy absorption , TEA) Bei der Zugbelastung von Papier wird dem Papier kinetische Energie zugeführt. Dabei dehnt sich das Papier bis zum Bruch. Diese mechanische Energie, die zum Bruch der Probe in Form von Verformungsarbeit aufgewendet werden muss, wird auf die Fläche der Probe bezogen und als Arbeitsaufnahmevermögen bezeichnet. Das Arbeitsaufnahmevermögen Ζ berechnet sich nach folgender Formel: Z = — — 10 6 wrli

[J/m 2 ]

mit E: Fläche unter der Kraft-VerformungsKurve bis zum Bruch der Probe, die der während des Zugversuchs aufgewendeten Arbeit in Joule [J] entspricht (Abb.). Wj: Anfangsbreite des Prüfstreifens in [mm] Ii: freie Einspannlänge der Probe in [mm] In DIN EN ISO 1924-2 ist die Bestimmung von Eigenschaften bei zugförmiger Belastung genormt. Die Arbeitsaufnahme ist eine der in dieser Norm definierten Kenngrößen. Zur Bestimmung der Arbeitsaufnahme werden während des Zugversuchs mit konstanter —> Dehngeschwindigkeit der Verformungsweg und die Kraft aufgezeichnet, so dass eine anschließende Integration des Bereichs unterhalb der Kraft-Verformungs-Kurve bis zum Punkt der maximal angelegten Zugkraft erfolgen kann. Diese Integration kann mechanisch mithilfe eines Planimetriergeräts an einer aufgezeichneten Kurve oder mithilfe eines Computers an digital gespeicherten

84 Kraft-Verformungs-Messdaten erfolgen. Die in D I N EN ISO 1924-2 genormten Versuchsbedingungen fur den Zugversuch werden unter dem Stichwort —> breitenbezogene Bruchkraft näher beschrieben.

Kraft, Ν

Kraft-Verformungs-Kurve von Papier und das entWS sprechende Arbeitsaufnahmevermögen E

Arbeitsbehälter (working tank) Der Arbeitsbehälter ist ein konischer Tank zur Aufnahme von —• Streichfarbe, gekennzeichnet durch einen Doppelmantel zum Kühlen und Heizen, der in —> Arbeitsstationen von —• Streichaggregaten eingebaut wird. Die Entnahme der Streichfarbe erfolgt am tiefsten Punkt des Behälters. Der Rückfluss aus dem Arbeitskreislauf wird tangential in den Behälter eingeführt. Dadurch wird die im Behälter befindliche Streichfarbe in Rotation versetzt, wodurch Entlüftung und Entschäumung unterstützt werden. KT

Arbeitsgeschwindigkeit (operating speed) Bei der Papiermaschinengeschwindigkeit in [m/min] wird zwischen der Arbeitsgeschwindigkeit und der —• Konstruktionsgeschwindigkeit unterschieden. Die Arbeitsgeschwindigkeit bezeichnet die effektive Geschwindigkeit der jeweils erzeugten Papierbahn am —•Poperoller, mit der die aktuelle Brutto-

Produktionsmenge einer Maschine berechnet wird. Die maximale Arbeitsgeschwindigkeit kann nach Optimierung einer neu erstellten Papiermaschine mit der Konstruktionsgeschwindigkeit identisch sein. Während die Konstruktionsgeschwindigkeit für eine bestimmte Papiermaschine konstant ist, kann die Arbeitsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der jeweils erzeugten Papiersorte und von der jeweiligen —• flächenbezogenen Masse einer Papiersorte variieren, bedingt durch die zu verdampfende Wassermenge. Diese Wassermenge nimmt mit steigender flächenbezogener Masse zu, während die —> Verdampfungsleistung der —• Trockenpartie einer Papiermaschine aufgrund des steigenden Widerstands für den Wärme- und Stofftransport absinkt. Die Produktionsmenge pro Zeiteinheit (z.B. ausgedrückt in [t/h]) einer bestimmten Papier- oder Kartonmaschine kann im großen und ganzen als konstant angesehen werden. Deshalb können Papiere mit höheren flächenbezogenen Massen nicht so schnell produziert werden wie solche mit niedrigen flächenbezogenen Massen, so dass die Arbeitsgeschwindigkeit variabel ist, sofern auf einer Papiermaschine nicht die gleiche Papiersorte mit konstanter flächenbezogener Masse gefertigt wird, wie z.B. —• Zeitungsdruckpapier mit 45 g/m 2 . Papier/Kartonsorte

Zeitungsdruckpapier SC-Papier LWC-Papier Feinpapier Streichrohpapier Kopierpapier Krafitliner Testliner Wellenpapier/Fluting Faltschachtelkarton Tissuepapier

Arbeitsgeschwindigkeit [m/min] 1 600 - 2 000 1 600 - 1 800 1 700 - 2 000 1 600 1 400 800 1 000 1 000 500 1 400 -

1 1 1 1 1

800 600 000 200 200 900 2 200

Arbeitsgeschwindigkeit verschiedener Papier- und Kartonmaschinen (Quelle: Valmet Oy, Rautpohja)

MM

85 Arbeitsstation (working station , head station) Die Arbeitsstation ist die Versorgungseinrichtung von —• Streichaggregaten. In der Arbeitsstation wird die —• Streichfarbe von einer volumetrischen Pumpe über einen —> Druckfilter oder —> Rotationsfilter und evtl. einen —»Entlüfter im kontinuierlichen Strom zum —> Auftragswerk im Streichaggregat gepumpt. Der Uberschuss an Streichfarbe aus dem Streichaggregat wird über einen —• Rücklauftrichter in den —• Arbeitsbehälter zurückgeführt. Die auf die Papieroder Kartonbahn aufgetragene Streichfarbe wird durch frische Streichfarbe aus dem Arbeitsbehälter ersetzt. Zur Qualitätskontrolle werden je nach Anwendung in diesen Kreislauf verschiedene Instrumente (induktive Durchfluss-, Massedurchfluss· und Dichtemesser sowie Viskosimeter) eingebaut. Die Auslegung einer Arbeitsstation richtet sich nach der Auslegung des Auftragswerks (Typ und Größe) sowie den räumlichen Verhältnissen. KT

Aristopapier (aristo paper , bromide paper) Aristopapier ist ein Auskopierpapier (—• Auskopierverfahren), bei dem die lichtempfindliche Schicht aus einem Gemisch von —> Gelatine und Silberchlorid besteht. NE

Eigenschaft Strömungswiderstand Öffnungs-/Schließzeit Verschleißverhältnis Eignung für Richtungswechsel der Strömung Baulänge Bauhöhe Verwendungsbereich bis Eignung für Drosselung

Armaturen (valves and fittings) Armaturen (Rohrschalter) dienen in —• Rohrleitungen als •

•

•

Absperrorgane, die die Strömung eines Fluids unterbinden. Sie müssen dicht absperren und so schließen, dass die Geschwindigkeit nicht schlagartig Null wird, um Stoßbeanspruchungen des strömenden Fluids an Rohrleitungen zu vermeiden (Ausnahme: Schnellschlussschieber). Regelorgane (Stellglieder), die den Volumenstrom in Abhängigkeit von einer zu regelnden Größe (Regelgröße) beeinflussen sollen. Sicherheitsorgane, die bei unzulässigem Überdruck einen Querschnitt der Rohrleitung zur Druckentlastung freigeben.

Hinsichtlich der Bauarten unterscheidet man bei den Armaturen (DIN 3211) —•Ventil, —> Schieber, —> Hahn oder Drehschieber und —> Klappe. Vor- und Nachteile von Armaturen der unterschiedlichsten Bauart gehen aus der untenstehenden Tabelle hervor. VO

Aromadicht (resistant to transmission of aroma) Die Aromadichtigkeit ist eine besonders wichtige Anforderung an Verpackungen für Lebensmittel. Lebensmittel dürfen durch die

Ventile mäßig mittel gut mäßig

Schieber niedrig lang mäßig gut

Hähne niedrig kurz gut gut

Klappen mäßig mittel schlecht schlecht

groß mittel mittlere DN höchste PN sehr gut

klein groß größte DN mittlere PN schlecht

mittel klein mittlere D N mittlere PN mäßig gut

klein klein größte DN nur kleine PN gut

D N = Nenndurchmesser (Rohrleitungen), PN = Nenndruck (Rohrleitungen)

Vor- und Nachteile von verschiedenen Armaturen

86 Verpackung sensorisch (hinsichtlich ihres Geruchs und Geschmacks) nicht beeinträchtigt werden. Es dürfen also weder Geruchsstoffe von der Verpackung auf das Packgut übergehen noch durch Adsorption an den Packstoff verloren gehen. Für eine sensorische Beeinträchtigung von Lebensmitteln ist in erster Linie das physikalisch-chemische Verhalten von Riech- und Geschmacksstoffen (Permeation durch Packstoffe und Adsorption an Packstoffe) verantwortlich. Die Aromadichtigkeit von Verpackungen aus Papier und Karton kann durch die Verwendung von Barriereschichten (Beschichtung mit Kunststoffen, wie z.B. Polyvinylidenchlorid, aber auch Verbünde von Kunststoffen mit Aluminiumfolien) erreicht werden. Die Prüfung auf Aromadichtigkeit wird meist durch die Messung der Verteilungsund Diffusionskoeffizienten flüchtiger organischer Verbindungen (z.B. mittels Gaschromatographie) vorgenommen. GZ

Aromadichtes Papier (scenttight paper, aroma proof paper) Aromadichtigkeit (-> aromadicht), also die Undurchlässigkeit gegen Geruchs- und Geschmacksstoffe, wird vor allem von Verpackungsmaterial für Kaffee, Tee, Schokolade, Tabak und Gewürze verlangt. Auch durch eine fibrillierende Stoffmahlung (-* Mahlung) unter Zusatz von natürlichen oder synthetischen Polymeren, wie bei Pergament, wird keine absolute Aromadichtigkeit von Papier oder Karton erzielt. Diese wird erst durch -> Imprägnieren, Beschichten oder Kaschieren mit den verschiedensten Materialien erreicht. Sauerstoffbarrieren werden z.B. durch PE-Extrudierung ( - • Extrudieren) oder noch besser durch PVDC-Beschichtung erzielt. Hervorragende Barriereeigenschaften besitzen dagegen Verbundmaterialien, wie Kombinationen von Papier mit Metall- oder Kunststoffolien. Der Grad der Aromadichtigkeit von Papier-Aluminium-Verbundmaterialien als der oft verwendeten Kombination hängt von der Dicke der Aluminiumfolie (im Allgemeinen ab 5 μηι) ab. Neuer-

dings werden aromadichte Verpackungsstoffe durch Aufdampfen feinster SiliciumdioxidSchichten auf das Papier erreicht. Literatur: Weigl, J.; Wilken, R.: Herstellung und Prüfung von Spezialpapieren. Papiertechnische Stiftung, PTS-Manuskript 01/96, München, 1996 RH

Artenschutz (species protection) Artenschutz ist ein Aufgabenbereich des —•Naturschutzes mit dem Ziel, freilebende Tier- und Pflanzenarten innerhalb ihrer natürlichen Lebensräume zu pflegen und zu schützen, um ihre —> Artenvielfalt und Eigenart sowie die weitere Evolution der Arten zu erhalten. Beweggründe für den Artenschutz sind Erkenntnisse über die Bedeutsamkeit der Artenvielfalt für zukünftige evolutive Anpassungsmöglichkeiten von Tierund Pflanzenarten und zur Erhaltung der Funktion von —> Ökosystemen, das Wissen um medizinische Wirkungen zahlreicher Pflanzenarten sowie ethische (z.B. Natur als Schöpfung, Erhaltung ihrer selbst willen) und moralische Gesichtspunkte (z.B. Verantwortung für künftige Generationen, —> nachhaltige Entwicklung). Ausgestorbene und gefährdete Tier- und Pflanzenarten werden in sog. Roten Listen dokumentiert. Für die Öffentlichkeit liefern sie Informationen über die Ursache und Erzeuger der verschiedenen Artengefährdungen bzw. des Artenschwunds. Im Forschungsbereich bieten sie vor allem vielfaltige Ansatzpunkte für wissenschaftliche Analysen und Auswertungen. Internationale Red Data Books und nationale Rote Listen bieten die Grundlage für Natur- und Artenschutzkonventionen. Seit 1973 besteht das Washingtoner Artenschutzübereinkommen. Ziel des Abkommens ist ein Kontrollsystem für den gesamten grenzüberschreitenden Handel von Tier- und Pflanzenarten, die in den Anhängen I (vom Aussterben bedrohte Arten), I I (Gefährdete Arten) und I I I (Arten, für die bestimmte Ur-

87 sprungsländer Handelseinschränkungen erlassen) des Abkommens aufgeführt sind. Die unterzeichneten Staaten überprüfen im 2Jahresrhythmus die Aktualität der Inhalte und Vorschriften des Abkommens. Die einheitliche Anwendung des Washingtoner Artenschutzübereinkommens innerhalb der Europäischen Union ist in der EG-Verordnung 3626/82 geregelt. Die EG-Verordnung 3418/83 schreibt als Besitzberechtigung für Arten des Washingtoner Artenschutzübereinkommens eine CITES-Bescheinigung (CITES = Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora) vor. Zu den wichtigsten Artenschutzkonventionen zählen die Ramsar- (1971), die Bonner- (1979) und die Berner-Konvention (1979) sowie die Vogelschutzrichtlinie (1979). A u f nationaler Ebene regelt das Bundesnaturschutzgesetz (BNatSchG) die genehmigungspflichtige Ein-, Aus- und Wiedereinfuhr von besonders geschützten Tier- und Pflanzenarten sowie die Nachweispflicht der Besitzberechtigung von geschützten Arten. In der Bundesartenschutzverordnung (BArtSchV) sind für alle heimischen und europäischen Tier- und Pflanzenarten besondere Ein- und Ausfuhrbeschränkungen festgelegt. Die Verordnung sieht eine artenschutzrechtliche Buchführungspflicht sowie eine Meldepflicht für alle besonders geschützte Wirbeltiere vor und beschränkt die Vermarktung gezüchteter Tiere. Die Landschaftsplanung und die Flurbereinigung (Flurbereinigungsgesetz, FlurbG) sind weitere rechtliche und planerische Grundlagen des Artenschutzes in Deutschland. Zu den Instrumenten des Biotop- und Artenschutzes zählen die Ausweisung und Sicherstellung von Schutzgebieten (z.B. von Naturschutzgebieten), Biotopkartierungen, private Aufkäufe von schutzwürdigen Flächen, die Wiedereinbürgerung vom Aussterben bedrohter Tierarten sowie die Bemühungen um Arterhaltung von Zoologischen Gärten und Genbanken. Vom BNatSchG und von Landesnaturschutzgesetzen wird die Aufstellung von Artenschutzprogrammen gefordert. Sie enthalten wichtige Daten über vor-

rangig schutzbedürftige Arten, fuhren langfristige Sicherungs-, Entwicklungs- und Pflegestrategien auf und sehen Hilfsprogramme für einzelne Arten bzw. Artengruppen vor. Biotopschutzprogramme dienen der Sicherung, Erhaltung und Entwicklung von Lebensräumen für bestimmte Tier- und Pflanzenarten. Verschiedene Naturschutzorganisationen (z.B. Greenpeace und WWF) haben sich dem Schutz und der Pflege der Natur verschrieben. Ursachen der Gefährdung von Tier- und Pflanzenarten sind Eingriffe in Populationen und Ökosysteme durch u.a. Herbizideinsätze, Überführung von Laubwäldern in Nadelwälder, Entwässerung, Verunreinigungen der Atmosphäre, des Bodens, des —> Grundwassers und offener Gewässer, künstliche Ufer- und Küstenbefestigungen, Verstädterung von Dörfern sowie Straßenausbau. Literatur: Deutscher Rat für Landespflege: Warum Artenschutz? In: Schriftenreihe des Deutschen Rates für Landespflege, Heft 46, 1985 MO

Artenvielfalt (diversity of species) Artenvielfalt kann auf die Bildung verschiedener ökologischer Nischen in einem —• Ökosystem zurückgeführt werden. Die Ergebnisse verschiedener wissenschaftlicher Untersuchungen lassen den Schluss zu, dass über einen längeren Zeitraum relativ unberührte Ökosysteme eine ausgewogene Anzahl an verschiedenen Arten aufweisen. Eine Art (lat. : species, natürlich gegebene Kategorie der Pflanzen- und Tiersystematik) besteht aus Individuen, die in allen wesentlichen Merkmalen übereinstimmen und zur fruchtbaren Fortpflanzungsgemeinschaft fähig sind. Durch besondere Einflüsse entstehen Unterarten, d.h. geographische und ökologische Rassen. Nach der Evolutionstheorie von Darwin ist die Artenvielfalt das Produkt einer eng miteinander verflochtenen Evolution über Hunderte von Millionen Jahren. Während dieses Entwicklungsprozesses haben sich die Orga-

88 nismen in Gestalt, Funktion und Lebensweise bis hin zur Neubildung von Arten gewandelt. Bisherige Untersuchungen haben gezeigt, dass mit sinkendem Eigengewicht einer Art deren Anzahl steigt. Eine vollständige Erfassung aller lebenden Tier- und Pflanzenarten ist bis heute nicht gelungen. Der bekannte Artenbestand beläuft sich gegenwärtig auf etwa 1 200 000 Tierarten und etwa 400 000 Pflanzenarten. Die Tierpopulation ist demnach vielgestaltiger als die der Pflanzen. Literatur: Hübler, K.-H.; Krüger, M.: Kosten der Bodenbelastung, Waldschäden und Gefährdung der Artenvielfalt. Prognos-Schriftenreihe „Identifizierung und Internalisierung externer Kosten der Energieversorgung". Basel, 1992 MO ASA Alkenylbernsteinsäureanhydrid (alkenyl succinic anhydride) —> Synthetische Leimungsmittel

ASA (Normung) (ASA (standardization)) 1) American Standards Association. Amerikanische Normenvereinigung. 2) Von der American Standards Association festgelegte Einheit für die —> LichtempfindFA lichkeit eines fotografischen Materials.

ASAM-Verfahren (AS AM technology/pulping) Das ASAM-Verfahren ist ein Zellstoffverfahren, das bezüglich der verwendeten Aufschlusschemikalien zwischen dem Sulfitverfahren ( - » Sulfitzellstoff) und den schwefelfreien —• alternativen Zellstoffverfahren einzuordnen ist. Es wurde ab 1985 an der Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft, Hamburg, von Patt und Mitarbeitern im Labormaßstab entwickelt. 1989 wurde im Werk Baienfurt der damaligen Feldmühle AG eine Pilotanlage errichtet, in der inzwischen

die technische Durchführbarkeit des Verfahrens nachgewiesen werden konnte. Das Kürzel A S A M steht für alkalischer Sulfitaufschluss unter Zusatz von Anthrachinon und —• Methanol. Das Verfahren vereinigt die Vorteile des Sulfitverfahrens, die leichte Bleichbarkeit der Zellstoffe, mit denen des Sulfatverfahrens (—• Sulfatzellstoff), nämlich große Rohstoffbreite und hohe Zellstofffestigkeiten. Das bedeutet, dass auch harzreiche Kiefernhölzer (—> Kiefer) nach dem ASAM-Verfahren aufgeschlossen werden können. Die Technologie des ASAM-Verfahrens ähnelt weitgehend der des Sulfatverfahrens. Allerdings ist die Rückgewinnung der Kochchemikalien (—• Natronlauge, —> Natriumsulfit und —»Methanol; Anthrachinon wird nicht zurückgewonnen) noch aufwendiger als beim Sulfatverfahren. Deshalb erfordert die Wirtschaftlichkeit des ASAM-Verfahrens große Anlagen mit entsprechend hohen Investitionskosten. HA

Aschegehalt (ash content) Der Aschegehalt beschreibt den mineralischen Anteil von Papier, Karton, Pappe, —• Altpapier oder von —• Zellstoff und —> Holzstoff. Die Ermittlung geschieht durch Verbrennen einer Probe und anschließendes Glühen (Veraschen) des Rückstands. Der Aschegehalt ist der nach der Veraschung verbliebene Massenanteil in Prozent, bezogen auf die —» ofentrockene Probe. Bei allen Fertigprodukten und auch bei Altpapier erhöht sich der Aschegehalt durch die bei der Produktion beigegebenen —> Füllstoffe und —> Pigmente. Hier ist zu beachten, dass der Aschegehalt nicht mit dem —• Füllstoffgehalt zu verwechseln ist, da im Zuge der Veraschung die hohen Temperaturen einen Glühverlust bewirken, der bei den verschiedenen Füllstoffen oder Streichpigmenten unterschiedlich groß ist. In den Normen werden unterschiedliche Veraschungstemperaturen (575 oder 925° C) vorgegeben, womit sich auch unterschiedliche Aschegehalte ergeben können. Die Zeit

89 der Temperatureinwirkung spielt zwar ebenfalls eine wichtige Rolle, ist aber in den Normen nicht verankert. Papier mit einem Aschegehalt (Glührückstand) < 1% wird aschefrei genannt. EI

Aufbauen (piling, caking, pile up) Beim Aufbauen von —> Druckfarbe handelt es sich um ein reliefartiges Anhäufen von Druckfarbe und anderen Substanzen auf den Druckfarbe übertragenden Teilen der Druckmaschine (DIN 16500-2). Bei einer unzureichenden —> Rupffestigkeit Aseptisch des —> Bedruckstoffs werden durch die Zü(aseptic) gigkeit (—• Tack) der Druckfarbe und durch Aseptische (keimfreie) Materialien können die Adhäsion des Drucktuchs Partikel aus der durch verschiedene Maßnahmen hergestellt Oberfläche des Bedruckstoffs herausgerissen, werden: entweder durch den Einsatz von —» Mikrobiziden (—• Bakterizide und —• Fun- die sich auf dem —> Drucktuch der —• Offsetdruckmaschine aufbauen. Die Folgen sind gizide), durch Bestrahlung mit ultraviolettem eine gestörte —• Farbannahme und FarbüberLicht (—• UV-Licht) oder durch Hitzesterilitragung und damit ein wolkiges Ausdrucken. sation. Aseptische Materialien spielen eine Notwendige Waschintervalle beeinträchtigen wichtige Rolle bei der Verpackung von medie Produktionsleistung und erhöhen die dizinischen Instrumenten (für die Sterilgut—> Makulatur. Ein harter Reliefaufbau kann versorgung) und beim aseptischen Abpacken sogar das Drucktuch beschädigen. von Lebensmitteln. GZ Beim —» Nass-in-Nass-Druck im Offsetverfahren kann der im —> Druckwerk aufgebrachte Feuchtmittelfilm (—• Feuchtmittel) Aspe die Strichoberfläche anlösen. Dieser was(aspen) serempfindliche —> Strich baut auf den nach—• Pappel folgenden Drucktüchern auf. Die Folge beim —> Fortdruck ist eine fortlaufende Verschlechterung der Farbübertragung, was zur ASTM American Society for Testing and Materials,Beeinträchtigung der —> Druckqualität führt. Eine ausreichende Wasserfestigkeit des Philadelphia, USA. Strichs kann durch entsprechende Auswahl Amerikanische Gesellschaft zur Förderung der —> Bindemittel und durch einen ausreiund Durchführung der Untersuchung und chenden Anteil im Strich gewährleistet werPrüfung von (Werk)stoffen. Sie gibt Normden. blätter, Zeitschriften u.a. heraus: Journal of Materials, ASTM Book of Standards, MateriDer Offsetdrucker kann durch Verringeals Research and Standards, ASTM Index. rung der Zügigkeit der Druckfarbe, eine möglichst geringe Feuchtmittelführung sowie 1996 waren die Schwerpunkte auf dem gradie Auswahl und Dosierung der Feuchtmitfischen Gebiet: Heatset Farben, Strahteladditive die Beanspruchung der Strichlungstrocknung, Echtheiten, Farbtransparenz, Glanz, Harzlösungen, Benetzbarkeit von oberfläche vermindern. FA Bindemitteln, Harz/Lösemittel-Kompatibilität, Viskositätsmessungen. FA Aufführvorrichtung (tail feeding) Überführ- oder Aufführsysteme erleichtern Ätznatron die Bahnübergabe in verschiedenen Bau(sodium hydroxide, caustic soda) gruppen (vor allem in der —> Trockenpartie) —•Natriumhydroxid einer Papier- oder Kartonmaschine. Sie haben einen entscheidenden Einfluss auf die Verfügbarkeit (Produktivität) einer Maschine.

90 rungen, seillose Überfuhrungen oder VakuumTransferbänder. Je nach Einsatzart und Papiersorte sind verschiedene Streifenabschlagvorrichtungen verfugbar. Die Streifenführung in der Trockenpartie einer Kartonmaschine erfolgt mit 3 Seilen, einem inneren und äußeren Tragseil und einem Klemmseil in der Abb. 1 : Bahnüberführung und Streifenüberführung von der Sieb- in die Mitte (Abb. 2). Der StreiPressenpartie fen wird durch das Man unterscheidet zwischen Streifen- oder Klemmseil festgehalten. Aufgrund der hohen Bahnüberführung (Abb. 1). Festigkeit des Streifens und bei niedrigen Maschinengeschwindigkeiten treten keine Probleme auf. • Bei der Bahnüberführung wird die geBei schneller laufenden Maschinen, wie samte Bahn in ihrer vollen Breite überz.B. für —> Verpackungs- und Druckpapiere, fuhrt. ist die seillose Überführung die optimale Lö• Bei der Streifenüberführung wird nur ein sung. Sie gibt es für die ein- und zweireihige Streifen auf der —• Führerseite der PaTrockenpartie. Bei der —• einreihigen Tropier- oder Kartonmaschine überfuhrt. ckenpartie werden an jedem ca. 1 m breiten Überführschaber 2 Blasrohre installiert. Das Sollten Abrisse in einer Papier- oder Kartonerste Blasrohr dient zur Abnahme des Streimaschine auftreten, muss von der Abrissstelle fens vom —* Trockenzylinder (Abb. 3). Die oder direkt ab der Blattbildungszone (—> Langsieb oder —» Doppelsiebformer) auf Blasrichtung ist direkt zum —• Schaber geder Führerseite ein etwa 20 cm breiter Streirichtet. Das zweite Blasrohr ist als Schlitzfen geschnitten werden. Dieser Streifen muss blasrohr ausgeführt und legt den Streifen an problemlos in die nächste Position gefuhrt die besaugte Umkehrwalze. Um einen sichewerden können. Anschließend wird der Streiren Streifentransfer um die Umkehrwalze zu fen auf volle Bahnbreite gefahren. Überfuhrzonen befinden sich an folgenden Positionen: Dahnüberführung

• • •

Zwischen —> Siebund —• Pressenpartie In der Trockenpartie Im Bereich —> Leimoder —• Filmpresse, Glättwerk und —• Poperoller.

Dazu gibt es unterschiedliche Systeme: Überführtische, Blasrohre, Seilfüh-

Streifenüberführung

Tragseil Strafen X

Klemmseil v

Abb. 2: Streifenüberführung in der Trockenpartie

91 garantieren, ist diese mit einer Uberfuhrzone auf der Führerseite ausgestattet. Die Ansteuerung der Blasrohre an den einzelnen Zylindern erfolgt sektionsweise. Es werden z.B. jeweils 4 Trockenzylinder gleichzeitig mit Luft beschickt, die Luftbeschickung der nächsten 4 Zylinder erfolgt zeitverzögert. Die Luftmenge fur jedes einzelne Blasrohr kann individuell eingestellt werden. Um den Luftbedarf zu senken, werden die Blasrohre in 'pulse mode' betrieben, wobei die Luft in Intervallen von 0,5 s einund ausgeschaltet wird. Im Gegensatz zur einreihigen Trockenpartie wird bei der zweireihigen Trockenpartie der Streifen in den Spalt zwischen unterem Trockenzylinder und —> Trockensieb gebracht. Mithilfe von 3 Blasrohren, die ebenfalls am Schaber montiert sind, wird der Streifen in den nachfolgenden Spalt zwischen oberem Trockenzylinder und oberem Trockensieb geblasen. Die asymmetrische Leitwalzenanordnung und der Einsatz von Stabilisatoren unterstützen den Streifentransfer. Die AnSteuerung der einzelnen Blasrohre mit Luft erfolgt analog zur einreihigen Trockenpartie. Vorteile einer seillosen Streifenüberführung:

einreihiqeTP I i Seitfüfcrang • seillose Überführung

Abb. 3:

Streifenüberführung in der Trockenpartie

• • • •

reduzierte Überführzeiten verbesserte Runnability (kein Seil- und kein Seilrollenwechsel) geringerer Wartungsaufwand (kein Abschmieren von Seilrollen) reduzierte Unfallgefahr.

In der Praxis wird die seillose Streifenüberführung derzeit für flächenbezogene Massen bis 180 g/m 2 und Maschinengeschwindigkeiten über 500 m/min eingesetzt. BU

Aufgebessertes Zeitungsdruckpapier (improved newsprint) —• Zeitungsdruckpapier

Aufhellung (optical brightening) Unter Aufhellung, im engeren Sinn optischer Aufhellung, versteht man die durch Zugabe bestimmter Zusatzstoffe (—> optische Aufheller, Weißtöner) erzielte Erhöhung der —> Reflexion eines Nicht-Selbstleuchters, wenn dieser mit geeignetem Licht (—> UVLicht) beleuchtet wird (—• Fluoreszenz). Die zur Steigerung des —> Weißgrads verwendeten optischen Aufheller sind organi-

92 sehe Verbindungen, die Strahlung zwischen 300 und etwa 400 nm absorbieren und blaues Licht emittieren, was vom menschlichen Auge als Weißeerhöhung empfunden wird. Wesentlich ist, dass die Reflexion gesteigert wird, worin sich diese Weißeerhöhung vom —> Nuancieren unterscheidet, bei der eine Reflexionsminderung, die u.U. aber auch zu einer Steigerung des Weißeeindrucks fuhren kann, erfolgt. Der —> Reflexionsfaktor im blauen Wellenlängenbereich kann Werte über 100 % annehmen und damit den —• absolut weißen Körper übertreffen. Eine Messung der Aufhellung besteht in der messtechnischen Aufspaltung des Reflexionsfaktors in seinen Reflexionsteil und seinen Lumineszenzteil (Fluoreszenz). Dieses hat so zu geschehen, dass eine erste —• Farbmessung unter Verwendung des gesamten Beleuchtungsspektrums, das fluoreszenzfahiges Licht (UV-Licht) enthält, durchgeführt wird. Bei der zweiten Farbmessung wird durch ein —> UV-Filter der fluoreszenzfähige Lichtanteil eliminiert. Die Differenz der aus diesen beiden Messungen ermittelten Reflexionsfaktoren ist auf die Aufhellung zurückzufuhren. Diese Vorgehensweise führt jedoch in den Fällen zu Schwierigkeiten, in denen der optische Aufheller auch noch im sichtbaren Wellenlängenbereich absorbiert. Bei einigen optischen Aufhellern kann sich dieser Bereich bis zu etwa 420 nm erstrecken. Wählt man ein UV-Filter, das wesentlich nur UV-Licht absorbiert, so erfasst man bei dem obigen Differenzverfahren nicht den gesamten Aufhelleffekt, da in der zweiten Farbmessung noch etwas Fluoreszenzlicht, das auf die Absorption im sichtbaren Wellenlängenbereich zurückzuführen ist, erfasst wird. Bei der Differenzbildung wird dieser Anteil mit abgezogen, wodurch der gesamte Aufhelleffekt rechnerisch reduziert wird. Verwendet man andererseits ein Filter, das quantitativ alle fluoreszenzfähige Strahlung absorbiert - die Absorptionskante muss demnach im sichtbaren Wellenlängenbereich liegen - dann wird die Farbmessung eingeschränkt, da nicht mehr das gesamte sichtbare Spektrum zur Verfügung steht. Eine Bestimmung aller —> Normfarbwerte ist so nicht

mehr möglich. Der Vorteil besteht aber darin, dass die Aufhellung korrekt erfasst wird insbesondere, wenn man die Steigerung des —• spektralen Reflexionsfaktors R457 (Weißgrad) ermitteln will (z.B. kann bei extrem aufgehellten Papieren die Aufhellung etwa 20 % des gesamten spektralen Reflexionsfaktors R457 betragen). Die Filterwahl wird also wesentlich durch die Messaufgabe festgelegt. KE

Auflagendruck (print run , production printing, production run) Als Auflagendruck bezeichnet man das —> Drucken einer Auflage, also der Gesamtmenge der (verlegten, bestellten oder hergestellten) Exemplare eines Druckerzeugnisses. Der Auflagendruck umfasst das Einrichten der —> Druckmaschine und den —> Fortdruck. NE Auflagewalze (rider roll) —» Wickler

Auflösen (im Pulper) (pulping, slushing) —• Zerfaserung

Auflösetrommel (drum pulper) Die Auflösetrommel dient ebenso wie der —• Pulper bei der —• Stoffaufbereitung dem —> Desintegrieren bzw. dem —• Zerfasern von —> Altpapier. Unter Zugabe von Wasser wird das Altpapier in eine pumpfahige —» Suspension überführt, die in den nachfolgenden Prozessstufen auf dem Weg bis zur Papieroder Kartonmaschine in Abhängigkeit von der zu erzeugenden Papier- und Kartonsorte unterschiedlich mechanisch, chemisch und/ oder thermisch behandelt wird. Auflösetrommeln werden liegend betrieben und enthalten keine weiteren beweglichen Teile (Abb.). Die Zerfaserungsenergie wird durch die kontinuierliche Rotation der bis zu

93 30 m langen Trommel, die einen Durchmesser von bis zu 4 m aufweisen kann, eingebracht. Der Antrieb der Trommel erfolgt durch spezielle Lkw-Reifen oder durch Zahnräder am äußeren Umfang des Aggregats.

/ Altpapier

Wasser m | |

Γ

Sortierzone Rejekt

ί

1

Desintegrationszone Akzept Auflösetrommel

Die Auflösetrommel ist in 2 Zonen unterteilt: In der Desintegrationszone, die ca. zwei Drittel der Gesamtlänge der Trommel einnimmt, wird das Altpapier unter Zufuhr von Wasser zunächst bei —> Stoffdichten um 15 bis 20 % zerfasert. In der sich anschließenden Sortierzone wird dann der —• Altpapierstoff unter erneuter Zugabe von Wasser bei Stoffdichten um 3 bis 4 % durch 6 bis 9 mm große Siebperforationen aus der Trommel gespült und dabei gleichzeitig sehr wirkungsvoll von groben, bevorzugt flächigen Verunreinigungen befreit. Das in der Trommel zurückgehaltene —> Rejekt wird am hinteren Ende der Trommel weitgehend faserfrei ausgeworfen und anschließend entsorgt. Desintegrationsteil und Sortierteil können dabei eine gemeinsame Einheit bilden oder als 2 getrennte Einheiten gefertigt und gegenläufig betrieben werden. In der Trommel wird das Altpapier durch die kinetische Energie, die dem Stoffmaterial in der langsam rotierenden Trommel (ca. 12 Umdrehungen pro Minute) durch freien Fall vom Scheitelpunkt auf den Trommelboden zugeführt wird, zerfasert. Die Mitnahme des Altpapiers nach oben ermöglichen die am inneren Umfang angebrachten Leisten. Ist der Scheitelpunkt erreicht, fällt beim Weiterdre-

hen das Altpapier auf die harten Innenflächen der Trommel. Beim Aufprall wird der Fall gestoppt, die Faserbündel werden verformt, komprimiert und zerkleinert. Zur weitgehenden Desintegration kommt es nur, wenn die kinetische Energie größer als die Nassfestigkeit des Altpapiers ist und der Vorgang etwa 200 mal wiederholt wird. Dafür sind Fallhöhen von 2 m und Verweilzeiten von etwa 20 min, die durch Länge und Neigung der Trommel bestimmt werden, im Allgemeinen ausreichend. Wegen der geringen mechanischen Einwirkung eignet sich dieses Aggregat besonders für leicht zerfaserbares Altpapier, wie Zeitungen und Illustrierte, ohne dass im Altpapier befindliche Verunreinigungen (z.B. Folien oder Kleberücken von Illustrierten) zu stark zerkleinert werden und sich deshalb anschließend leichter durch Sortieren (—> Sortierung) entfernen lassen. Ist für den Aufbereitungsprozess die Zugabe von Chemikalien erforderlich, z.B. —> Deinkingchemikalien, dann erfolgt deren Dosierung teilweise oder vollständig zu Beginn des Zerfaserungsprozesses in der Desintegrationszone. Die mechanischen Kräfte in der Trommel sind für eine gleichmäßige Einmischung der Chemikalien in den Altpapierstoff ausreichend. In Verbindung mit den mechanischen Einwirkungen wird neben der Zerfaserung des Altpapiers zugleich die Ablösung der —> Druckfarbe von den Fasern eingeleitet, sofern im nachfolgenden Aufbereitungsprozess eine Entfernung von Druckfarben (—• Deinking) gewünscht wird. Da der Altpapierstoff beim Austrag aus der Trommel weitgehend von groben Verunreinigungen befreit wird, ist die Nachschaltung eines —• Sekundär-Pulpers meist nicht mehr erforderlich. Von Vorteil sind zudem der geringe spez. Energieverbrauch von 15 bis 20 kWh/t, die große Kapazität bis 900 t/d Altpapier sowie die geringen Investitionskosten im Vergleich zum Pulper. Nachteilig kann allerdings ihr großer Platzbedarf sein, der eine nachträgliche Ausstattung einer bestehenden Aufbereitungsanlage mit einer Auflösetrommel meist nicht ermöglicht. AC

94 Auflösungsvermögen (resolving power) Auflösungsvermögen ist ein Begriff aus der Reproduktionstechnik und beschreibt nach D I N 16544 die Eigenschaft eines optischen Systems oder fotografischen Aufnahmematerials, eng beieinander liegende Details noch getrennt abzubilden. Das Auflösungsvermögen kann auch als Kriterium zur Bewertung der Wiedergabe kleiner Details im —• Druck herangezogen werden. Das Auflösungsvermögen von fotografischen Aufnahmematerialen wird mit —• Testelementen (z.B. Siemens-Stern, USAF 1951 resolving power target) ermittelt und in Linienpaare pro mm angegeben. Ein Linienpaar (Periode) besteht aus je einer gleichbreiten hellen und dunklen Linie. Das Auflösungsvermögen ist kontrastabhängig: es ist groß bei hohen, klein bei geringen —» Kontrasten. Es wird daher im Zusammenhang mit der Kontrastwiedergabefähigkeit durch Messung der Kontrast- bzw. Modulationsübertragungsfunktion bestimmt. Der Kontrast Κ einer Aufsichtsvorlage wird z.B. durch densitometrische Messung an Linienpaaren ermittelt: _ Dmax

^min

^max

^min

M i t D m a x wird die —• optische Dichte der dunklen Streifen und mit D m i n die optische Dichte der hellen Streifen bezeichnet. In der Nachrichtentechnik wird die Differenz D m a x D m i n als Amplitude und Κ als Modulation definiert. Sind mehrere gleichbreite Linienpaare nebeneinander angeordnet, dann kann der Kontrast (Modulation) als eine von der Frequenz ω (hier: Anzahl der Linienpaare pro mm) abhängige Größe angegeben werden.

quenz auf, dann gelangt man zur trastübertragungsfunktion

Kon-

Offsetdruck eine Überlegenheit D — > gestrichener Papiere gegenüber —• ungemax(tO)-Dmin(œ) Κ(ω) = strichenen Papieren. Durch —• Satinage erDmax(co) + Dmin((o) reichen altpapierhaltige Papiere im Hinblick auf das Auflösungsvermögen das Niveau unBildet man den Quotienten aus dem Kontrast gestrichener Papiere aus —> Primärfasern. gedruckter Linenpaare K(co) D r u c k und dem Das Auflösungsvermögen kann auch visuell Kontrast der Reprovorlage K(co) Vo riage und geprüft werden. Ein einfaches Testelement ist trägt diesen in Abhängigkeit von der Freder Siemens-Stern, bei dem je nach Auflö-

95 sung das Innere des Prüfsterns als größerer oder kleinerer verwaschener schwarzer Kreis abgebildet wird. Aus dem Durchmesser dieses Kreises und der Anzahl der schwarzen Keile lässt sich das Auflösungsvermögen berechnen (Abb. 2).

Abb. 2: Testelemente zur Prüfung des Auflösungsvermögens: Siemens-Stern NE

Aufrolleinrichtung für Rollenschneidmaschinen (rewind unit for winders) In der Aufrolleinrichtung einer —• Rollenschneidmaschine wird die Papier- oder Kar-

tonbahn nach dem Längsschnitt wieder aufgewickelt. Als Aufrolleinrichtung werden —• Doppeltragwalzen oder —• Stützwalzen mit —• Wickelstationen eingesetzt. Bei —> Umrollern (außer —> Doktorrollern) werden die Materialbahnen auf —• Tamboure aufgewickelt. Die Aufrolleinrichtung besteht in diesem Fall aus Aufnahmelagern für den Tambour. Der Tambour wird einseitig angetrieben. KT

Aufrolleinrichtung für Streichmaschinen (rewind unit for coaters) Die Aufrolleinrichtung an —> off-line Streichmaschinen arbeitet im Allgemeinen nach dem Prinzip des —• Poperollers, und zwar entweder mit Umfangswicklung oder mit —• Zentrumswicklung. Während die Papier- oder Kartonbahn auf einem —•Tambour aufgewickelt wird, stellt die Aufrolleinrichtung einen neuen Tambour bereit, der ohne Produktionsunterbrechung bei Erreichen der gewünschten Bahnlänge oder des geforderten Durchmessers auf dem ersten Tambour die Papier- oder Kartonbahn übernimmt.

Abb. 1 : Aufrolleinrichtung für Streichmaschinen nach Prinzip der Umfangswicklung (Quelle: Jagenberg)

96 1) Umfangswicklung Abb. 1 zeigt die Aufrolleinrichtung während der Produktion kurz vor einem Tambourwechsel. Der zu wickelnde Tambour (1) befindet sich im Lager (2) und wird mit seinem Umfang an die angetriebene Tragwalze (3) gedrückt, wodurch das erforderliche Drehmoment übertragen wird. Eine Übergabevorrichtung hat einen neuen Tambour (4) aus dem Vorratsmagazin (5) geholt und an das Übergabelager (6) übergeben. Das Übergabelager (6) bewegt sich nach unten in Richtung auf die Tragwalze (3). Dabei wird der Tambour (4) von einer Antriebswalze an die Geschwindigkeit der sich aufwickelnden Bahn (7) angepasst. Das Übergabelager (6) bringt den neuen Tambour (4) in Kontakt mit der Tragwalze (3), und die aufwickelnde Bahn (7) wird durch ein Band getrennt. Die aufzuwickelnde Bahn (7) wickelt sich um den Tambour (4), und die Antriebswalze fur den neuen Tambour (4) bewegt sich nach oben, denn ab jetzt überträgt die Tragwalze (3) das Drehmoment. Zur gleichen Zeit entfernt sich der fertige Tambour (1) von der Tragwalze (3) und wird aus dem Lager (2) entnommen. Das Lager (2) bewegt sich wieder auf die Tragwalze zu.

Das Übergabelager (6) mit dem Tambour (4), auf den sich die Bahn (7) weiter aufwickelt, übergibt nun den Tambour (4) an das Bett der Aufrolleinrichtung (8), während die Lagerung (2) den Tambour (4) für die weitere Produktion übernimmt. Nun ist die Ausgangssituation wieder erreicht. Der gesamte Ablauf wiederholt sich, sobald der Tambour (4) seine aufzuwickelnde Bahnlänge oder den gewünschten Durchmesser erreicht hat. Das Übergabelager (6) ist ebenfalls wieder in seine Ausgangsposition zurückgegangen. Wesentlich für die Wickelqualität eines Tambours sind der Wickelhärteverlauf und eine fehlerfreie Aufwicklung. Die für die Wickelhärte erforderliche —• Linienkraft wird während des gesamten Wickelvorgangs sowohl beim Tambour (1) als auch beim Tambour (4) durch Regulierung des Anpressdrucks der Tamboure an die Tragwalze (3) eingestellt. 2) Zentrumswicklung Eine noch bessere Wickelqualität kann mit der Aufrolleinrichtung mit —• Zentrumsantrieb (Abb. 2) erreicht werden. Der Ablauf des oben geschilderten Übernahmevorgangs der aufzuwickelnden Bahn durch einen neuen Tambour (4) ist im Prinzip der gleiche, wie er

Abb. 2: Aufrolleinrichtung fur Streichmaschinen nach Prinzip der Zentrumswicklung (Quelle: Jagenberg)

97

in Abb. 1 dargestellt wurde. Der Unterschied höheren Stoffdichte, als sie im Standardzur Arbeitsweise mit Umfangswicklung liegt darin, dass der neue Tambour (4) nicht von einer Antriebswalze, sondern von einem separaten Antrieb (9) angetrieben wird. Auch der Tambour (1) wird von einem eigenen Motor (10) angetrieben (Abb. 2). Durch das Prinzip des Zentrumwicklers können schon beim Tambour (4) nach dem Wechsel die ersten Lagen mit der gewünschten Wickelhärte gerollt werden. Nach der Übergabe des Tambours an das Bett (8) der Aufrollung und die Lagerung (2) sorgt der Antrieb (10) fur das erforderliche Drehmoment. Der tatsächliche Verlauf der Wickelhärte folgt der in der Aufwickelsteuerung hinterlegten Kennlinie, wobei je nach Papiersorte unterschiedliche Kennlinien festgelegt werden können. Bei schmalen off-line Streichmaschinen werden die gestrichenen Papier- oder Kartonbahnen auf —> Wickelhülsen aufgewickelt. KT

Aufschlagen (disintegration) Unter Aufschlagen versteht man das —• Zerfasern eines Faserstoffs (z.B. —> Zellstoff oder —> Holzstoff) in seine Einzelfasern durch mechanische Behandlung in Anwesenheit von Wasser, wobei die —• Stoffdichte der erzeugten —• Suspension je nach Faserstoffart, Aufschlaggerätetyp oder Untersuchungsziel unterschiedlich sein kann. Für diesen Vorgang wird fälschlicherweise auch der Begriff Auflösen gebraucht. Das international genormte Standardverfahren ist die —> Labordesintegration. Für Untersuchungszwecke im Labor, die von der Standardprüfung abweichen, reicht häufig die Kapazität (z.B. 2 1) des genormten —> Aufschlaggeräts nicht aus. In diesem Fall erlauben Laborpulper, die mit unterschiedlichen Rotorarten ausgerüstet sein können, größere Stoffmengen und die freie Wahl der Aufschlagbedingungen. Derartige Pulper dienen z.B. zum Aufschlagen von Zellstoff aus Versuchskochungen. Unter Ausnutzung einer

Aufschlaggerät möglich ist, kann ein entsprechend ausgerüsteter Laborpulper auch zur Beurteilung des Desintegrationsverhaltens von schwer auflösbaren —> Halbstoffen (z.B. —• flockengetrockneten Zellstoffen) oder —• Altpapieren (z.B. nassfestes Altpapier) genutzt werden. Neben dem standardisierten KaltAufschlagen bei 20° C Wassertemperatur ist auch das Heiß-Aufschlagen bei z.B. 85° C gebräuchlich, wie es in SCAN-M 10:77 beschrieben wird. Dieses Verfahren wird fur Untersuchungen zur Beseitigung der —•Latenz von —• Refiner-Holzstoff angewandt. Für Altpapier mit seinem uneinheitlichen Charakter ist die Herstellung einer Durchschnittsprobe durch Aufschlagen und Mischen einer größeren Ausgangsmenge von Bedeutung. Ein geeignetes Gerät dafür ist die Labor-Auflösetrommel. Die Zerfaserung erfolgt bei hohen Stoffdichten von etwa 10 bis 30 %, indem das Material wiederholt im freien Fall aufeinanderstürzt. Somit lassen sich Vorgänge wie in der industriellen —> Altpapieraufbereitung mittels —• Auflösetrommeln simulieren. Literatur: Franke, W. (Hrsg.): Prüfung von Papier, Pappe, Zellstoff und Holzstoff. Bd. 3, Töppel, O.: Physikalisch-technologische Prüfung der Papierfaserstoffe. Berlin, Heidelberg, New York: Springer Verlag, 1993 BR

Aufschlaggerät (disintegrator) 1) Deutsche Bezeichnung für den Standard—• Desintegrator, wie er in ISO 5263 beschrieben ist. 2) Allgemeine Bezeichnung für ein Gerät, mit dem unter Laborbedingungen das —»Aufschlagen von —• Halbstoff (—•Zellstoff, —• Holzstoff, —> Altpapier) durchgeführt wird. Am gebräuchlichsten sind der Standard-Desintegrator nach 1) sowie Laborpulper mit je nach Bauart unterschiedlichen Drehzahlen und Rotortypen. Während mit

98 dem Standard-Aufschlaggerät die einheitliche Probenvorbereitung für weitere genormte Stoffuntersuchungen (z.B. —• Schopper-Riegler-Wert) erfolgt, werden mit den Laborpulpern vorrangig praxisnahe Untersuchungen mit spezifischen, von der Norm abweichenden Bedingungen durchgeführt. BR

Einzelfasern werden: • • •

Aufschlussgrad (delignifìcation rate, cooking degree) Unter dem Aufschlussgrad eines —> Zellstoffs versteht man den Grad der —> Delignifizierung als Maß fur die Entfernung des im —• Holz enthaltenen —> Lignins beim —• Kochen von —» Hackschnitzeln. Er ist maßgeblich für die erreichte Qualität und die weitere Verarbeitung bzw. Verarbeitbarkeit (—• Bleiche, Veredelung) eines Zellstoffs. Weltweit wird zur Charakterisierung des Aufschlussgrades meist die —> Kappa-Zahl herangezogen, die mit dem Restligningehalt (—> Restlignin) des aufgeschlossenen (gekochten) Zellstoffs korreliert. Es gibt aber eine Vielzahl weiterer Kennzahlen: Visuelle Beurteilung mit Vergleichsproben z.B. nach Klason, Verfahren nach Sieber, Verfahren nach Björkman, Verfahren nach Johnsen und Noll, Verfahren nach Roe und die Permanganatchlorzahl nach Küng. In den deutschen Normen (DIN 54357, ZELLCHEMING-Merkblatt IV/37/80) zur Bestimmung der Kappa-Zahl finden sich Umrechnungsfaktoren auf andere Kenngrößen für den Aufschlussgrad, z.B. auf die SieberZahl oder die Johnsen-Noll-Zahl (jeweils für Fichtensulfitzellstoff), die Permanganatchlorzahl, die Roe-Zahl RZ (für verschiedene Zellstoffe unterschiedliche Faktoren) und die Kappa-Zahl nach TAPPI Τ 236 cm - 85. DA

Aufschlussverfahren (pulping) Aufschlussverfahren ist der Oberbegriff für alle Verfahren zur Gewinnung von Faserstoffen aus —»Holz oder —> Einjahrespflanzen, unabhängig davon, ob diese nachwachsenden Rohstoffe auf mechanischem, chemischmechanischem oder chemischem Wege in

zerlegt,

also

aufgeschlossen

Mechanische Aufschlussverfahren: - > Holzschliff, Holzstoff Chemische Aufschluss verfahren: Sulfit- und Sulfatzellstoff Chemisch-mechanisches Aufschlussverfahren: —> Halbzellstoff.

1) Das mechanische Aufschlussverfahren hat zum Ziel, Holz üblicherweise ohne Einsatz von Chemikalien nur mit mechanischen Kräften in seine Einzelfasern, aber auch in Faserbruchstücke und —• Feinstoff zu zerlegen, wobei die mittlere Faserlänge des gewonnenen Faserstoffs (Holzschliff, Holzstoff) kürzer ist als die mittlere Faserlänge der im Holz gewachsenen Fasern. Heute stehen mehrere mechanische Aufschlussverfahren zur Verfügung: •

Beim Steinschliffverfahren werden die mechanischen Kräfte mit einem rotierenden Stein (ca. 1,8 m Durchmesser, 1,5 bis 2 m Breite) unter Zugabe einer großen Wassermenge (80 bis 90° C) auf die angepressten Holzprügel aufgebracht. Dieses vom Sachsen Keller 1843 entwickelte Verfahren wird heute weiterhin mithilfe von —> Pressen- oder —• Stetigschleifern angewandt, allerdings zunehmend verdrängt durch moderne Verfahren. Ein Vorteil dieses klassischen Verfahrens, mit dem Holzschliff (stone groundwood, SGW) gewonnen wird, ist eine —> Ausbeute von 98 %, so dass also nur 2 % der Holzsubstanz in Lösung gehen. Der spez. Energiebedarf liegt in Abhängigkeit von der Qualität des Holzschliffs im Bereich von 1 500 bis 1 800 kWh/t Holzschliff.

•

Eine Weiterentwicklung des Steinschliffverfahrens stellt seit den 70er Jahren das Druckschliffverfahren dar, bei dem ein Zwei-Pressenschleifer gegenüber der Atmosphäre so abgedichtet ist, dass im Schleifraum ein Überdruck (bis 5 bar) herrscht. Auf diese Weise erhöht sich die Temperatur des Holzes in der

99 Schleifzone, woraus dank größerer mittlerer Faserlänge bzw. eines höheren Faserlangstoffgehalts ein Holzschliff höherer Festigkeit resultiert. Die Ausbeute dieses —> Druckschliffs (pressurized groundwood, PGW) beträgt etwa 97 %. Der spez. Energiebedarf entspricht demjenigen des klassischen SteinschliffVerfahrens. •

•

Das in den 60er Jahren entwickelte —> Refiner-HolzstoffVerfahren überträgt die mechanischen Kräfte durch rotierende Stahlscheiben, die mit Messergarnituren ausgerüstet sind. In dem nur millimeterbreiten Spalt zwischen den rotierenden Messergarnituren werden die zugeführten —> Hackschnitzel in einen Faserstoff zerlegt, der sich durch einen hohen Anteil von langen Fasern bzw. durch einen niedrigeren Anteil von Faserbruchstücken und Feinstoff auszeichnet. Aus diesem Grund ist der Holzstoff von weit höherer Festigkeit (—• breitenbezogene Bruchkraft, —• Weiterreißarbeit) als beim Steinschliffverfahren. Allerdings ist dieser Vorteil mit einem höheren elektrischen Energieaufwand beim Zerfasern verbunden (ca. 2 500 kWh/t Holzstoff). Beim ursprünglichen Refiner-Holzstoffverfahren, das kaum noch angewandt wird, werden die Hackschnitzel nicht thermisch vorbehandelt (RMP-Verfahren = refiner mechanical pulping). Das auf Basis des RMP-Verfahrens weiterentwickelte TMP-Verfahren (thermomechanical pulping) ist dadurch gekennzeichnet, dass die gewaschenen Hackschnitzel für 3 min bei einer Temperatur von etwa 130° C vor der Beschickung des Refiners gedämpft werden, um das vor allem zwischen den Holzfasern befindliche —> Lignin zu erweichen, damit die Fasern - möglichst intakt bleibend im Refiner voneinander getrennt werden können (Ausbeute von 95 %). Der hohe Faserlangstoffgehalt beeinflusst die Festigkeitseigenschaften sehr positiv, während der niedrige Feinstoffgehalt die —• Opazität gegenüber dem Steinschliff beeinträchtigt.

•

Eine Alternative zum TMP-Verfahren ist das CTMP-Verfahren (chemi-thermomechanical pulping), bei dem die Hackschnitzel nicht nur thermisch, sondern mithilfe von Chemikalien (z.B. —» Natriumsulfit, —• Natriumcarbonat) auch chemisch vorbehandelt werden. Dadurch lassen sich Holzstoffe mit einem besonders hohen Anteil von Langfasern gewinnen, allerdings verbunden mit einer niedrigeren Ausbeute um 90 % und mit einer geringeren —> Opazität als beim Holzschliff und TMP.

2) Beim chemischen Aufschlussverfahren werden Hackschnitzel mithilfe von anorganischen Chemikalien durch Herauslösen von Lignin in intakte, also nicht gekürzte Fasern zerlegt. Unterschieden wird in 2 Aufschlussbzw. ZellstoffVerfahren: • •

Sulfatverfahren (—> Sulfatzellstoff) Sulfitverfahren ( - » Sulfitzellstoff).

Beide Verfahren sind durch den Einsatz von schwefelhaltigen Chemikalien (—> Kochflüssigkeit) und eine Ausbeute im Bereich von 45 bis 55 % gekennzeichnet. Beim alkalischen Sulfatverfahren handelt es sich um —• Natriumsulfid in Verbindung mit —»Natronlauge. Das saure Sulfitverfahren basiert auf Calcium-, Magnesium-, Natrium- oder Ammonium-Bisulfit. Wegen ökologischer Probleme und aus qualitativen Gründen ist das Calciumbisulfit-Verfahren in den vergangenen Jahrzehnten zunehmend durch das Magnesiumbisulfit-Verfahren (—• Magnesiumbisulfit) verdrängt worden, während Natriumbisulfitund Ammoniumbisulfit-Verfahren weltweit nur in wenigen Zellstofffabriken angewandt werden. Nach dem Sulfatverfahren werden weltweit nahezu 90 % des Zellstoffs erzeugt, nach dem Sulfitverfahren nur etwa 6 %. In Deutschland produzieren die meisten Werke nach dem Sulfitverfahren, bedingt durch die Tatsache, dass in den dichtbesiedelten Gebieten des damaligen deutschen Kaiserreichs keine Sulfatzellstofffabriken mit ihren starken Ge-

100 ruchsemissionen (—• Schwefelwasserstoff, —> Mercaptan) investiert werden durften und dass seit Ende des Zweiten Weltkrieges keine neue Zellstofffabrik in Deutschland errichtet wurde. Es steht aber außer Zweifel, dass bei heutigen Neuinvestitionen dank der Beherrschung des Geruchsproblems Sulfatzellstoffwerke auch in Deutschland betrieben werden dürfen. In 1999 hat ein vom Sulfitverfahren umgerüstetes Werk die Produktion von Sulfatzellstoff aufgenommen. Das Sulfatverfahren ist universeller anwendbar als das Sulfitverfahren, da mit ihm sowohl harzreiche Hölzer (z.B. —• Kiefer) als auch alle —• Einjahrespflanzen (z.B. —»Bagasse) aufgeschlossen werden können. Außerdem liefert das Sulfatverfahren einen Zellstoff höherer Festigkeitseigenschaften als das Sulfitverfahren. Allerdings ist der Sulfatprozess wegen der zahlreichen Prozessstufen, vor allem hinsichtlich der —• Chemikalienrückgewinnung nach dem Verbrennen der —> Ablauge (—• Schwarzlauge), aufwendiger als der Sulfitprozess, bei dem die Chemikalien in Form von —• Magnesiumoxid und —> Schwefeldioxid ebenfalls zurückgewonnen werden. Nach dem Sulfitprozess können nur harzarme Hölzer (z.B. —> Fichte, —• Buche, —• Birke) aufgeschlossen werden. In den 80er und 90er Jahren wurden vor allem in Deutschland, Finnland und Kanada Entwicklungen mit —• alternativen Aufschlussverfahren auf der Basis von schwefelfreien, organischen Chemikalien betrieben, sei es im Labor- oder halbtechnischen Maßstab. Ein Verfahren wurde sogar für kurze Zeit industriell angewandt (OrganocellVerfahren in Deutschland). 3) Von weit geringerer Bedeutung als die ZellstoffVerfahren ist der chemisch-mechanische Aufschluss von Holz oder Einjahrespflanzen. Mithilfe von Natriumsulfit oder von Natronlauge (bei Einjahrespflanzen) erfolgt in der ersten Stufe ein schwacher chemischer Aufschluss mit der Entfernung eines geringen Teils von Lignin, gefolgt von einer mechanischen Zerlegung der gekochten Hackschnitzel in ihre Einzelfasern mithilfe von —> Refinern. Der Vorteil dieses Halbzell-

stoff-Verfahrens ist die hohe Ausbeute im Bereich von 70 bis 80 %. Halbzellstoff aus Holz (—• Laubholz, z.B. Birke) dient vor allem der Herstellung von —• Fluting (Wellenpapier) als eine Komponente von —•Wellpappe. GG

Auftragsgewicht (coating weight) Unter Auftragsgewicht versteht man die —» ofentrockene (otro) Masse pro Flächeneinheit in [g/m 2 ] an —> Strich, —> Stärke oder dergleichen, die auf das —• Rohpapier pro Papierseite mithilfe von —• Leimpresse, —» Filmpresse oder —> Streichaggregat aufgetragen wird. Die Messung des Auftragsgewichts erfolgt bei der Produktion in der Papier- oder Streichmaschine on-line durch DifferenzbilMassen dung der —> flächenbezogenen (—• Differenzmessanlage) vor und nach dem Auftrag von z.B. Stärkelösungen oder —• Streichfarben und dient zur Steuerung der Auftragseinrichtungen. Eine genaue (off-line) Erfassung des Auftragsgewichts am Papier oder Karton anhand von Laboruntersuchungen stellt sich dagegen auch wegen der erforderlichen Genauigkeit als sehr schwierig dar. EI Auftragsstation (coating station) Als Auftragsstation wird der Teil eines —• Auftragswerks mit separater Dosierung bezeichnet, in dem die —• Streichfarbe auf die zu streichende Papier- oder Kartonbahn aufgebracht wird. KT

Auftragswalze (applicator roll) Synonym für —> Farbübertragswalze

Auftragswanne (coating pan) Synonym für —> Farbwanne

101 Auftragswerk (coating head) Beim Auftragswerk handelt es sich um eine Einrichtung im —• Streichaggregat einer —> Streichmaschine, die zum Auftragen und Dosieren von —• Streichfarbe auf einer Papier- oder Kartonbahn eingesetzt wird. Die Auftragswerke können in 2 Gruppen eingeteilt werden: • •

—> Auftragswerke mit separater Dosierung —> Walzen-Auftragswerke.

1) Bei den Auftragswerken mit separater Dosierung (Abb. 1) wird die Streichfarbe mit Walzen oder Düsen in der —• Auftragsstation

im Überschuss auf die Papier- oder Kartonbahn aufgetragen. Danach wird sie in einer —•Dosierstation von einer —•Rakel unterschiedlicher Bauart oder von einem —> Luftmesser auf der Papier- oder Kartonbahn auf das gewünschte Auftragsgewicht in [g/m 2 ] dosiert und egalisiert. 2) Bei den Walzen-Auftragswerken (Abb. 2) wird die Streichfarbe wahlweise über Walzen, Düsen oder —• Sprührohre entweder in den Walzennip oder auf die —>Farbübertragswalze aufgebracht. Falls eine Egalisierung und Dosierung vorgesehen ist, wird diese mit unterschiedlichen —> Dosierelementen auf der Farbübertragswalze vorgenommen. Für die Farbübertragung auf die Papier- oder

VARI-BAR mit Auftragwalze >

\

COMBI-BLADE mit VECTOR und F-NIP 3

COMBI-BLADE mit Auftragwalze

COMBI-BLADE mit VECTOR und JETCOAT 3

COMBI-BLADE mit F-NIP 2

COMBI-BLADE mit JETCOAT 3

Abb. 1 : Auftragswerke mit separater Dosierung (Quelle: Jagenberg)

Sizepresse

ι r

Abb. 2: Walzen-Auftragswerke (Quelle: Jagenberg)

m

Sizepresse mit Dosierwalzen (Gate roll coater)

ê

FILMPRESS

102 Kartonbahn werden Walzen mit unterschiedlichen Durchmessern und Beschaffenheiten der Walzenoberfläche eingesetzt. KT

Auftragswerk mit separater Dosierung (coating head with separate metering system) Die Auftragswerke mit separater Dosierung lassen sich in 8 Varianten einteilen: 1) —• Auftragsstation: —> Schleifauftrag; —> Dosierstation: —• Rollrakel (Abb. 1). In der Auftragsstation läuft die Papier- oder Kartonbahn über die in einer —> Farbwanne (1) gelagerte —> Farbübertragswalze (2) mit Einlaufwalze (3), wobei die —• Streichfarbe im Schleifauftrag auf die Papier- oder Kartonbahn übertragen wird. Die Dosierstation besteht aus einer Umlenk- und zugleich Gegenwalze (4), an die eine Rollrakel (5) angelegt ist, um den Farbauftrag zu dosieren und zu egalisieren.

die Papier- oder Kartonbahn übertragen wird. Die Dosierstation besteht aus einer Umlenkund zugleich Gegenwalze (4), an die ein —• Luftmesser (5) einen Luftstrahl lenkt, um den Farbauftrag zu dosieren und zu egalisieren. Die abgeblasene Streichfarbe wird in einem Kasten (6) gemeinsam mit der Blasluft abgefangen und danach unter hohem Aufwand wieder von der Luft getrennt. Statt eines einfachen Luftmessers kann auch ein —> Doppelluftmesser eingesetzt werden. Es hat gegenüber dem einfachen Luftmesser den Vorteil, dass beim Reinigen die Dosierung nicht ausfällt, da durch Drehen des Luftmesserkopfes das zweite Luftmesser eingesetzt wird und das erste Luftmesser zur Reinigung zur Verfügung steht. Dadurch muss der Dosiervorgang nur kurzfristig für den Schwenkvorgang unterbrochen werden.

Abb. 2: Auftragswerk mit separater Dosierung: Schleifauftrag mit Luftmesser (Quelle: Jagenberg)

Abb. 1: Auftragswerk mit separater Dosierung: Schleifauftrag mit Rollrakel (Quelle: Jagenberg)

2) Auftragsstation: Schleifauftrag; Dosierstation: —• Luftmesser (Abb. 2). In der Auftragsstation läuft die Papier- oder Kartonbahn über die in einer Farbwanne (1) gelagerte Farbübertragswalze (2) mit Einlaufwalze (3), wobei die Streichfarbe im Schleifauftrag auf

3) Auftragsstation: Schleifauftrag; Vordosierung, Dosierstation: Luftmesser (Abb. 3). In der Auftragsstation läuft die Papier- oder Kartonbahn über die in einer Farbwanne (1) gelagerte Farbübertragswalze (2) mit Einlaufwalze (3), wobei die Streichfarbe im Schleifauftrag auf die Papier- oder Kartonbahn übertragen wird. Zur Vordosierung zwischen Farbübertragswalze (2) und Luftmesser (6) ist eine —• Verreibe- oder —» Egalisier-

103 walze (4) eingebaut. Die Dosierstation besteht aus einer Umlenk- und zugleich Gegenwalze (5), an die ein Luftmesser (6) einen Luftstrahl lenkt, um den Farbauftrag zu dosieren und zu egalisieren. Die abgeblasene Streichfarbe wird in einem Kasten (7) gemeinsam mit der Blasluft abgefangen und danach unter hohem Aufwand wieder von der Luft getrennt.

3

4) Auftragsstation: Farbübertragswalze; Dosierstation: Rollrakel (Abb. 4). In der Auftragsstation wird die Streichfarbe von einer in einer Farbwanne (1) gelagerten Farbübertragswalze (2) an die um eine Umlenk- und zugleich Gegenwalze (3) laufende Papieroder Kartonbahn übertragen. Die Dosierstation besteht aus einer Rollrakel (4), die an die Gegenwalze (3) angelegt ist. 5) Auftragsstation: Farbübertragswalze; Dosierstation: —> Rakel aus Bandstahl (Abb. 5). In der Auftragsstation wird die Streichfarbe von einer in einer Farbwanne (1) gelagerten Farbübertragswalze (2) an die um eine Umlenk- und zugleich Gegenwalze (3) laufende Papier- oder Kartonbahn übertragen. Die Dosierstation besteht aus einer Rakel (4) aus Bandstahl, —> Stiff- oder —• Bent Blade, die an die Gegenwalze (3) angelegt ist.

5

3

Abb. 3: Auftragswerk mit separater Dosierung: Schleifauftrag mit Vordosierung und Luftmesser (Quelle: Jagenberg)

3

4 21 Abb. 4: Auftragswerk mit separater Dosierung: Farbauftrags walze mit Rollrakel (Quelle: Jagenberg)

Abb. 5: Auftragswerk mit separater Dosierung: Farbübertragswalze mit Rakel aus Bandstahl (Quelle: Jagenberg)

6) Auftragsstation: Farbübertragswalze mit Leitdüse; Dosierstation: Rakel aus Bandstahl (Abb. 6). In der Auftragsstation wird die Streichfarbe von einer in einer Farbwanne (1) gelagerten Farbübertragswalze (2) an die um eine Umlenk- und zugleich Gegenwalze (3) laufende Papier- oder Kartonbahn übertragen. Die Streichfarbe wird dabei von einer

104 —• Leitdüse (4) egalisiert und in den Spalt zwischen Umlenk- oder Gegenwalze (3) und Farbübertragwalze (2) eingebracht. Die Dosierstation besteht aus einer Rakel (5) aus Bandstahl, Stiff- oder Bent Blade, die an die Gegenwalze (3) angelegt ist.

Abb. 8: Auftragswerk mit separater Dosierung: Farbübertragswalze mit Leitdüse und Rakel aus Bandstahl sowie linearer Bahnfuhrung beim Farbauftrag (Quelle: Jagenberg)

4 2

7) Auftragsstation: —• Freistrahldüse; Dosierstation: Rakel aus Bandstahl (Abb. 7). In der Auftragsstation wird die Streichfarbe von einer Freistrahldüse (1) an die um eine Umlenk- und zugleich Gegenwalze (2) laufende Papier- oder Kartonbahn übertragen. Die Dosierstation besteht aus einer Rakel (3) aus Bandstahl, Stiff- oder Bent Blade, die an die Gegenwalze (2) angelegt ist.

Abb. 6: Auftragswerk mit separater Dosierung: Farbübertragswalze mit Leitdüse und Rakel aus Bandstahl (Quelle: Jagenberg)

Abb. 9: Auftragswerk mit separater Dosierstation: Freistrahldüse und Rakel aus Bandstahl sowie lineare Bahnfuhrung beim Farbauftrag (Quelle: Jagenberg)

Abb. 7: Auftragswerk mit separater Dosierung: Freistrahldüse mit Rakel aus Bandstahl (Quelle: Jagenberg)

8) Auftragsstation: Farbübertragwalze mit Leitdüse; Dosierstation: Rakel aus Bandstahl, lineare Bahnfuhrung zwischen Auftragsstation und Dosierstation (Abb. 8). In der Auftragsstation wird die Streichfarbe aus einer Farbwanne (1) von einer Farbübertragswalze

105

Auftragen

Transportieren auf einem Bogen

Fertigdosieren

Is

Bladekraft

Filmsplit Zentrifugalkraft

Benetzungszeit

Impulskraft

Abb. 10: Parameter beim Farbauftrag auf eine auf einer Walze geführte Papier- oder Kartonbahn (Quelle: Jagenberg)

Auftragen

Vordosieren

Transportieren auf einer Geraden

Fertigdosieren

Bladekraft

ftiJ Filmsplit

! I I

1

Impulskraft

I I I II II II

Penetration

Papierbahn

< C Benetzungszeit

Abb. 11 : Parameter beim Farbauftrag auf eine linear geführte Papier- oder Kartonbahn (Quelle: Jagenberg)

106 (2) an die um eine Umlenkwalze (3) gelaufene, jetzt zum Farbauftrag linear geführte Papier- oder Kartonbahn übertragen. Die Streichfarbe wird dabei von einer Leitdüse (4) egalisiert und in den Spalt zwischen Umlenkwalze (3) und Farbübertragswalze (2) eingebracht. Die Dosierstation besteht aus einer Rakel (5) aus Bandstahl, Stiff- oder Bent Blade, die an eine Umlenk- und zugleich Gegenwalze (5) angelegt ist. Das Besondere an dieser Auftragsstation ist, dass die Bahn zwischen der Umlenkwalze (3) sowie der Umlenk- und zugleich Gegenwalze (6) linear geführt wird. Dadurch wird die bei den Auftragsverfahren nach den Abb. 1 bis 7 zwischen Auftragsstation und Dosierstation bei der Farbübertragung auftretende Zentrifugalkraft (Abb. 10) vermieden (Abb. 11). 9) Auftragsstation: Freistrahldüse; Dosierstation: Rakel aus Bandstahl, lineare Bahnführung zwischen Auftragsstation und Dosierstation (Abb. 9). In der Auftragsstation wird die Streichfarbe von einer Freistrahldüse (1) an die um eine Umlenkwalze (2) gelaufene, jetzt zum Farbauftrag linear geführte Papieroder Kartonbahn übertragen. Die Dosierstation besteht aus einer Rakel (3) aus Bandstahl, Stiff- oder Bent Blade, die an eine Umlenk- und zugleich Gegenwalze (4) angelegt ist. KT

Aufwickelrolle (rewind reel)

Als Aufwickelrolle wird eine Rolle bezeichnet, auf der die Papier- oder Kartonbahnen nach dem Längsschneiden auf —> Rollenschneidmaschinen oder nach dem —• Umrollen auf —> Doktorrollern wieder aufgewickelt wird. KT

Aufwickeltambour (reel drum, reeling drum, reel-up drum)

—> Tambour

Aufzug (packing)

Ein Aufzug ist ein elastischer Bezug, meist aus mehreren Papierbogen und Karton bestehend, auf dem Druckkörper (z.B. Druckzylinder) der —• Druckmaschine (DIN 16514). In —• Bogenoffsetmaschinen besteht der Aufzug aus einem oder 2 Drucktüchern (Gummitüchern), kombiniert mit einer Karton· oder Filzunterlage; in —> Rollenoffsetmaschinen aus einem —• Drucktuch. Die kompressiblen Drucktücher besitzen aufgrund radialelastischer Schichten entscheidende drucktechnische Vorteile gegenüber inkompressiblen Drucktüchern und werden bevorzugt eingesetzt. 1) Im —• Offsetdruck wird die optimale Druckabwicklung der Zylinder durch Unterlegen mit Aufzugpapier auf dem Druckformzylinder bzw. dem Drucktuchzylinder erreicht. 2) In —• Buchdruckmaschinen nimmt der Aufzug auf dem Drucktiegel oder dem Gegendruckzylinder auch die —> Zurichtung auf. Es wird zwischen elastischem, hartem und weichem Aufzug unterschieden. In der —• Schnellpresse besteht der Aufzug im Allgemeinen aus mehreren Bogen —• Pressspan oder Karton und Papier (Aufzugpapier) sowie wahlweise aus einem —> Gummituch, einem Seidenbatisttuch oder einer Kunststofffolie. FA Ausbeute (yield)

Die Ausbeute, z.B. bei chemischen und mechanischen —• Aufschlussverfahren, gibt das Verhältnis zwischen der Masse des erzeugten Faserstoffs (z.B. —* Holzstoff, —•Zellstoff) zur Masse des eingesetzten Rohstoffs (z.B. —• Holz), jeweils auf —• otro Stoff bezogen, in Prozent an. Die Ermittlung der Ausbeute bezieht sich nicht nur auf —• Primärfaserstoffe, sondern ist auch für —• Sekundärfaserstoffe unter Bezug auf den Rohstoff —> Altpapier relevant. Die Ausbeute fällt in Abhängigkeit vom Rohstoff und den Aufschlussverfahren unter-

107 schiedlich aus und lässt sich deshalb nicht mit genauen Zahlen angeben. Bei den Aufschlussverfahren unterscheidet man in chemische, chemisch-mechanische und mechanische Verfahren. Bei den chemischen Verfahren (wie z.B. für —• Sulfatzellstoff) werden Ausbeuten von 45 bis 55 % erreicht. Bei den chemisch-mechanischen Aufschlüssen (z.B. —> Halbzellstoff) gelangt man zu Ausbeuten von 70 bis 80 %. Die mechanischen Verfahren für —> Holzschliff und —• Holzstoff führen (einschließlich —• CTMP) zu Ausbeuten von 90 bis 98 %. Im Rahmen der —> Altpapieraufbereitung liegt die Ausbeute von —• Altpapierstoff je nach Altpapiersorte, angewandter Verfahrenstechnik und zu erzeugender Papiersorte zwischen etwa 60 im Minimum bei —• Hygienepapieren und 95 % im Maximum bei braunen —> Verpackungspapieren. MM

ausreichend druckfest sein, was einen größeren Investitionsaufwand und eine fortlaufende Überwachung erfordert. Problematisch sind ausgemauerte und auch plattierte Kocher wegen der hohen mechanischen Beanspruchung beim Ausblasen, insbesondere wenn nach Beendigung ein abrupter Druckabfall, z.B. von 2 bar auf Normaldruck (1 bar) eintritt. Ein weiterer technologischer Vorteil des Ausblasens ist die stärkere Zerfaserung der gekochten —> Hackschnitzel durch die heftige Expansion der Gase der in den Faserbündeln enthaltenen restlichen —• Kochflüssigkeit. Wärmewirtschaftlich hat das Verfahren Vorteile, weil der (diskontinuierliche) —> Kocher nicht so weit abgekühlt werden muss wie bei druckloser Entleerung ( 100 bis 106° C). DA

Ausbleichen (fading,

Ausblasen (blow off)

Unter Ausblasen wird beim chemischen Holzaufschluss (Zellstoffkochen) das Entleeren des Zellstoffkochers nach Beendigung des Kochprozesses (—> Kochen) unter Überdruck verstanden. Es verkürzt die Austragszeit erheblich und ist insbesondere für —> kontinuierliche Kocher Voraussetzung für den Betrieb überhaupt. Der Kocherinhalt wird nach Abschluss der Kochung und eventueller Waschvorgänge im Kocher unter dem Dampfüberdruck bei Endtemperaturen von deutlich über 100° C unten aus dem Kocher herausgepresst. Ggf. wird das Ausblasen unterstützt, indem durch Dampfzufuhr von oben zusätzlicher Druck aufgebracht wird. Der ausgeblasene —> Zellstoff wird in einem nachgeschalteten Druckbehälter, dem —> Blastank, bei diskontinuierlichen Kochern von mindestens der doppelten Größe des Kochers, aufgefangen. Hier wird er durch Waschen mit kühleren Waschlaugen (verdünnte —> Ablaugen) weiter abgekühlt bzw. durch —• Abgasen weiter entspannt. Technologischer Vorteil des Verfahrens ist die Verkürzung der Austragszeit. Die nachgeschalteten Anlagenteile müssen allerdings

bleaching)

Durch chemische Einflüsse und durch Lichteinwirkung kann sich die —• Druckfarbe auf dem —• Bedruckstoff in ihrem —> Farbton verändern. Vor allem bei langlebigen Produkten, wie z.B. Verpackungen, Plakaten, —» Etiketten oder Bildpostkarten, vermindert ein Ausbleichen die Werbewirksamkeit. Voraussetzung ist beim Druck von „gefährdeten" Produkten zur Vermeidung des Ausbleichens bzw. des —> Ausblutens der Einsatz von Druckfarben mit bestimmten Echtheitseigenschaften: —» Licht-, Nass-, Lösemittel-, Alkali-, Seifenechtheit. Durch die —• Neutralleimung bei der Papierherstellung ist ein Einfluss des Papiers auf das Ausbleichen nicht mehr gegeben. Beim Verdrucken von —• gestrichenen Papieren, deren Oberflächen-pH-Wert im alkalischen Bereich liegt, müssen alkaliechte Druckfarben eingesetzt werden. FA

Ausbluten (bleeding)

Unter dem Begriff Ausbluten wird der Übergang von —> Farbstoffen und —> optischen Aufhellern aus Papieren auf mit ihnen in Kontakt stehende Materialien bezeichnet. Ei-

108 ne besondere Bedeutung kommt dem Ausbluten bei Papieren, Kartons und Pappen für den Lebensmittelkontakt zu. Die —> Empfehlung XXXVI des Bundesinstituts für gesundheitlichen Verbraucherschutz und Veterinärmedizin (BgVV), Berlin, schreibt vor, dass Farbstoffe und optische Aufheller nicht auf Lebensmittel überwandern dürfen. Die Prüfung des Ausblutens erfolgt nach DIN EN 646 (gefärbte Papiere) und DIN EN 648 (optisch aufgehellte Papiere). Das Prüfverfahren besteht darin, dass das gefärbte und/oder aufgehellte Papier zwischen Glasfaserpapieren, die mit einer Prüfflüssigkeit getränkt sind, im Stapel 24 h belastet wird. Prüfflüssigkeiten sind destilliertes Wasser, verdünnte —• Essigsäure (1,5 %), verdünnte Sodalösung (0,5 %) und Olivenöl. Zur Beurteilung des Ausblutens von Farbstoffen wird das Anbluten des Glasfaserpapiers gegen eine Grauskala verglichen. Der Grad des Ausblutens von optischen Aufhellern wird durch Vergleich mit einer Reihe von optisch aufgehellten Referenzpapieren bewertet. Es werden jeweils 5 verschiedene Bewertungsstufen unterschieden, wobei die Bewertungsstufe 1 ein starkes Ausbluten und die Bewertungsstufe 5 kein sichtbares Ausbluten bedeuten. Für —• Hygienepapiere gelten andere Prüfbedingungen: Eine Belastungszeit von nur 10 min soll den Kurzzeitkontakt simulieren. Erlaubt ist ein Ausbluten, das der Bewertungsstufe 4 entspricht. Aufgrund der guten Sichtbarkeit von optischen Aufhellern (unter —• UV-Licht) und Farbstoffen sind noch geringste Mengen an ausgebluteten optischen Aufhellern (Sichtbarkeitsgrenze: 0,6 bis 1,2 —> ppm) und Farbstoffen (Sichtbarkeitsgrenze: 2 bis 15 ppm) in den zum Test verwendeten Glasfaserpapieren zu erkennen. Deshalb kommt der dauerhaften Fixierung dieser Substanzen im Papier eine besondere Bedeutung zu. Beeinflusst werden kann der Fixierungsgrad z.B. durch eine auf die Faserstoffe abgestimmte Auswahl verschiedener Typen von Farbstoffen und optischen Aufhellern oder durch die Verwendung von —• Fixiermittel. HA

Ausfallmuster ( outturns , specimen)

Als Ausfallmuster werden sowohl unbedruckte Proben einer Papierlieferung (Handmuster) als auch bedruckte Bogen einer Druckauflage oder einer Buchproduktion bezeichnet. Diese Muster einer Papierlieferung oder eines später zu produzierenden Druckauftrags dienen zur Vorlage beim Kunden, um Farbabstimmungen durchzuführen oder die erreichbare Qualität eines Drucks zu demonstrieren (—• Aushängebogen). In der Buchherstellung werden auch unbedruckte Papiere zu —» Broschüren oder Deckenbänden (Büchern) gebunden, um mit diesen Blindmustern die Produktstärke (Seitenumfang des Buchs oder einer Broschur), Format und Einbandart für den Kunden transparent darzustellen. In der Regel werden die Ausfallmuster vom Kunden abgezeichnet und dienen bei der späteren Produktion als verbindlich für die Qualität der gelieferten Produkte. Aufgrund der vorgelegten Ausfallmuster lässt sich in Verbindung mit den einschlägigen Normen zur —• Fehlerklassifizierung vereinbaren, wie weit —• Stichproben der Auflage (—> Auflagendruck) von den Qualitätsvorgaben abweichen dürfen oder welche Fehlerklassen zu einer Rückweisung der Lieferung führen. SD

Ausfallung (precipitation)

Unter Ausfällung (Ausflockung) versteht man das teilweise bis völlige Ausscheiden von echt oder kolloidal gelösten Stoffen durch Zugabe geeigneter Substanzen (—• Fällungsmittel, —> Flockungsmittel) unter Bildung größerer Partikel (Kristalle, Flocken). Bei der Herstellung spezieller Chemikalien oder im Bereich der chemischen Analytik geschieht dies durch den Zusatz eines Salzes, das mit den Kationen oder Anionen der gelösten Verbindung einen unlöslichen Niederschlag bildet. So lässt sich z.B. der Chloridgehalt des —•Kreislaufwassers einer Papiermaschine dadurch feststellen, dass man durch Silbernitrat (AgN0 3 ) die Bildung von

109 —• Korrosion. Vollaustenitische (rostfreie) Stähle sind verhältnismäßig teuer und haben darüber hinaus Nachteile bei den Festigkeiten (Fließverhalten, hohe Wärmedehnung), so Cl' + AgN0 3 —• AgCl + NO3" dass die Grundkonstruktion des —• Kochers Über die nach Abtrennung und Trocknung oft aus Kesselstahl besteht und ein Schutz des Niederschlags erhaltene Menge an Sil- gegen das aggressive Medium im Kocher berchlorid lässt sich die Chloridkonzentration durch Auskleidung mit korrosionsbeständiberechnen. In kolloidalen Systemen, in denen gem Material aufgebaut werden muss. Die Partikel der Größenordnung < 0,5 μιη meist beste Lösung ist jedoch eine Massivladungsstabilisiert vorliegen (gegenseitige Edelstahl-Konstruktion. Abstoßung durch gleichnamige, z.B. anioniÄltere Sulfitzellstoffkocher sind mit säuresche Ladungen), kann eine Ausfällung da- festen Steinen ausgemauert, z.B. (von außen durch bewirkt werden, dass durch die Zugabe nach innen): Kesselblech 25 mm - Schamotentsprechender Mengen einer entgegenge- te-Betonschicht 100 mm - 2 bis 3 Schichten setzt geladenen Substanz eine Ladungsneu- aus ca. 40 mm Keramiksteinen, die mit Spetralisation eintritt, wodurch anziehende zialmörtel aufgesetzt werden, Fugen 5 bis Kräfte wie van der Waals-Kräfte wirksam 12 mm breit, mit Wasserglaskitt (Asplit) auswerden. Dieses Prinzip ist u.a. bei der gefugt. Alle verwendeten Materialien sind —> Abwasserreinigung oder bei der Retention säurefest. Eine dünnere Wanddicke erreicht von —• Fein- und —• Füllstoffen auf der man, wenn für die innere Schicht Kohlen—» Siebpartie von Papiermaschinen verbrei- stoffplatten verwendet werden. SE tet. Seit langem werden Kocher auch mit Edelstahlplatten ausgekleidet. Hier übernimmt die 20 bis 25 mm dicke Kesselstahl-Grundkonstruktion die Druckbehälterfunktion, die Aushängebogen innere, 3 bis 6 mm dicke Edelstahlplatte den (running sheet) Als Aushängebogen werden —• Druckmuster Korrosionsschutz. Das Edelstahlblech kann bezeichnet, die zu Druckbeginn direkt von aufgewalzt oder durch Schweißung angehefder —• Druckmaschine gezogen werden, um tet sein. Edelstahl kann aber auch direkt Naht den Druckausfall zu belegen. Im Zusammen- für Naht aufgeschweißt sein. Letzteres macht hang mit den Aushängebogen werden oftmals mechanisch weniger Probleme, da hohe auch Begriffe wie —> Ausfallmuster verwen- thermische Beanspruchung bei sehr unterdet. SD schiedlicher Wärmedehnung bei aufgewalzten oder gehefteten Blechen zur Ablösung und Rissbildung führen kann. Allerdings kann es durch „Aufkohlen" (Erhöhen des Auskleidung (von Kochern) Kohlenstoffgehalts durch Diffusion von (lining (of digesters) Beim chemischen Holzaufschluss (—• Ko- Kohlenstoff aus dem Grundstahl in das Edelchen) zur Gewinnung von —> Zellstoff finden stahlblech) zu einer schädlichen Gefügeveralle Kochprozesse bei erhöhtem Druck, er- änderung im Edelstahl kommen. Für Sulfithöhter Temperatur und unter Verwendung zellstoffkocher muss der Edelstahl kohlenvon meist anorganischen Chemikalien statt stoffarm (C < 0,1 %) und reichlich mit (—• Kochflüssigkeit). Insbesondere beim sau- Chrom (16,5 bis 18,5 %) und Nickel (11,5 bis ren Sulfitprozess und beim Bisulfitprozess 13,5 %) sowie mit Molybdän (2,5 bis 4,5 %) mit pH-Werten der —• Kochsäure unter 4,5 ist legiert sein. der korrosive Angriff auf die KocherinnenEine besondere Inlinerkonstruktion stellt wand sehr stark, aber auch neutralere Sulfitdas „Edelstahlhemd" dar, bei dem die Innenverfahren und die alkalischen Aufschlussverkonstruktion durch ein —• Vakuum zwischen fahren (—• Sulfatkochung) bewirken Kesselblech und Edelstahlhemd stabilisiert schwerlöslichem Silberchlorid (AgCl) nach folgender Gleichung herbeifuhrt:

110 wird. Alle diskontinuierlichen (Batch-)Kocher mit Inliner, außer denen mit vollständig aufgeschweißtem Edelstahl, sind empfindlich bei schnellen Kocherentleerungen (—• Ausblasen), weil in der letzten Entleerungsphase Vakuum im Kocher auftreten kann, was den Inliner vom Trägerkörper abreißt und zu aufwendigen Reparaturen führt. DA

Auskopierverfahren (copying process)

Das Auskopierverfahren ist ein veraltetes fotografisches Kopierverfahren unter Verwendung von Tageslichtpapieren (—> Albumin-, —• Aristo- oder —> Celloidinpapier). Während der —• Belichtung am —• Tageslicht zeigt sich das Bild auch ohne Entwicklung. Nach genügend langem Belichten ist nur noch das Fixieren in Tonfixierbädern notwendig. Selbsttonende Auskopierpapiere enthielten das zur Tonung notwendige Goldsalz in der Schicht, wobei für die lichtempfindliche Schicht Silberchlorid und Siberjodid verwendet wurden; sie ergaben meistens einen bräunlichen Bildton. Das Auskopierverfahren wurde durch Kopierverfahren, bei denen eine Entwicklung des belichteten Papiers erforderlich ist, völlig verdrängt. NE

Auslage (delivery)

—> Bogenausleger

weiteren Sinne umfasst die Ausrüstung auch den Prozess der —• off-line-Satinage in —• Satinierkalandern (—> satiniertes Papier). Das —> Längsschneiden und Aufteilen in Rollenpapiere erfolgt mit —> Rollenschneidmaschinen, während Formatpapiere - von vorgeschnittenen Rollen bis etwa 2,5 m Breite ausgehend - in —> Querschneidern zugeschnitten werden. Nach der Erzeugung von Rollenpapieren oder Formatpapieren schließt sich auf dem Weg in das —• Papierlager die Verpackung mithilfe von Schrumpffolien (—> Schrumpfen) (Formatpapier) oder von Packpapier in —• Rollenpackmaschinen (Rollenpapiere) an. GG

Ausrüstungsabteilung für Rollen (finishing

section for reels)

Als Ausrüstungsabteilung für Rollen, oft auch —• Rollenausrüstung genannt, wird der Bereich in einer Papier- oder Kartonfabrik bezeichnet, in dem die von der Papier- oder Kartonmaschine bzw. von der —> Streichmaschine oder dem —• Kalander kommenden, auf —> Tamboure gewickelten Papier- oder Kartonbahnen für die weitere Verwendung ausgerüstet werden. Darunter versteht man das —• Umrollen, das Beseitigen von —• Rollenfehlern auf dem —> Doktorroller und das Herstellen von —• Versandrollen auf der —> Rollenschneidmaschine. Diese Rollen werden dann auf —• Rollenverpackungsanlagen verpackt und in das Versandlager befördert. KT

Ausleger (delivery)

—> Bogenausleger

Ausrüstung (finishing)

Die Ausrüstung beinhaltet in der Papierindustrie diejenigen Prozesse, die sich entweder direkt nach der Papiermaschine oder nach der off-line —• Streichmaschine anschließen, um die —• Mutterrollen entweder in kundengerechte Rollen (—• Rollenpapiere) oder in Papierformate (Formatpapiere) aufzuteilen. Im

Ausrüstungsroller (finishing

rewinder)

In manchen Papier- oder Kartonfabriken werden Rollen, die auf dem —> Maschinenroller gewickelt wurden, in einem —• Rollenmagazin zwischengelagert, um sie später auf einem Ausrüstungsroller (—• Rollenschneidmaschine) zu —> Versandrollen zu schneiden. KT

Ill Ausschießen (imposition)

Die systematische Anordnung der einzelnen Seiten auf einer —> Druckform, damit sie nach dem —• Falzen in fortlaufender Reihenfolge im Exemplar erscheinen, nennt man Ausschießen. Dabei soll das Format optimal ausgenutzt werden, und die Arbeitsschritte bei der Weiterverarbeitung müssen berücksichtigt werden. Eine zweckmäßige Weiterverarbeitung von Druckprodukten zu einem Zwischen- oder Endprodukt setzt voraus, dass die einzelnen Seiten des Druckprodukts nach einer bestimmten Ordnung auf dem Druckformzylinder bzw. der —> Druckplatte positioniert werden. Durch das Ausschießen erreicht man eine rationelle Druckproduktion und Weiterverarbeitung. Der Arbeitsablauf in der —• Falzmaschine oder der Falzvorgang im —• Falzapparat der —> Rotationsdruckmaschine und die sonstigen Schritte der Weiterverarbeitung, wie z.B. —> Schneiden, Besäumen und Binden (—• Buchbinderei), bestimmen das Ausschießen der Druckseiten. Das Ziel des Ausschießens ist ein seitenrichtiges Produkt am Ende der Produktionskette. BG

Ausschleusen (divert)

Das Aussortieren fehlerhafter Bogen in der —> Sortierschleuse des —> Sortierquerschneiders wird als Ausschleusen bezeichnet. Die ausgeschleusten —• Ausschussbogen werden wahlweise einer Sortierablage oder einem Sammelbehälter zugeführt, um sie anschließend als —• Ausschuss so aufzubereiten (durch Zerfasern im —> Pulper), dass die gewonnene Stoffsuspension wieder zur Papieroder Kartonerzeugung verwendet wird. NE

Ausschuss (broke)

Der Begriff Ausschuss umfasst fehlerhafte Anfertigungen an produziertem Papier, Karton oder Pappe, die innerhalb der Papierfabrik an Papier-, Veredelungs- oder Verarbeitungsmaschinen anfallen. Je nach Art des Fehlers, z.B. bei unzutreffenden Spezifikatio-

nen nach —• Farbe, —> Helligkeit, Festigkeitskenngrößen oder —> flächenbezogener Masse, kann das Papier bzw. der Karton noch mit Preisnachlässen als zweite Wahl verkauft werden. Bei gravierenden Mängeln, wie z.B. Löchern oder Verunreinigungen im Papier, wird der Ausschuss entweder unmittelbar oder bei späteren Anfertigungen ähnlicher Papiersorten intern wieder eingesetzt. Der zur Papier- oder Kartonherstellung eingesetzte Ausschuss wird bei der Berechnung der —> Altpapier-Einsatzquote nicht berücksichtigt. Innerhalb der Papierfabrik unterscheidet man zwischen Nass- und Trockenausschuss. Als Nassauschuss wird die nicht fertig getrocknete Papierbahn bezeichnet, die noch einen relativ niedrigen, aber nicht definierten —• Trockengehalt aufweist. Während Nassausschuss demnach ausschließlich an der Papiermaschine vor Einlauf in die —• Trockenpartie anfällt, kann Trockenausschuss sowohl am Ende der Papiermaschine als auch an Veredelungsmaschinen (z.B. —• Streichmaschine, —» Kalander) und Ausrüstungsmaschinen (z.B. —> Rollenschneidmaschine, —• Querschneider) entstehen. Sowohl Nass- als auch Trockenausschuss werden einer —> Ausschussaufbereitung zugeführt. Aufgrund des relativ hohen —> Feuchtigkeitsgehalts von Nassausschuss kann dieser in —» Bütten mit entsprechenden —• Rührwerken wieder zerfasert werden, während zur Zerfaserung von Trockenausschuss —• Pulper eingesetzt werden. Die anfallende Ausschussmenge ist bei der Papierfabrikation stets zu minimieren, da sich dadurch der Gesamtwirkungsgrad einer Papierfabrik erhöht und die Wirtschaftlichkeit des Papierherstellungsprozesses gesteigert wird. Der bei der Weiterverarbeitung von Papier oder Karton, z.B. zu Druckprodukten, —• Wellpappen- oder —• Faltschachteln, anfallende Ausschuss stellt relativ reine Papierabfälle in Form von —> Altpapier als hochwertigen Rohstoff dar, der praktisch vollständig erfasst und der stofflichen Verwertung in der Papierindustrie zugeführt wird. PU

112 Ausschussaufbereitung (broke preparation)

Mithilfe der Ausschussaufbereitung wird —•Ausschuss behandelt, der an verschiedenen Stellen des Papierherstellungsprozesses anfällt und der nach seiner Aufbereitung wieder als Faserstoff der Produktion zugeführt wird. Ausschuss sollte grundsätzlich in einem separaten Aufbereitungsverfahren aufbereitet werden. Das Wiedereinbringen des Ausschusses in den Papierherstellungsprozess muss kontrolliert und wohldosiert erfolgen, damit an der Papiermaschine keine Probleme entstehen. Unter Ausschuss soll die Menge der auf der Papiermaschine erzeugten Papierbahn verstanden werden, die nicht als Fertigprodukt die Papierfabrik verlässt. Ausschuss fallt entweder prozessbedingt an, wie z.B. in Form von Randbeschnitten an —> Rollenschneidmaschinen, und durch Prozessfehler. Oder ein Teil der Produktion muss wegen Qualitätsmängel des Produkts zu Ausschuss erklärt werden.

hinsichtlich Aufbereitungsanforderungen (z.B. als gestrichener oder nassfester Ausschuss) aufweist.

Betonbütte Abb. 1: Gautschbruchbütte mit Propellerwelle als Beispiel für einen Auflöser für Nassausschuss (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology)

Die Aufbereitungssysteme für Ausschuss sind unterschiedlich je nach Art des Ausschusses. Man unterscheidet zwischen Nass- Abb. 2: Auflöser für Trockenausschuss ausschuss (aus —> Sieb- und —• Pressenpartie) (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology) und Trockenausschuss. Ein zusätzliches Kriterium ist, ob der Ausschuss kontinuierlich in kleiner oder sporadisch in großer Menge an- Nassausschuss fallt z.B. in der Gautschbruchfallt oder welche sonstigen Eigenschaften er und in der Pressenausschussbütte an. Er besteht im Wesentlichen aus den Rändern der nassen PaStapeln Entstippen Dispergieren AusschussSortieren Auflösen min sorten Loch Schlitz grob fein pierbahn (—• Randspritzer) Naturpapiere LC periodisch (kontinuierlich) sowie beim - einfarbig >45 - farbig Anfahren und bei Betriebsoberfl. geleimte LC periodisch unterbrechungen aus der abPapiere >45 geschlagenen Papierbahn gestrich. Sorten - einseitig LC (Vollausschuss). Nassaus- zweiseitig MC, HC >45 - Karton MC. HC schuss lässt sich relativ leicht teilnassfeste MC, HC zerfasern. Dazu ist die Sorten (Träger- (+ Chemie, >45 papier/Strich) Temperatur) —• Gautschbruchbütte mit 1 nassfeste Sorten HC oder 2 —• Rührwellen (Abb. + Chemie - Etiketten + Temperatur >45 - Dekorpapier 1) ausgerüstet, die mit einem LC = low consistency MC = medium consistency HC = high consistency spez. Energiebedarf von ca. 2 (niedrige) (mittlere) (hohe Stoffdichte) bis 5 kWh/t die Bahn weitgeBeispiele für erforderliche Arbeitsbedingungen und Prozessschritte hend stippenfrei (—• Stippe) bei der Aufbereitung von Trockenausschuss unterschiedlicher Papier- auflösen. In der Pressenaussorten (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology) schussbütte sind die Werte

113 des spez. Energiebedarfs für die Zerfaserung etwa doppelt so hoch wie im Gautschbruch. Trockenausschuss entsteht z.B. beim Bahnaufführen und bei Bahnabrissen in der —• Trockenpartie von Papiermaschinen, an —> Umroller, —• Rollenschneidmaschine, —• Kalander und —> Querschneider oder an der —• Streichmaschine. Die hier eingesetzten Trockenausschussauflöser (Abb. 2) können z.B. unter der —• Leimpresse und —• Schlussgruppe der Papiermaschine und unter Streichund Rollenschneidmaschinen eingebaut sein. Mithilfe einer Guillotine gespaltene Rollen werden grundsätzlich in separaten —> Pulpern aufgelöst. Der spez. Energiebedarf für die Auflösung von Trockenausschuss liegt bei etwa 15 bis 30 kWh/t. Der Trockenausschuss sollte möglichst sortenrein und ohne Verunreinigung am Anfallort und beim Transport dem Ausschusspulper zugeführt werden. Der dort erreichte Grad der Zerfaserung sowie die weitere Behandlung des Stoffs hängen von dessen Eigenschaften ab (Tab.). Nach der Auflösung sind für alle Ausschussarten zumindest Dickstoffreinigung (—• Dickstoffreiniger) und —> Entstippung erforderlich. Für schwierigere Aufgaben (z.B. hochnassfeste und stark gestrichene Papiere) müssen zusätzlich —> Sortierung sowie Nachentstippung oder gar —> Dispergieren vorgesehen werden. Dieser maschinelle Mehraufwand wirkt sich auch in einem erhöhten Energieaufwand aus. HO

Ausschussbogen (spoil sheet , waste sheet)

Ein Papierbogen, der in qualitativer Hinsicht nicht den Anforderungen entspricht, wird als Ausschussbogen bezeichnet. Die früher übliche Handsortierung von Einzelbogen bei grafischen Papieren in den Sortiersälen von Papierfabriken wird heute durch die —• optischelektronische Kontrolle der Papierbahn der Sortiereinrichtung eines —> Sortierquerschneiders übernommen. Die Papierbahn wird über die gesamte Bahnbreite im Auflicht und/oder Durchlicht abgetastet. Eine Veränderung der Lichtremission bzw. -transmission durch Einrisse, Ausrisse, —> Klebestellen,

—• Batzen, Knoten, Falten, Dickenveränderungen oder Löcher führt zu einer Stromänderung des opto-elektronischen Wandlers, die als Signal registriert wird und zum —• Ausschleusen des fehlerhaften Bogens in die —> Sortierschleuse führt. Neben dem Ausschleusen besteht die Möglichkeit, fehlerhafte Bogen durch Aufkleben von —• Etiketten oder Farbaufspritzung zu markieren. NE

Ausstattungspapier (paper for personal stationary)

—y Hadernhaltiges oder —> holzfreies —• Schreibpapier, weiß oder hellfarbig, für Briefmappen und Kassetten, mit gleichmäßiger Durchsicht und geschlossener, glatter, halbmatter oder geprägter Oberfläche (DIN 6730). Ausstattungspapiere sind vollgeleimt (—> Leimung). Die am häufigsten verwendeten Ausstattungspapiere sind einseitig gestrichene, lackierte, z.T. heißprägefähige (—> geprägtes Papier), bronzierte oder marmorierte —• Chromopapiere, —> Glanzpapiere und —• Dekorationspapiere. Die —> Prägung der Ausstattungspapiere kann sehr unterschiedlich sein (z.B. Leinen-, Hammerschlag-, aber auch Phantasieprägungen). Die flächenbezogene Masse der Papiere liegt meist zwischen 80 und 200 g/m2. Im weiteren Sinne zählen auch die zum Druck von Diplomen und Glückwunschkarten bestimmten „Ausstattungspergamente" (—> Echt Pergament), Geschenkeinwickelpapiere (—• Einwickelseidenpapier) und die zum Überziehen von Feinkartonagen verwendeten —• Buntpapiere zu den Ausstattungspapieren. RH

Ausstoßbalken (ejector beam)

Anstelle einer —• Ausstoßwalze kann in einer —• Doppeltragwalzen-Rollenschneidmaschine auch ein Ausstoßbalken verwendet werden. KT

114

Werden bei einem —• Ausstoßbalken oder einer —> Ausstoßwalze eine Hülsenklammer und die Funktion „Auswerfen von schlechten Anwickelungen" integriert, z.B. bei Abriss kurz nach dem Start, so wird diese Einrichtung als Ausstoßvorrichtung bezeichnet. KT

mit hochkonzentriertem Waschwasser (verdünnte Ablauge) beschickt wird. Auch in diesen Fällen versucht man zur Beschleunigung des Entleervorgangs, den Überdruck der Dampfphase im Kocher zu nutzen, indem die Abkühlung durch —> Abgasen oder Waschen (—• Wäsche) im Kocher bereits bei Temperaturen über 100° C abgebrochen wird. DA

Ausstoßwalze

A-Welle

Ausstoßvorrichtung (ejector)

(ejector roll)

(A-flute)

Einrichtung an —> Doppeltragwalzen-Rollenschneidmaschinen, mit der die fertig gewickelten —> Rollen aus dem Tragwalzenbett ausgestoßen werden (—> Ausstoßbalken, —• Ausstoßvorrichtung). KT

—> Wellpappe

Austragsvorrichtung (emptying equipment)

Wesentliches Ziel einer wirtschaftlichen Anlagennutzung ist die möglichst hohe Nutzdauer im Betrieb (nicht zu verwechseln mit der Lebensdauer der Anlage, die natürlich auch möglichst lang sein soll). Bei der Zellstoffkochung (—> Kochen) wird deshalb versucht, alle nichtproduktiven Zeiten eines Kocherumtriebs (Zeit zwischen Beginn des Befüllens des —• Kochers und Beginn seines erneuten Befüllens) so kurz wie möglich zu halten. Diesem Ziel dient auch die Austragsvorrichtung, die gewährleistet, dass der Kocher möglichst schnell entleert wird. Beim —> Ausblasen geschieht dies durch Überdruck ohne besondere Austragsvorrichtungen, z.B. durch den Verdampfungsdruck oder durch das Aufsetzen von Überdruckdampf während des Kocherleerens von oben. Bei anders ausleerenden Kochern kann eine Vorrichtung, die ein kontinuierliches Fließen der Zellstoffsuspension gewährleistet und Verstopfungen (Brückenbildung) vermeidet, hilfreich sein. Ältere Austragsvorrichtungen sind Rührwerke, die neben der mechanischen Bewegung durch Einmischen von Flüssigkeit (—• Ablauge, Waschwasser) oder Dampf die Fließkontinuität sichern. Neuere Konstruktionen bestehen aus einer rotierenden, schräg nach oben gerichteten „Wasserkanone", die

115 Backpapier

Bagasse

(baking paper , release paper for baking)

(bagasse)

Backpapiere, korrekter Backtrennpapiere, sind —• einseitig glatte, ein- oder beidseitig oberflächig mit einer Trennschicht (—> Abhäsivpapier) versehene Papiere, wie —• Echt Pergament, —• Pergamin oder —» Pergamentersatz. Backtrennpapiere müssen eine hohe Hitzestabilität, eine gute —> Spaltfestigkeit, —• Planlage und ausreichende Trennwirkung aufweisen. Außerdem sollten sie eine gute Oberflächendichtigkeit und -struktur besitzen, damit bereits mit relativ geringen Beschichtungsmengen (meist zwischen 0,4 bis 0,8 g/m2 je Seite) eine ausreichende Trennwirkung erzielt wird. Die oft bereits on-line bei Maschinengeschwindigkeiten bis 500 m/min, z.B. mittels —> Leimpresse, —> Filmpresse, —> Blade oder Rasterwalzen-Auftragswerk, durchgeführte Oberflächenpräparation mit Fluorkohlenwasserstoffen, Chromkomplexverbindungen oder wässrigen Silikonsystemen, z.T. unter Zusatz filmbildender Polymere (z.B. Polyvinylalkohol, —• CMC, Hydroxymethylcellulose), verleiht dem Backtrennpapier fettdichte (—• Fettdichtigkeit) und abhäsive Eigenschaften. Da Chromkomplexbeschichtungen aus lebenmittelrechtlicher Sicht bedenklich sind, nehmen wässrige Silikonemulsionen einen wachsenden Stellenwert ein. Außerdem sollte das Papier formaldehydfrei oder zumindest -arm sein (—> Formaldehyd). Die flächenbezogene Masse der Papiere beträgt oft nur ca. 45 g/m2. Neben dem Einsatz bei Backprozessen (rationelles Abtrennen von Brot und Kuchen von der Backform) findet das Papier auch als —• Briefumschläge, —• Etiketten und bei Hygieneerzeugnissen Anwendung. Produktion (Europa): ca. 50 000 t/a.

—> Zuckerrohr

Literatur: Capeller, O.: Qualitätsanforderungen an Papiere aus hochgemahlenen Stoffen. Wochenblatt für Papierfabrikation 118 (1990), Nr. 5, 195-197 RH

Bahnbeobachtungsgerät (web scanner, optical web scanner)

Als Bahnbeobachtungsgeräte werden in den Druckereien Qualitäts-Sicherungs-Elemente der Maschinen bezeichnet, die eine visuelle oder auch messtechnische Beurteilung des —• Druckbilds oder eine Registersteuerung (—> Register) bei einer unveränderten Maschinengeschwindigkeit ermöglichen. Die früheren Ausführungen dieser Geräte konnten mithilfe eines, auf die Durchlaufgeschwindigkeit des Drucks synchronisierten Polygonspiegels und eines Stroboskops ein stehendes Bild erzeugen, das dem Drucker eine Qualitätsbeurteilung ermöglichte. In der Zwischenzeit hat sich fur diesen Zweck verstärkt die Videotechnik durchgesetzt, die über fernsteuerbare Kameras eine Detailkontrolle des Druckbilds und auch Farbmessungen ermöglicht. Durch den Einsatz von Zoom-Objektiven lassen sich auch Detailvergrößerungen des Druckbilds oder anderer zu kontrollierender Elemente in einer hohen Auflösung und Bildschärfe erzeugen. Dadurch wurden die Voraussetzungen für in-line Bildanalysen und inline Farbmessungen und letztendlich auch für die in-line Regelung der —• Druckqualität geschaffen. Bei sicherheitsrelevanten Druckerzeugnissen, wie Schecks, Banknoten und —• ID-Karten, hat sich die Bildanalyse zwischenzeitlich auf breitem Feld durchgesetzt. SD Bahnbreite (web width)

Unter Bahnbreite versteht man die Breite einer Papier- oder Kartonbahn innerhalb der —> Papier- bzw. —> Kartonmaschine an beliebiger Stelle zwischen —> Siebpartie und Aufrollung (—• Poperoller) (Abb.). Im Laufe des Produktionsprozesses verringert sich innerhalb der Papier- oder Kartonmaschine die Bahnbreite. Die größte Breite besitzt die Papierbahn bei der —• Blattbildung

116 und —• Entwässerung auf der Siebpartie. Durch —• Randspritzer wird diese Breite am Ende der Siebpartie um etwa 150 bis 200 mm reduziert. Infolge der —» Querschrumpfung der Papierbahn in der —» Trockenpartie erfolgt eine weitere Verringerung der Bahnbreite um 2 bis 8 %, bezogen auf die Bahnbreite bei Einlauf in die Trockenpartie und abhängig von der Papiersorte.

Bereich von 1,25 bis 3,6 m abzustimmen, wobei hierfür letztlich die beschnittene Bahnbreite nach der —• Rollenschneidmaschine als Bezugsgröße maßgeblich ist. Für Spezialpapiermaschinen bevorzugt man verhältnismäßig schmale Maschinen mit unbeschnittenen Bahnbreiten bis etwa 3,6 m. Für Massendruckpapiere (insbesondere —• Zeitungsdruckpapier) werden Bahnbreiten von 9,5 m erreicht. Eine Bahnbreite von 10 m stellt heute eine Obergrenze dar, die aus maschinenbaulichen Gründen vorgegeben ist. Bei extrem breiten Papiermaschinen mit hohen —• Arbeitsgeschwindigkeiten spielen neben den technischen Fragen die Produktionsmenge und die Wirtschaftlichkeit die ausschlaggebende Rolle. Papier/Kartonsorte

Bahnbreitenschema Als wichtige geometrische, technologische, kalkulatorische und wirtschaftliche Bezugsgröße dient die am Poperoller der Papiermaschine auflaufende Bahnbreite, genannt unbeschnittene Bahnbreite (Arbeitsbreite). Um die optimale Bahnbreite unter Bezug auf die unbeschnittene Bahnbreite einer Papiermaschine festzulegen, ist die genaue Kenntnis der variablen Formate oder Rollenbreiten der zu produzierenden und zu vermarktenden Papiere notwendig. Daran orientiert sich die auszulegende Bahnbreite als unbeschnittene Bahnbreite. Für z.B.—» SCoder —• LWC-Papiere richtet sich die Bahnbreite hauptsächlich nach den Rollenbreiten für die gängigen Druckmaschinenbreiten. Deshalb versucht man, die Bahnbreite auf mögliche Kombinationen mit Breiten im

Zeitungsdruckpapier SC-Papier LWC-Papier Feinpapier - Streichrohpapier - Kopierpapier Kraftliner Testliner Wellenpapier/Fluting Faltschachtelkarton Tissuepapier

Unbeschnittene Bahnbreite [m] 6,0 - 9,5 8,5 - 9,5 8,0 - 9,5 5,0 - 9,8 5,0 - 9,8 5,0 - 7,5 5,0 - 7,5 5,0 - 7,5 2,5 - 9,0 2,4 - 6,8

Unbeschnittene Bahnbreite verschiedener Papierund Kartonmaschinen (Quelle: Valmet Oy, Rautpohja) MM

Bahnkantensteuerung (web edge control)

In einer —> Rollenschneidmaschine tastet die Bahnkantensteuerung die Kante einer laufenden Papier- oder Kartonbahn mit speziellen Messinstrumenten, z.B. Fotozellen oder Lichtschranken, ab. Bei Abweichungen von dem gewünschten Kantenverlauf wird die —» Abrolleinrichtung so lange seitlich verschoben, bis der Sollwert wieder erreicht ist (—• Seitenkantensteuerung). KT

117 Bahnreißer (web break)

Bahnreißer sind Risse der Papierbahn über ihre volle Breite. Sie können in der Papiermaschine, in der —• Druckmaschine oder in sonstigen Verarbeitungsmaschinen auftreten. Daraus resultieren Produktionsausfälle, die bis zu etwa 20 min je Bahnriss dauern können. Sie führen zu Maschinenstillständen. Bahnreißer haben die verschiedensten Ursachen. Sie werden teilweise durch eine einzelne Störgröße verursacht, teilweise aber auch durch die Überlagerung verschiedener Störgrößen. So kann z.B. ein ungleichmäßiges Zugspannungsprofil in —> Längsrichtung und/oder in —• Querrichtung der Papierbahn zu einem Bahnreißer führen. Oder aber die Bahnspannung variiert infolge von Vibrationen in der —> Druckpresse oder aufgrund von ungleichmäßigen Querprofilen bezüglich —> flächenbezogener Masse, —> Dicke, —> Feuchtegehalt oder —> Querschrumpfung der Bahn oder von unrunden Papierrollen. Aber auch —• Fehlstellen (z.B. —• Splitter) im Papier können zu Bahnreißern führen. Trifft eine Zugspannungsspitze z.B. mit einer Fehlstelle im Papier zusammen, kommt es mit einer hohen Wahrscheinlichkeit zu einem Reißer. Durch die Zugspannung in der Papierbahn kommt es zu einer Spannungskonzentration an der Fehlstelle. Diese Spannungskonzentration kann zu einer Rissbildung und schließlich zum Bahnriss führen. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die Netzwerkstruktur des Papiers um die Fehlstelle die Spannungsspitze absorbiert, so dass kein Bahnreißer auftritt. Ein Bahnreißer ist also ein vom Zufall bestimmtes Ereignis. Eine Messgröße oder eine messbare Papiereigenschaft, mit deren Hilfe Bahnreißer vorhergesagt oder kontrolliert werden können, existiert trotz der Forschung auf dem Gebiet der —• Bruchmechanik bisher nicht. WS Bahnriss in Rollendruckmaschinen

Maschinenstillständen und damit zu Produktionsverlusten und erhöhter —> Makulatur. Papierbedingte Abrisse sind vor allem auf Fehlstellen in der Papierbahn (z.B. Löcher, Falten, Kanteneinrisse, schlechte —•Klebestellen, verklebte Schnittkanten) und nur selten auf eine zu geringe Festigkeit (—• Bruchkraft) des Papiers zurückzufuhren. Schwankungen der Bahnspannung infolge von ungleichen —> Querprofilen (—• flächenbezogene Masse, —• Dicke, —> Feuchtegehalt, —> Querschrumpfung) der Papierbahn oder unrunde Papierrollen (—• Rollenqualität) können ebenfalls zu Abrissen fuhren. Die Passgenauigkeit (—»Passer) wird im —• Tiefdruck und im Rollenoffsetdruck (—> Rollenoffset) erst wieder nach dem Ausgleich der Bahnspannung mit der ZylinderUmfangsgeschwindigkeit erreicht. Beim —• Offsetdruck fallen bis zur Erreichung des Farbe-Wasser-Gleichgewichts Fehlexemplare an. Bahnrisse können im Extremfall zur Beschädigung des —• Presseurs beim Tiefdruck und zur Zerstörung des —> Drucktuchs beim Rollenoffsetdruck führen. FA

Bahnspannung (web tension)

Jede Papierbahn muss bei ihrem Transport durch die Papiermaschine, die —• Streichmaschine oder eine Verarbeitungsmaschine unter Bahnspannung stehen, um einen störungsfreien Bahnlauf (z.B. ohne Bahnflattern) zu gewährleisten. Dabei bezeichnet die materialabhängige Bahnspannung die Zugkraft, bezogen auf die Querschnittsfläche, mit der die Papierbahn beansprucht wird. Die Bahnspannung wird in Newton pro Flächeneinheit angegeben [N/mm2]. Jede Bahnspannung bewirkt eine —> Dehnung der Papierbahn in —• Laufrichtung, abgesehen von einer Kontraktion in —• Querrichtung. Somit lässt sich die Bahnspannung auch folgenderweise darstellen, sofern noch keine (unerwünschte) plastische Verformung eintritt:

(web break in printing presses)

Bahnrisse, auch Abrisse oder Reißer in der —> Rollendruckmaschine genannt, fuhren zu

σ ζ = ee · E

[N/mm2]

118 mit σζ: Bahnspannung in [N/mm2] 8e: elastische Dehnung in [%] E: Elastizitätsmodul in [N/mm2]

Vorgabedaten verglichen und das Moment der —> Abwickelbremse oder des —> Bremsgenerators entsprechend beeinflusst. KT

Besonders bei der —» Papierverarbeitung sind viele Wickelfehler direkt von der Bahnspannung und Dehnung abhängig. Daher ist es sehr wichtig, dass die Zugkraft korrekt gemessen und konstant geregelt werden kann. Die Zugregelung geschieht mittels digitaler Regelsysteme, die die relativen Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen den zugbestimmenden Gruppen (z.B. zwischen den Trockengruppen in der —> Trockenpartie von Papiermaschinen) regeln. Eine Zugregelung kann aber nur funktionieren, wenn die zugbestimmenden Gruppen die erforderlichen Kräfte ohne Schlupf auf die Papierbahn übertragen können. MM

Bahnspannungs-Regelsysteme für Querschneider (web tension control for sheet cutter)

Um die —> Bahnspannung von Papier- oder Kartonbahnen beim Abwickeln von der —> Rolle in den —> Abrolleinrichtungen für Querschneider unabhängig von dem sich ständig verringernden Rollendurchmesser konstant zu halten, werden BahnspannungsRegelsysteme verwendet. Diese messen die Bahnspannung und beeinflussen die —> Abwickelbremse oder den —> Bremsgenerator so, dass das Bremsmoment mit sich verminderndem Rollendurchmesser so reduziert wird, dass die Bahnspannung konstant bleibt. Änderungen in der Bahnspannung könnten sonst zu Formatänderungen, also Formatfehlern, führen. Bahnspannung beim Wickeln Übliche Bahnspannungs-Regelsysteme ar(web tension in winding) In einer —> Rollenschneidmaschine wird die beiten mit —• Bahnspannungsmesswalzen KT Papier- oder Kartonbahn, unabhängig von der oder —» Bahnspannungstänzerwalzen. jeweiligen Betriebsgeschwindigkeit der Maschine (Beschleunigen, konstante Geschwindigkeit, Verzögern), meist auf einer konstan- Bahnspannungssteuerung ten Bahnspannung gehalten. Der Istwert der (open loop web tension control) Bahnspannung der ablaufenden Bahn wird Anstelle einer Bahnspannungsregelung kann über eine —• Tänzerwalze oder eine Impuls- bei —> Rollenschneidmaschinen auch eine walze erfasst und an einen Bahnspan- Bahnspannungssteuerung vorgesehen wernungsregler gemeldet. Die Bahnspannung den. Während bei einer Bahnspannungsregekann auch als Parameter für die Regelung der lung der Istwert der —•Bahnspannung zur —> Wickelhärte benutzt werden. KT Steuerung des Drehmoments des —• Bremsgenerators verwendet wird, wird bei der Bahnspannungssteuerung das Drehmoment rein rechnerisch ermittelt. Diese rechnerische Bahnspannungsmesswalze Ermittlung erfolgt abhängig vom Sollwert der (web tension sensing roll) Als Bahnspannungsmesswalze wird eine Bahnspannung unter Einbeziehung der Träg—> Abwickelrolle, der durchgehende oder segmentierte Leitwalze heitsmomente der bezeichnet, die von der Papier- oder Karton- Leitwalzen, der Lagerreibung und der bahn mit einem gleichbleibenden Winkel —• Aufrollung für Rollenschneidmaschinen. umschlungen wird. Die durch die —• BahnEine Bahnspannungssteuerung hat gegenspannung auf die Bahnspannungsmesswalze über einer Bahnspannungsregelung den Vorausgeübte Kraft wird mit ein- oder beidseitig teil, dass sie sich z.B. bei einer Abwickelrolle in die Walzenlager eingebauten Kraftmessdomit Höhenschlag nicht aufschaukeln kann. Im sen ermittelt. Die Messdaten werden in einem Gegensatz dazu ist die Bahnspannung bei Prozessrechner mit den auftragsbezogenen einer Bahnspannungsregelung, wenn die

119 heiten, die heute mit Antibiotika bekämpft werden können. Zur Abtötung von Bakterien, die auch in —• Fabrikationswässern vorkommen und teilweise unerwünscht sind, können Chemikalien (—• Biozide) oder Ultraviolettstrahlung Bahnspannungstänzerwalze für (—• UV-Licht) als Bekämpfungsmittel eingeQuerschneider (web tension dancer roll for sheet cutter) setzt werden. Die elementare Zusammensetzung der Bahnspannungstänzerwalzen werden in —• Abrolleinrichtungen für Querschneider Bakterienzelle besteht im Wesentlichen aus eingesetzt. Sie sind entweder an Hebelpen- — Kohlenstoff (50 %), -> Sauerstoff (20 %), deln aufgehängte oder horizontal bzw. vertiStickstoff (14 %), Wasserstoff (8 %) und kal gradlinig verschiebbare Walzen, die von Phosphor (3 %). der Papier- oder Kartonbahn meist in einem Bakterien können fast alle natürlichen SubWinkel von ca. 180° umschlungen werden. strate (z.B. —> Kohlenhydrate, —• Stärke) verDie Bahnspannungstänzerwalzen werden werten und haben damit eine entscheidende mit 1 oder 2 Pneumatikzylindern gegen den Rolle bei allen Stoffwechselprozessen. Bei Bahnzug in ihrer Mittelstellung gehalten. der —> anaeroben wie —• aeroben AbwasserWird die Bahnspannungstänzerwalze durch behandlung, die für die Abwässer der Papierzu geringe oder zu hohe —• Bahnspannung erzeugung relevant sind, kommt den Bakteriaus dieser Mittelstellung bewegt, dann wird en allergrößte Bedeutung zu. Je nach Art der das Moment der —• Abwickelbremse oder des Bakterien haben diese für die Stoffwechsel—• Bremsgenerators je nach Bewegungsrich- prozesse ein bestimmtes Optimum für die tung erhöht oder verringert. KT Umgebungsbedingungen, wie z.B. Temperatur und pH-Wert. Die Bakterien setzen die organischen Substrate, die in den Abwässern Bahnzug vorliegen, mit oder ohne Sauerstoff in ver(web draw) schiedene Abbauprodukte um. Bakterien Synonym für —> Bahnspannung beim Wi- werden auch in —• Biotestverfahren zur Chackeln rakterisierung von Toxizitäten eingesetzt. DE

Abwickelrolle keinen Höhenschlag aufweist, genauer als bei einer Bahnspannungssteuerung. KT

Bakterien

Bakterizide

(bacteria)

(bactericides)

Bakterien gehören zur Gruppe einzelliger —• Mikroorganismen, die keinen echten Zellkern besitzen und daher als Prokaryonten bezeichnet werden. Grundformen der Bakterien sind Kugeln (Kokken), Stäbchen (Bacillen) oder gekrümmte und gewundene Stäbchen (Spirillen). Viele Bakterien können sich schwimmend oder auf einer Unterlage gleitend fortbewegen. Bakterien vermehren sich durch Zweiteilung. Bakterien gehören zu den ältesten der bekannten Lebewesen. Aufgrund ihrer vielfältigen Stoffwechselaktivitäten und ihrer Anpassungsfähigkeit sind sie nahezu überall nachweisbar. Bestimmte Bakterien sind verantwortlich für eine Reihe von Infektionskrank-

Bakterizide sind eine Teilgruppe der als —• Mikrobizide bezeichneten Hilfsmittel, die zur Bekämpfung des mikrobiellen Wachstums im —• Kreislaufwasser der Papierherstellung eingesetzt werden. Bakterizide haben eine —•Bakterien abtötende Wirkung, im Gegensatz zu den Bakteriostatika, die das Wachstum von Bakterien hemmen oder verhindern sollen. Die Palette der bakterizid wirkenden Substanzen ist sehr breit gefächert. Eine grobe Einteilung lässt sich vornehmen, indem man sie in anorganische und organische Verbindungen unterteilt und zudem deren Wirkungsweise (biochemisch, oxidierend, reduzierend) berücksichtigt. Als anorganische

120 Vertreter seien z.B. —• Chlordioxid (—• Wasseraufbereitungsanlage) oder —• Wasserstoffperoxid genannt. Die Auswahl an organischen Stoffen ist naturgemäß um ein Vielfaches größer. Die Mehrzahl der organischen Bakterizide zählt zu den Organo-Schwefel(z.B. Tetramethyl-thiuram-disulfid), OrganoStickstoff- (z.B. Didecyl-dimethyl-ammoniumchlorid) und Organo-Halogen-Verbindungen (z.B. 1,4-Bis(bromacetoxy)buten) sowie evtl. zu den komplexen —•Enzymen (z.B. Fructosepolysaccharid-Hydrolase). Beim Einsatz von Bakteriziden (Mikrobiziden) in der Produktion von Papier, Karton und Pappe fur den Lebensmittelkontakt sind die Bestimmungen des —• Lebensmittelrechts sowie die —• Empfehlung XXXVI zu beachten. DE

Bakterizides Papier (bactericidal

paper)

Bakterizide (bakterientötende) Papiere haben die Aufgabe, durch eine geeignete Imprägnierung (-• imprägniertes Papier) das Verpackungsgut vor Bakterien zu schützen. Chemikalien mit bakterizider Wirkung sind u.a. Salicylsäure, Natriumbenzoat, Benzoesäure, Sorbinsäure und Propionsäure. Die verschärften Auflagen des Lebensmittelgesetzes (-> Lebensmittelrecht) erfordern vom Hersteller bakterizider Papiere den umfassenden Nachweis der Unbedenklichkeit von -• Konservierungsmitteln für die menschliche Gesundheit. So werden z.B. bei mehrlagigen Papiersäcken nur die Außenlagen mit entsprechenden toxischen Wirkstoffen versehen. Papiere, die unmittelbar mit Verbrauchsgütern Kontakt haben, dürfen nur mit unschädlichen, geruch- und geschmacklosen Wirkstoffen, wie z.B. Natriumbenzoat, behandelt werden. Literatur: Weigl, J.; Wilken, R.: Herstellung und Prüfung von Spezialpapieren. Papiertechnische Stiftung, PTS-Manuskript 01/96, München, 1996 RH

Ballenentdrahtungsmaschine (bale dewiring machine)

Die Ballenentdrahtungsmaschine ist eine Maschine zum —• Entdrahten von Altpapierballen (—• Ballenpresse) oder Zellstoffballen, die sich im Zufuhrsystem eines —• Pulpers befindet. Dabei werden die Drähte mit geeigneten Schneidwerkzeugen aufgeschnitten, beim Greifen zu kompakten Drahtcoils gewickelt und entfernt. Bei der Entdrahtung von transportoptimierten Zellstoffunits, die üblicherweise aus 6 bis 8 Einzelballen bestehen, erfolgt zuerst die Entfernung der Kompaktverdrahtung in einer Unit-Entdrahtungsmaschine, bevor die Units zu Einzelballen entstapelt und anschließend in einer Einzelballenentdrahtungsmaschine vollständig entdrahtet werden. Während Zellstoffballen prinzipiell von Drähten befreit werden müssen, können Altpapierballen auch mit Drähten dem —»Zerfasern im Pulper zugeführt werden. Allerdings ist in jedem Fall ein vorheriges, entweder manuell oder maschinell durchgeführtes Zerschneiden der Drähte erforderlich. Die Zufuhr verdrahteter Altpapierballen ist vor allem bei —• Niederkonsistenzpulpern üblich, bei denen mithilfe der aufgeschnittenen Drähte eine Zopfbildung (—»Zopf) ermöglicht wird, die der Entfernung verspinnender Verunreinigungen aus dem —» Altpapierstoff dient. AC

Ballenpresse (bale press, baling press)

Die Ballenpresse ist eine Vorrichtung zum Pressen von —• Altpapier (—• Altpapiersorten) in Stapel- und transportfähige kantige Ballen einer Masse von 400 bis 700 kg, um sowohl durch Form als auch Pressdichte günstige wirtschaftliche Voraussetzungen für den Transport und die Lagerung des Altpapiers zu schaffen. Ballenpressen werden bevorzugt in Entsorgungsfirmen installiert, die nach entsprechender Vorreinigung und Sortierung eine Verdichtung der Ware Altpapier vornehmen. Ballenpressen werden aber auch beim auspackenden Gewerbe, wie großen Versandhäusern oder Handelsketten,

121 aufgestellt, um direkt an der Anfallstelle eine wirtschaftliche Entsorgung des Altpapiers zu ermöglichen. Die Pressvorrichtungen, deren Leistungsvermögen in einem Bereich von 100 bis 500 m3/h schwanken kann, arbeiten üblicherweise mit einem Pressschacht, der das zu verdichtende Altpapier über eine Zufuhreinrichtung, vorzugsweise über ein Förderband, aufnimmt. Ein hydraulisch angetriebener Pressstempel drückt mit mehreren Presshüben soviel Altpapier in einem konischen, automatisch verstellbaren Presskanal zusammen, bis die gewünschte Ballenlänge erreicht ist. Durchschnittlich wird pro Ballen eine Presszeit von wenigen Minuten (ca. 2 bis 5 min) benötigt, die neben technischen Parametern auch wesentlich vom Altpapier selbst beeinflusst wird. Zur Erleichterung des Pressvorgangs, vor allem bei sperrigen Verpackungserzeugnissen, kann mithilfe von Zerreißmaschinen (—• Shredder) eine Vorzerkleinerung erfolgen, die zudem der Mischung und Homogenisierung des Altpapiers dient. Für das Pressen von graphischen Altpapiersorten ist diese energieintensive Vorbehandlung meist nicht erforderlich. Bei einer Presskraft von 400 bis 1 450 kN werden Pressdichten von 500 bis 700 kg/m3 erreicht. Bei der Verdichtung werden die Ballen mit Drähten umreift und nach Erreichen der Ballenlänge die Bindedrähte geschnitten und verrödelt. Der gesamte Verdrillungsvorgang läuft dabei vollautomatisch ab. Der drahtverschnürte Ballen wird abschließend am Kanalende der Ballenpresse entnommen. AC

Bambus (bamboo)

(Dendrocalamus strictus, Dendrocalamus arundinacea, Bambusa arundinacea, Familie Gramineae) Bambus ist ein gerades, in Büscheln wachsendes verholztes Gras, bis zu 10 - 15 m hoch, das in tropischen und subtropischen Gebieten wächst. Es gibt über 160 Arten, meist beheimatet in Asien. In Indien und China wird es intensiv für die Zellstoff- und Papierherstellung benutzt. Der Nachteil der Pflanze ist, dass sie in Abständen von 50 bis 90 Jahren unvorherbestimmbar blüht und sich selbst anschließend zerstört. Die Zellstoffeigenschaften liegen zwischen denen eines —>Laub- und —» Nadelholzzellstoffs, die Fasern sind ca. 2,4 mm lang und rau auf ihrer Oberfläche. Bambus ist für die Herstellung vieler Papiersorten in integrierten Fabriken geeignet. Die Produktion dürfte 1996 weltweit 2 Mio t betragen haben. JU Bambuszellstoff (bamboo pulp)

—• Bambus

Bandabrollung (band unwinding)

In —• Rollenschneidmaschinen, die gekreppte Papierbahnen verarbeiten, werden Bandabrolleinrichtungen verwendet. Dabei werden je nach Breite der abzuwickelnden —• Rolle ein oder mehrere ca. 300 mm breite Bänder, die in Hebeln über Rollen laufen, mit Pneumatikzylindern an den Umfang der —• Abwickelrolle gedrückt. Die Bänder werden meist von Elektromotoren angetrieben. Ballenware (bales of recovered paper) Auf diese Weise wird die Krepppapierbahn Unter Ballenware versteht man zu mit einer nur geringfügig langsameren Ge—> Altpapierballen verpresstes —• Altpapier, schwindigkeit abgewickelt als die, mit der sie dass altpapierverarbeitenden Papierfabriken aufgewickelt wurde. Mit den Bändern wird als Rohstoff zur Papierherstellung geliefert gleichzeitig ein Bremseffekt über den Umwird. PU fang erreicht, der gegenüber einem Bremseffekt über die Achse den Vorteil hat, dass die Krepppapierbahn nicht gedehnt wird und so die Kreppung nicht verliert. KT

122 oder beide Siebe, die den vorentwässerten Filterkuchen in der Sieb- und Scherzone Bandbeschickungsanlagen sind kontinuierlich gegen eine oder mehrere gekrümmte Flächen, bzw. diskontinuierlich betriebene, mit oder meist Walzen, pressen. Der dabei erzeugte ohne Steigung verlaufende TransporteinrichEntwässerungsdruck ist ρ = 2 S/D, wobei S tungen für Rohstoffe der Papierindustrie, die die Siebspannung in [N/mm] und D der sich u.a. im Zufuhrsystem einer —• Stoffauf- Krümmungsdurchmesser in [mm] der überbereitungsanlage befinden und z.B. für die spannten Fläche ist. Der Filterkuchen wird Zufuhrung von —> Zellstoff oder —• Altpapier anschließend durch eins der umlaufenden als —» lose Ware oder in Ballenform in den Siebe, manchmal auch durch beide Siebe aus —• Pulper bzw. in eine —» Auflösetrommel der Maschine ausgetragen. Ein Banddrucksorgen. Die Fördersysteme werden aber auch filter kann die Stoffdichte einer Suspension in —• Sortieranlagen zum Transport des von ca. 0,5 bis 3 % auf ca. 6 bis 10 % erhö—> Altpapiers eingesetzt. hen. Die Beschickung erfolgt mithilfe von FörSuspension derbändern, die den Rohstoff nicht nur transSeihzone portieren, sondern gleichzeitig in Kombination mit verschiedenen Wägesystemen dosiert dem nachfolgenden Prozess zuführen. Auf diese Weise wird u.a. bei kontinuierlichem Betrieb eine gleichmäßige Rohstoffzufuhr in den Pulper gewährleistet. AC Bandbeschickungsanlage (belt charging plant)

Banddruckfilter (belt pressure filter)

Unter einem Banddruckfilter (Abb.) versteht man eine Maschine zur —• Entwässerung von Stoffsuspensionen durch —»Filtration. Das Banddruckfilter ist mit 1 oder 2 umlaufenden Siebbändern ausgestattet. Bei Banddruckfiltern mit nur einem Siebband wird die zu entwässernde —» Suspension mit entsprechender Geschwindigkeit in den Spalt zwischen dem umlaufenden Sieb und einer rotierenden Walze mit geschlossener oder wasserdurchlässiger Oberfläche eingebracht. Die Entwässerung erfolgt durch den von der Siebspannung erzeugten Druck. Bei Banddruckfiltern mit 2 Sieben wird die Suspension meist zuerst in einer Seihzone auf ein —» Sieb oder auf beide Siebe aufgegeben. Über die geodätische Höhendifferenz, die sich aus der Suspensionshöhe über dem Sieb ergibt, wird die Suspension vorentwässert. In einer anderen Ausführung wird die Suspension in eine Keilzone, die von 2 Sieben gebildet wird und unter geringem Überdruck steht, eingeführt. Die weitere, intensivere Entwässerung geschieht in beiden Fällen durch ein

Schema eines Banddruckfilters (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology) HO

Banddruckpresse (wire press, belt press)

Die Banddruckpresse ist eine Maschine zur —» Entwässerung von Stoffsuspensionen. Sie ist im Prinzip ein —• Banddruckfilter mit integrierter Presse zur weiteren Erhöhung des Trockengehalts des Filterkuchens (Abb.). Ausfuhrungsformen bzw. andere Bezeichnungen von Banddruckpressen sind —• Doppelsieb-, —• Siebband- oder —> Entwässerungspresse. Diese Maschinentypen weisen eine Vorentwässerungszone (Seihzone) auf, in der die Entwässerung meist aufgrund der Schwerkraft stattfindet. Der Filterkuchen wird anschließend durch Siebspannung weiter entwässert. Nachdem ein ausreichend hoher —> Trockengehalt erreicht wurde, kann der Filterkuchen in die Presszone gebracht werden, wo er, je nach Anzahl der —• Pressnips, auf Trockengehalte zwischen ca. 25 und über 50 % entwässert wird.

123 Zulauf Suspension

eine Walze pressen. Noch höhere Trockengehalte erreicht man mit Banddruckpressen, bei denen ein oder mehrere Presswalzenpaare nachgeschaltet sind. HO

Bandfilterpressen (belt filter press)

Bandfilterpressen, auch Siebbandpressen genannt, sind kontinuierlich arbeitende FilSchema einer Banddruckpresse (Quelle: Voith terapparate, bestehend aus einem endlosen Sulzer Paper Technology) HO Ober- und Untersieb. Hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Verfahrensweise (Vorentwässerungsstrecke, Entwässerungsschacht, PressBandfilter zone mit Entwässerung nach innen und au(horizontal belt filter ,gravity table) Bandfilter sind Maschinen zur —> Ent- ßen, Presswalzen mit Walkwirkung) sind sie wässerung von Stoffsuspensionen. Die zu den Papiermaschinen vergleichbar, obwohl entwässernde Stoffsuspension wird auf ein deren Maschinengeschwindigkeiten um bis zu 2 Größenordnungen tiefer liegen. umlaufendes Siebband aufgegeben und aufgrund der Suspensionshöhe über dem endloDie Ausführungsformen der Bandfilterpressen —» Sieb in der Seihzone entwässert. Ent- sen zielen im Wesentlichen darauf ab, mögsprechend gering sind die erzielbaren lichst große Mengen an —• Schlamm durch—> Trockengehalte bei der Entwässerung von zusetzen und dennoch den höchstmöglichen Stoffsuspensionen. Daher werden oft noch Endtrockengehalt nach der —• Entwässerung mittels —> Vakuum unter dem Sieb die Ent- zu erzielen. Die Forderungen, die an die wässerungskräfte verstärkt. eingesetzten —• Siebe gestellt werden, sind eine ausreichende Querstabilität, eine rasche Suspension Wasserabgabe in der hydrostatischen EntΓ) Seihzone wässerung sowie eine gute ReinigungsfähigBandfilter ^(Q • Fi l t rat • Q Filterkeit im Rücklauf nach Kuchenabwurf. Die kuchen ilter-^ ^ einwandfreie Entwässerung wird durch eine Seihzone ^ Suspension Banddruckgleichmäßige Schlammverteilung in der Mafilter schine sichergestellt. Filterkuchen Ihr Einsatz wurde zu Beginn der 70er Jahre Siebdruckentwässerung durch das Aufkommen der Polyelektrolyte ' Suspension stark forciert. Nach optimaler Flockung mitPressspaltBanddruckt ? /Kei entwässerung presse tels Polyelektrolyte (—• Flockungsmittel) Keilzone Hm Filtrat findet eine Vorentwässerung unter AnwenFilterr kuchen dung hydrostatischer Kräfte statt, gefolgt von einer leichten und stärkeren DruckentwässeSchema eines Bandfilters und der darauf aufbaurung. Vielfach finden sich S-förmige Umenden Entwässerungsmaschinen (Quelle: Voith schlingungen von 2 Sieben mit dazwischenSulzer Paper Technology) liegendem Filterkuchen um entsprechend angeordnete Walzen. Für sehr kompakte und Weiterführende Bauformen von Bandfiltern gut vorentwässerte Primärschlämme ist eine (Abb.) sind —• Banddruckfilter und —> Band- nachgeschaltete Linienpressung denkbar. druckpressen. Banddruckfilter bieten höhere Hierfür eignet sich besonders Primärschlamm Trockengehalte und mehr Entwässerungsleis- aus der mechanisch-chemischen ReinigungsDE tung als Bandfilter, indem sie den (voreinge- stufe von Papierfabriken. dickten) Filterkuchen mit einem Sieb gegen

124 Banknotenpapier (banknote paper)

Dauerhaftes, griff- und falzfestes, fur —> Mehrfarbendruck geeignetes fälschungsicheres Papier mit echtem mehrstufigem —• Wasserzeichen (DIN 6730). Durch den täglichen Gebrauch als Geldscheine werden allerhöchste Anforderungen an die Reiß-, —* Falz-, Nass- und Knitterfestigkeit sowie an die —• Lichtechtheit und Alterungsbeständigkeit (—• Alterung) der Papiere gestellt. Als Sicherheitsmerkmale sind echte (schattierte) Wasserzeichen, bedruckte Sicherheitsfäden, verschiedenartig eingefärbte Fasern (sog. lokalisierte Fasern), unsichtbare Prägungen und reagenzfähige Chemikalien in das Papier eingearbeitet. Durch verschiedene, meist komplizierte —• Druckverfahren (—> Offset-, —> Hoch- und —• Tiefdruck) werden zusätzliche Sicherheitsmerkmale auf die Papieroberfläche, wie fluoreszierende (—•Fluoreszenz) Farbstoffe, Moiré-Effekte (—> Moiré) bei Schräglichtbeleuchtung, Mikroschrift und zur Deckung zu bringende Schriftzeichen auf Vorder- und Rückseite aufgebracht. Die Herstellung dieser Papiere (—> Sicherheits- und —• Wertzeichenpapiere) erfolgt oft auf besonderen —• Rundsiebmaschinen oder mit —• Egoutteur. Die flächenbezogene Masse der Papiere beträgt 60 bis 80 g/m 2 . Literatur: Weigl, J.; Wilken, R.: Herstellung und Prüfung von Spezialpapieren. Papiertechnische Stiftung, PTS-Manuskript 01/96, München, 1996 RH

versehen. Verwendet wird Bankpostpapier für Geschäftskorrespondenz oder als Briefpapier. Insbesondere für die Verwendung als Briefpapier muss eine gute —> Beschreibbarkeit mit —» Tinte gewährleistet sein. Von einem Bankpostpapier wird eine gewisse Alterungsbeständigkeit (—• alterungsbeständiges Papier) erwartet. Deswegen enthält es meist —> Calciumcarbonat als —> Füllstoff und ist in der Masse oder auf der Oberfläche neutral geleimt (—> Neutralleimung). PA

Bannwald (forest

reserve)

Im Mittelalter verstand man unter Forstbann das vom König vergebene Hoheitsrecht in den eingeforsteten, d.h. zum königlichen Wald erklärten, bislang herrenlosen Waldflächen abseits der besiedelten Gebiete. In diesen teils als Bannwald bezeichneten Gebieten bestand ein Verbot, ohne Erlaubnis Rodungen vorzunehmen. Der Begriff Bannwald ist heute lediglich in den Landeswaldgesetzen Baden-Württembergs und Bayerns enthalten. In Baden-Württemberg versteht man darunter Wald, der von der forstlichen Bewirtschaftung ausgenommen ist. In Bayern handelt es sich dagegen um durch Rechtsverordnung ausgewiesenen Wald in Verdichtungsräumen und waldarmen Bereichen, der aufgrund seiner Bedeutung für Klima, Wasserhaushalt oder Luftreinhaltung in seiner Flächensubstanz erhalten werden muss und allenfalls dann gerodet werden darf, wenn angrenzend wieder gleichwertiger Wald begründet wird. WE Barcodeleser

Bankpostpapier

(barcode scanner)

(bank paper , bank post , bond paper)

Der Barcode ist ein auf —> Etiketten oder den Rollenumfang aufgedruckter (—» Etikettendrucker, —» Nummerndrucker) maschinenlesbarer Strichcode, der die zur Identifikation von Rollen oder Paletten aus der Papierfabrikation erforderlichen Daten enthält. Der Barcodeleser (Scanner) tastet diesen Strichcode mit einem Laserstrahl ab. Die Unterbrechungen des Laserstrahls durch den schwarzen Strichcode ergeben eine Signal-

Bankpostpapier ist ein hochwertiges Bürobzw. —> Schreibpapier mit einer flächenbezogenen Masse zwischen etwa 70 und 120 g/m2. Es wird aus gebleichten —> Sulfit- und Sulfatzellstoffen hergestellt, zum großen Teil aus —> Kurzfaserzellstoff. Es soll eine sehr gute —• Formation bzw. eine gleichmäßige Durchsicht und ebene Oberfläche besitzen. In der Regel ist es mit einem —> Wasserzeichen

125 Impulsfolge, die ein Rechner in die Rollenoder Palettendaten umwandelt, anhand derer in Lägern und/oder Transportsystemen auch schnell bewegte Güter sicher identifiziert, weitergeleitet, ausgeschleust oder aus einem Lager (—> Hochregallager) entnommen werden können. Im —• Rollenlager werden umlaufende Barcodes auf der Umhüllung von Rollen von einem am —• Gabelstapler angebrachten Barcodeleser (Kamera) erkannt. SZ

eingesetzt. Aufgrund des hohen Preises wird es heute nur noch für spezielle Einsatzzwecke verwendet. So wird es nach wie vor für die Beschichtung von —• Fotorohpapieren herangezogen, da es das Eindringen der fotografischen Emulsion in das Papier verhindert. Als Weißpigment (—• Pigment) hat gefälltes Bariumsulfat stark an Bedeutung zugunsten von —• Titandioxid verloren. GZ

Barytpapier Bariumsulfat

(baryta paper, baryta coated paper)

(barium sulfate)

Barytpapier ist ein meist —• einseitig gestrichenes Papier, das überwiegend als —• Fotorohpapier verwendet wird. Das —> Rohpapier hat eine flächenbezogene Masse von 90 bis 140 g/m2, der Strichauftrag beträgt 20 bis 25 g/m2 oder bei 2 Strichaufträgen bis zu 40 g/m2. Die —> Streichfarbe enthält als —• Pigment —• Bariumsulfat. Durch die Verwendung von Bariumsulfat erhält das Papier einen hohen —• Weißgrad und eine außergewöhnlich hohe —> Dichte. Der Auftrag der Streichfarbe erfolgt durch Walzenauftrag, die Egalisierung des Strichs durch Haarbürsten, die alternierend statisch und oszillierend sind. Die Produktionsgeschwindigkeit liegt bei 80 bis 100 m/min. Wegen seiner Verwendung als Fotorohpapier besitzt Barytpapier eine sehr hohe —• Glätte und Gleichmäßigkeit und muss frei von Verunreinigungen sein. Die Bedeutung von Barytpapier ist deutlich zurückgegangen. Fotorohpapiere bestehen heute meist aus einem Papier mit sehr guter —> Formation und hoher —• Glätte, das beidseitig mit Polyethylen beschichtet ist. Gestrichene oder PEbeschichtete Fotopapiere werden später mit lichtempfindlichen Emulsionen einseitig beschichtet. PA

Bariumsulfat (BaS04) findet sich in der Natur als Schwerspat in Form farbloser, rhombischer Kritalle (Baryt; Dichte: 4,5 g/cm3). Baryt kommt sowohl in amorphem als auch in kristallinem Zustand vor. Bariumsulfat ist in Wasser nahezu unlöslich und chemisch sehr beständig. Daher findet es als Mineralfarbe („Permanentweiß" oder Blanc fixe) Verwendung. Außerdem wird es als —> Füllstoff bei der Papierherstellung verwendet. Da die für diese Zwecke erforderliche feinste Verteilung durch Mahlen des natürlichen Schwerspats nur unzureichend möglich ist, wird Bariumsulfat hoher Reinheit und hoher Weiße in großen Mengen durch Umsetzung von löslichen Bariumsalzen mit Sulfaten bzw. Schwefelsäure künstlich hergestellt: Ba 2+ + S0 4 2 " - > BaS04 Als Nebenprodukt entsteht Bariumsulfat bei der Gewinnung von —•Wasserstoffperoxid (H2O2) aus Bariumperoxid (Ba02) und —> Schwefelsäure (H 2 S0 4 ): Ba0 2 + H 2 S0 4 - > H 2 0 2 + BaS04 Die Korngröße des entstehenden Fällungsprodukts (Blanc fixe) lässt sich durch die Fällungsbedingungen steuern. Blanc fixe ist dem natürlichen Bariumsulfat hinsichtlich der Opazitätserhöhenden Wirkung überlegen. Früher wurde Blanc fixe in großem Umfang in —> Chromo- und —> Kunstdruckpapieren

Basen (bases)

Basen im klassischen Sinn sind Verbindungen, die in wässrigen Lösungen Hydroxyl (OH)-Ionen abspalten und mit Säuren durch —» Neutralisation Salze bilden. Diese Lösungen zeigen eine alkalische Reaktion, d.h. ihr

126 pH-Wert liegt zwischen 7 und 14. Man unterscheidet starke, mittelstarke und schwache Basen. Zu den ersteren zählen die Hydroxide sehr unedler Metalle, wie Natrium, Kalium oder Calcium, die bei der Auflösung in Wasser praktisch vollständig in Metallkationen und OH"-Ionen aufgespalten werden (dissoziieren). Schwache Basen mit geringer Dissoziationsneigung sind z.B. Ammoniumhydroxid (NH4OH) oder Magnesiumhydroxid (Mg(OH)2). In der organischen Chemie zählt man bestimmte Kohlenstoffverbindungen, die neben —• Kohlenstoff und Wasserstoff noch andere Elemente, vor allem Stickstoff, enthalten, ebenfalls zu den Basen, da sie mit anorganischen oder organischen Säuren salzartige Verbindungen eingehen können. Zu den wichtigsten Basen dieser Art gehören die Amine. SE

Basische Farbstoffe (basic dyes)

Basische Farbstoffe sind kationische Derivate von Farbstoffbasen verschiedener Konstitution. Die wichtigsten Produktklassen sind: •

•

•

•

Kationische Azo-Farbstoffe: z.B. Chrysoidin (C.I. Basic Orange 2) Vesuvin BA/Bismarck Braun (C.I. Basic Brown 1). Arylmethan-Farbstoffe: z.B. Auramin (C.I. Basic Yellow 2) Kristallviolett (C.I. Basic Violet 3) Malachit Grün (C.I. Basic Green 4). Xanthen - Farbstoffe: z.B. Rhodamin C-Derivate (C.I. Basic Red 1), Rhodamin B-Derivate (C.I. Basic Violet 10). Methin - Farbstoffe: z.B. Methin-Gelb (C.I. Basic Yellow 96) Methin-Orange (C.I. Basic Orange 63) Methin-Braun (C.I. Basic Brown 19) Methin-Rot (C.I. Basic Red 14).

Basische Farbstoffe werden fast ausschließlich zur Färbung von —• holzhaltigen Papieren verwendet. Die Fixierung der kationischen Farbstoffe erfolgt durch eine stabile

Salzbildung und Verlackung mit den anionischen Gruppen in den ligninhaltigen Fasern (—> Lignin). Die Fixierung ist sehr rasch und erfolgt sowohl im sauren als auch im neutralen pH-Bereich. Die Affinität der basischen Farbstoffe für —• holzfreie Papiere ist unzureichend. Färbungen mit basischen Farbstoffen sind brillant und farbstark. Wegen der höchsten Wirtschaftlichkeit werden sie daher für die meisten gefärbten holzhaltigen und altpapierhaltigen Papiersorten eingesetzt, z.B. Färbung von —• Testliner (braune Azo- bzw. Methinfarbstoffe), Färbung von gefärbten Eierkartons und Obstschalen (gelbe Methin- und violette Arylmethanfarbstoffe), Färbung von gefärbten grafischen —» Recyclingpapieren (gesamte Farbpalette). Eine sehr weitverbreitete Färbung, wenn auch nur bei sehr niedriger Dosierung, ist die Nuancierung (—»Nuancieren) von holzhaltigen —> Druckpapieren. So werden z.B. —• Zeitungsdruck-, —> SC- und —» LWCPapiere mit Violett-, Blau- und GrünFarbstoffen nuanciert, um die für diese Qualitäten geforderten Farbspezifikationen (—» Farbort) zu erreichen. PF

Bastfaser (bast fiber)

Bastfasern werden aus der inneren Rinde oder dem Phloem verschiedener Pflanzen gewonnen: z.B. —• Flachs, —• Hanf, —• Jute, —» Kenaf, —> Ramie, Kozo (Broussonetia papyrifera), Mitsumata (Edgeworthia papyrifera, Familie Thymelaeaceae), Gampi (Diplomorpha sikokiana Nakai, Familie Thymelaeaceae), Maulbeerbaum oder Seidelbast (Lokta Daphne papyracea). Industriell geerntet, besonders in Asien, werden Flachs, Jute und Kenaf für die Papierund Pappenerzeugung, vor allem in China (1996 ca. 200 000 t), verwendet. Für handgeschöpfte Papiere bester Qualität, z.B. WashiJapanpapiere, werden Bastfasern des Maulbeerbaums eingesetzt. Die Arbeitsphasen bei der Herstellung von handgeschöpften Japanpapieren aus Bastfasern (z.B. Gampi, Kozo, Mitsumata) sind folgende:

127 1) Ernte Die Zweige werden geerntet, nachdem die alten Blätter abgefallen, die neuen aber noch nicht ausgeschlagen sind. 2) Schälen Gampi-Rinde wird sofort nach der Ernte von den Zweigen abgezogen. Die Kozo- und Mitsumata-Zweige werden zuerst senkrecht in ein Dampfbad gestellt. Man stülpt eine Wanne darüber und lässt den Dampf etwa 2 h einwirken. Danach gießt man kaltes Wasser über die Zweige, damit sich die Bastfasern leicht abschälen lassen. Nach dem Trocknen wird der Bast gebündelt gelagert. 3) Beseitigung von schwarzen Rindenschichten Die schwarzen Rindenschichten werden mit dem Messer abgekratzt, bis nur noch weiße Rinde übrigbleibt.

geschlagen. Diese Arbeit wird heute meistens maschinell durchgeführt. 8) Blattbildung Für eine gute Faserverfilzung und eine gleichmäßige Papieroberfläche wird Nori, ein Schleim aus der Wurzel der Hibiscuspflanze, der Fasersuspension zugesetzt. JU

BAT (Best Available Techniques)

Die BAT als beste verfügbare Technik ist abzugrenzen vom —> allgemein anerkannten Stand der Technik, vom —• Stand der Technik und vom Stand von Wissenschaft und Technik. Sie spielt eine große Rolle im europäischen —• Umweltrecht, etwa bei der IVU-Richtlinie. MR

Batch-Kocher 4) Kochen Da die Rinde nicht nur aus Fasern besteht, sondern u.a. Stärke, Fett und Tannin (Gerbsäure) enthält, muss sie einen Tag gewässert und dann mit einem Zusatz von Laugen 2 bis 3 h gekocht werden. Die Qualität des Papiers hängt in hohem Maße von der Sorte und Stärke der Laugen ab.

(batch cooker)

Der Batch-Kocher in einer —• Streichküche für eine —• Streichanlage ist ein druckloser Behälter, in dem diskontinuierlich —• Stärke durch Verkochen unter Zugabe von Dampf aufbereitet wird. KT

Batzen 5) Bleichen Gekochte Rindenfasern müssen gebleicht werden. Früher wurden sie hauptsächlich in Flüssen, aber auch im Schnee oder in der Sonne gebleicht. Diese natürliche Bleichmethode schont die Fasern, beansprucht aber viel Platz und Zeit. Heute bleicht man meistens chemisch. 6) Sortieren Fasern, die Narben oder Unreinheiten aufweisen, werden gewissenhaft von Hand aussortiert. Dieser Prozess muss intensiv ausgeführt werden und kann nicht maschinell betrieben werden. 7) Rindenfasern schlagen Zwecks Trennung von Faserbündeln und Zerkleinern der Fasern werden die Fasern

(lump)

—• Stoffbatzen

Baumwolle (cotton lint)

(Gossypium herbaceum L., Familie Malvaceae) Baumwolle ist die Bezeichnung für die Samenhaare verschiedener Arten der Malvazeengattung Gossypium. Die Baumwollpflanzen sind ein- oder mehrjährige Sträucher, auch kleine Bäume mit eiförmigen, walnussgroßen, kapselartigen Früchten. Die einzellige Baumwollfaser erscheint unter dem Mikroskop als verdrehtes Band mit verdickten Rändern. Die korkenzieherartigen Windungen wechseln innerhalb der Faser ihre Drehrichtung und geben infolgedessen beim

128 Verspinnen einen besonders guten Zusammenhalt. Die Faserlänge liegt zwischen 12 und 50 mm bei 10 bis 45 μ m Durchmesser. Die Baumwollfaser ist mit 88 bis 90 % die cellulosereichste natürliche Faser (—> Cellulose), die neben etwa je 0,5 % Wachs und Öl sowie Eiweiß- und Pektinkörper etwa 0,8 bis 1,8 % mineralische Bestandteile sowie bis zu 8 % hygroskopisches Wasser enthält. Die langen Fasern werden in der Textilindustrie als Baumwollgarne und Gewebe verarbeitet. Nach der Vorverwendung als Textilien wird die Baumwolle als Hadernstoff (—> Hadern) bei der Herstellung von Spezialpapieren (z.B. —• Banknotenpapier) und Rohpappen zugesetzt. Für die Erzeugung dauerhafter, weicher, aber fester Papiere werden Baumwollfasern, das einzige PflanzenSamenhaar, das die Zellstoff- und Papierindustrie kennt, und auch Lintersfasern (—> Baumwoll-Linters) eingesetzt. Laut VDPLeistungsbericht 1996 wurden rund 25 000 t Hadern und Linters in der deutschen Papierindustrie verwendet. JU

BB (short grain)

Abkürzung für —• Breitbahn

Becherkarton (cup stock, drinking-cup board)

Becherkarton wird aus —> Kurz- und —> Langfaserzellstoffen hergestellt. Das Material ist stark geleimt (—• Leimung) und sollte ein hohes —• spez. Volumen haben. Zur Verbesserung der —• Bedruckbarkeit wird häufig ein leichter —• Strich aufgetragen. Für die Verformung bei der Herstellung der Becher ist ein hohes Dehnungsvermögen erforderlich. Der Bereich der flächenbezogenen Masse erstreckt sich etwa von 200 bis 350 g/m2. Verwendet wird Becherkarton für Lebensmittel, wie Pommes Frites, Popcorn oder auch Eistüten. Für die verschiedenen Anforderungen wird der Becherkarton mit abgestufter —> Fettdichtigkeit angeboten. Becherkarton wird auch als Grundlage für die Herstellung von Flüssigverpackungen (z.B. Milchtüten) eingesetzt. Ein weiteres großes Baumwoll-Linters Anwendungsgebiet für Becherkarton sind (first cut cotton Unters, second cut cotton Trinkbecher. PA linters) (Gossypium herbaceum L., Familie Malva- Bedruckbarkeit ceae) (printability) Linters sind kurze Baumwollfasern, die am Nach DIN 16500 wird als Bedruckbarkeit die Baumwollsamenkern anhaften, nachdem das Gesamteigenschaft eines —» Bedruckstoffs, lange Samenhaar (—> Baumwolle) vom Kern die die Eignung zum —> Drucken bezüglich entfernt worden ist. Vor der Ölpressung des der Wechselwirkung —> Druckfarbe/BedruckSamenkerns werden diese Haare mechanisch stoff kennzeichnet, bezeichnet. ein- oder mehrmals abgeschnitten, weshalb Die Bedruckbarkeit umfasst Eigenschaften man von Lintersfasern des ersten (first cut) des Papiers, die in erster Linie die Qualität oder zweiten (second cut) Schnitts spricht. der Reproduktion des —> Druckbilds beeinSie sind in der Faserlänge (1 bis 6 mm) und flussen, wobei die im Einzelfall erforderliim Reinheitsgrad stark verschieden. chen Bedruckstoffeigenschaften weder nach Linters sind im Gegensatz zu den langen Art noch nach deren Wirkung aufgrund der Baumwollfasern nicht spinnbar und daher komplexen Wechselwirkungen zwischen wesentlich billiger. Sie werden als Rohstoff Bedruckstoff, Druckfarbe und —> Druckin der Papierfabrikation für Papiere besonde- maschine zuverlässig angegeben werden rer Weichheit, hoher Dauerhaftigkeit und können. So ist z.B. bekannt, dass im —> Saugfähigkeit wie auch für die Herstel- —• Tiefdruck die —• Glätte des Papiers die lung von —> Cellulosederivaten verwendet. JU Anzahl der —» Missing Dots beeinflusst, jedoch kann - in einem konkreten Fall - beim Auftreten von Missing Dots im Druckbild

129 nicht zweifelsfrei auf die Papierglätte als Ursache für diese Fehlerscheinung geschlossen werden. Ubereinstimmung besteht aber in der Forderung nach Gleichmäßigkeit bzw. Konstanz aller Eigenschaften innerhalb einer Papiersorte oder zumindest Papierlieferung. Generell soll der Bedruckstoff in der Lage sein, eine bestimmte Druckfarbenmenge an den dafür vorgesehenen Stellen aufzunehmen, und zwar so, dass die erforderliche Geschwindigkeit des —• Trocknens der Druckfarbe nicht nachteilig beeinflusst wird. Die Eigenschaften, die ein Papier hierzu aufweisen muss, sind abhängig vom jeweiligen —• Druckverfahren und Druckprodukt. In der folgenden Aufzählung werden verschiedene, auf die Bedruckbarkeit von Papier einflussnehmende Eigenschaften aufgeführt: Glätte, —• Elastizität, —• optische Eigenschaften (wie —• Glanz, —• Weißgrad, —• Farbort, —• Opazität) —• Saugfähigkeit, —• Porosität bzw. —• Wegschlagzeit, —• Zweiseitigkeit und —• Formation. Weiterhin —• Dimensionsstabilität bei Feuchtigkeitseinfluss und Freiheit von chemisch aktiven Bestandteilen (—• Säuregrad), so dass weder die Beständigkeit und der —• Farbton des Druckbilds beeinträchtigt noch die —• Druckform angegriffen werden, sowie Freiheit von kratzenden Bestandteilen. Papier soll keine übermäßige Neigung zeigen, statische Elektrizität aufzunehmen. •

•

•

Bedingt durch die Gegebenheiten im —•Offsetdruck sind die Bedruckstoffeigenschaften, wie —• Rupffestigkeit, Nassrupffestigkeit, Staubfreiheit (—• Stauben), Feuchtdehnung und —•Planlage, von besonderer Bedeutung für eine gute Bedruckbarkeit. Für die Bedruckbarkeit im Tiefdruck stehen die —• Oberflächeneigenschaften, wie Glätte und —• Benetzbarkeit, sowie die —• Kompressibilität im Vordergrund. Wichtige Papiereigenschaften, die im —• Zeitungsdruck die Druckqualität beeinflussen sind: —• Rauheit, Formation, Opazität, Saugfähigkeit, Farbort, —• Helligkeit, —• Schmutzpunkte und Staubfreiheit.

Man kann nicht bei jeder Bedruckstoffeigenschaft eine scharfe Trennung zwischen Bedruckbarkeit und —• Verdruckbarkeit vornehmen; denn verschiedene Faktoren, wie z.B. Planlage und Dimensionsstabilität, können sowohl die —• Druckqualität als auch die Produktionsgeschwindigkeit der Druckmaschine beeinflussen. Zur Prüfung der Bedruckbarkeit werden Probedruckgeräte eingesetzt, um die Wechselwirkung des Papiers FA mit der Druckfarbe zu untersuchen.

Bedruckstoff (printing carrier , printing material, printing substrate)

Nach DIN 16500 wird ein Werkstoff, auf den durch —• Drucken Farbe übertragen wird, als Bedruckstoff definiert. Die —• Benetzung der Oberfläche durch die —• Druckfarbe und das anschließende —•Trocknen der Druckfarbe zu einer fest haftenden Farbschicht sind Voraussetzungen für die Eignung eines Materials als Bedruckstoff. Optische Eigenschaften (z.B. Lichtabsorption und Lichtstreuung, —• Glanz) und Grunddaten (z.B. —• Dichte, —• Dicke) nehmen Einfluss auf die Farbübertragung beim Drucken und die Qualität des Druckerzeugnisses. Saugfähige Bedruckstoffe, wie Papier, Karton, Textilien, ermöglichen das —• Wegschlagen der Druckfarbe oder einzelner ihrer Bestandteile. Sie sind aufgrund der luftgefüllten Hohlräume (—• Poren) zwischen den Fasern unter der mechanischen Beanspruchung in der —• Druckmaschine in stärkerem Maße elastisch und kompressibel als nichtsaugfähige Bedruckstoffe. Bei nichtsaugfähigen Bedruckstoffen, wie Metallfolien, —•Kunststofffolien oder Glas, wird die Haftung der Druckfarbenschicht auf der glatten Oberfläche durch physikalischchemische Wechselwirkungskräfte bewirkt. Bedruckstoffe aus unpolaren Kunststofffolien, wie Polyethylen, werden vor dem Drucken vorbehandelt (—> Primern), um die Wechselwirkung zwischen Druckfarbe und Bedruckstoff zu optimieren. NE

130 Befeuchtungsanlage (moistening facility)

In der Druckweiterverarbeitung und der Herstellung von Verpackungen ist das Befilmen ein besonders hochwertiges Verfahren, um —• Drucke (bedrucktes Papier oder bedruckten Karton) vor mechanischen Beanspruchungen zu schützen. Eingesetzt werden meist transparente, glänzende oder matte Folien aus Polypropylen. WN

Maschinen und Geräte, mit denen Rollenoder Formatpapiere befeuchtet werden können, bezeichnet man als Befeuchtungsanlagen. Die Anlagen stellen Wasser in einer Form so zur Verfugung, dass es vom Papier möglichst gleichmäßig und schnell aufgenommen werden kann. Dies ist der Fall, wenn das Wasser in Form von Dampf oder Mikrotröpfchen vorliegt. Begleitscheinverfahren Mit Dampf arbeitende Befeuchtungsanla(mandatory proofprocedure) gen bestehen aus dem Dampferzeuger und —> Grenzüberschreitende Abfallverbringung einem Düsensystem, mit dem der Dampf auf das zu befeuchtende Material geblasen wird. Befeuchtungsanlagen, die Wasser in Form Beidseitiges Streichen (two side coating , two-sided coating) von Mikrotröpfchen auf das zu befeuchtende Material aufbringen, enthalten mechanische Beim beidseitigen Streichen werden im Geoder Ultraschall-Wasserzerstäuber. Befeuchgensatz zum —» einseitigen Streichen beide tungsanlagen werden in Papiermaschinen Seiten der Papierbahn gestrichen. Bei verwendet, um vor der Aufwicklung des —» Druckpapieren ist das beidseitige Strei(bewusst übertrockneten) Papiers den ge- chen das vorherrschende Verfahren, da beide wünschten —» Feuchtegehalt einzustellen. In Seiten der Bahn die gleichen Bedruckbar—» Druck-, Veredelungs- oder Beschich- keitseigenschaften (z.B. —• Glätte) aufweisen tungsmaschinen mit Trocknern muss nach der müssen. Das beidseitige Streichen wird beim Trocknung mithilfe von Befeuchtungsanlagen —> Maschinenstreichen mithilfe von mindesder ursprüngliche Feuchtegehalt des Papiers tens 2 Streichstationen, je eine Station pro wieder hergestellt werden, weil es anderen- Bahnseite, realisiert. Beim Einsatz von mehr falls zu Störungen in der Weiterverarbeitung als einer Streichstation pro Seite spricht man kommen kann. WN vom —» Mehrfachstreichen. Es kann auch auf einer —> Streichmaschine mit nur einer Streichstation beidseitig gestrichen werden. In diesem Fall muss allerdings die einseitig, Befilmen einfach gestrichene Papierrolle wieder neu in (film lamination) die —• Abrolleinrichtung für StreichmaschiDas Befilmen stellt ein Veredelungsverfahren dar, bei dem mittels eines —• Klebstoffs eine nen gebracht werden, um die zweite, unge—> Kunststofffolie auf Papier oder Karton strichene Seite zu beschichten. aufgeklebt wird. Der Vorgang des Befilmens Beim beidseitigen Streichen können jeweils (Filmlaminierung) erfolgt in —• Laminier- eine oder mehrere Strichschichten aufgeoder —• Kaschiermaschinen. Verwendet wer- bracht werden (—• Doppelstreichen, —• Dreiden meist ein- oder zweikomponentige wäss- fachstreichen). Bei hochwertigen, beidseitig rige Dispersionsklebstoffe, die in dünner gestrichenen Druckpapieren werden somit Schicht auf die —• Folie aufgetragen werden. insgesamt 4 oder sogar 6 Strichschichten Nach dem fast vollständigen Trocknen des aufgetragen. GZ Klebstoffs wird die Folie mit dem Papier bzw. Karton zusammengeführt und angepresst. Dies geschieht im Kaschierwerk der Belastungsgeschwindigkeit Kaschiermaschine. Die Presswalzen des (rate of elongation) Kaschierwerks sind beheizt, um den fast Als Belastungsgeschwindigkeit bezeichnet trockenen Klebstoff thermisch zu aktivieren. man in der —• Papierprüfung die Geschwin-

131 digkeit, bei der eine Prüfling durch Belastung einer Probe, z.B. unter Zugkraft, durchgeführt wird. Bei vielen Prüfungen muss die Belastungsgeschwindigkeit als Stauch-, Vorschuboder —> Dehngeschwindigkeit angegeben und genormt sein. Dies ist durch die —> Viskoelastizität des Papiers bedingt, die eine von der Zeit abhängige —» Elastizität erzeugt. Die Belastungsgeschwindigkeit wird im Allgemeinen in [mm/min] angegeben. Nur bei der Dehngeschwindigkeit wird die Verformungsgeschwindigkeit auf die freie Einspannlänge in [%/min] bezogen. MM

Sauerstoffkonzentration, pH-Wert, Temperatur, Versorgung mit Stickstoff und Phosphor, Schlammalter sowie das spezifische Nahrungsangebot (food to mass ratio f/m), z.B. ausgedrückt als BSB-Schlammbelastung i n k g B S B pro k g TS B B und Tag [BTS,BSB

kg/kg · d]. Ungünstige Lebensbedingungen führen zu mangelnder Aktivität des Belebtschlamms oder zu einer als Blähschlamm bezeichneten Fehlentwicklung (gekennzeichnet durch einen besonders hohen Anteil an fadenförmigen Bakterien und Pilzen), die den Betrieb der Anlagen stark erschwert (—•Nachklärbecken). Durch den aeroben Abbau wird die BioBelebtschlamm masse vermehrt (etwa 50 % der abgebauten (activated sludge) Der Belebtschlamm, auch belebter Schlamm Stoffe werden in Biomasse umgesetzt). Um eine gleichbleibende Konzentration des Begenannt, ist die bei der aeroben Abwasserreinigung (—• aerobe Abwasserbehandlung) mit lebtschlamms im System zu erhalten, muss neu gebildete Biomasse nach dem —• Belebungsverfahren wirksame die —• Biomasse. Sie besteht aus —• Bakterien, —> Sedimentation in einem Nachklärbecken niederen Pilzen und Einzellern (Protozoen). als —• Überschussschlamm abgezogen werDie Gesamtheit dieser —• Mikroorganismen den. Nach anschließender Entwässerung wird wird als —• Biozönose bezeichnet. Die Kon- der Überschussschlamm entweder im Kraftzentration des Belebtschlamms im Bele- werk verbrannt oder anderweitig entsorgt MÖ bungsbecken wird als TS B B in [g/1] oder, (—> Schlammentsorgung). bezogen auf die organische Substanz (Glühverlust), als OTSBB angegeben.

Entscheidend für die Wirksamkeit und Funktionsfähigkeit des Belebungsverfahrens ist die Zusammensetzung des Belebtschlamms, die wiederum von den Lebensbedingungen für die Mikroorganismen abhängt. Diese werden hauptsächlich geprägt durch

Belebungs-(Belebtschlamm-)verfahren (activated

Belebungsbecken J

sludge process)

Zur biologischen —»Abwasserreinigung im aeroben Bereich (—• aerobe Abwasserbehandlung) wird vorwiegend das Belebungsoder Belebtschlammverfahren angewendet.

Nachklärbecken Q +QRS

ψ

Q^

TSBB

ο Û Û Ô Û Û Û Û Û Û Ô Û

Rücklaufschlamm Überschußschlamm QRS, TSRS

f

QüSi TSqs _

Einstufig total durchmischter Belebtschlamm-Reaktor mit Nachklärbecken und Hinweisen auf den Schlammkreislauf

132 In der Papierindustrie kommt es in 4 Varianten zur Anwendung: • • • •

einstufig total durchmischt (Abb.) einstufig mit Rückschlammwiederbelüftung Belebungskaskade zweistufige Belebung.

Verfahrenstechnisch ist es als Submersreaktor einzustufen - im Gegensatz zu den verschiedenen Biofilmverfahren, die Festbettreaktoren verwenden. Häufig wird das Belebungsverfahren als letztes Glied in einer Verfahrenskette behandelt, wobei vorausgehend anaerobe oder Biofilmreaktoren (—• anaerobe Abwasserbehandlung) eingesetzt werden. Die Verfahrenstechnik, insbesondere den Strömungsverlauf und die Bedeutung des Schlammregimes zwischen Belebung und Nachklärung, verdeutlicht die Abbildung fur die konventionelle, total durchmischte Belebung. Entscheidend für die Wirkung des Verfahrens sind Menge und Eigenschaften des —»Belebtschlamms, der durch Abscheidung im —» Nachklärbecken und Rückführung in das Belebungsbecken im System gehalten wird. Die durch den biologischen Abbau neu gebildete —• Biomasse wird als —• Überschussschlamm aus dem System entfernt. MO

(z.B. Codierer, High-Speed-Scanner) stellt hohe Anforderungen an Reinheit, Opazität, Reiß- und Abriebfestigkeit in relativ engen Toleranzgrenzen sowie an Biegesteifigkeit und Planlage für die Fachablage. Die Papiere mit einer flächenbezogenen Masse von 65 bis 85 g/m2 sind ungestrichen, während die gestrichenen und beschichteten Selbstdurchschreibepapiere eine flächenbezogene Masse von 90 g/m2 haben. RH

Beleuchtungsstärke (illumination

level)

Die Beleuchtungsstärke E ist eine fotometrische (—> Fotometrie) und damit auch eine physiologische Größe. Sie ist äquivalent der Bestrahlungsstärke als physikalische Größe, jedoch nicht wie diese mit der Einheit [W/m2] versehen, sondern sie wird in Lux [lx] angegeben. Sie ergibt sich als Quotient aus dem Lichtstrom Φ, der senkrecht auf eine Fläche A auftrifft, und der beleuchteten Fläche A: E=— A

bzw.

E = - ^ - fix] dA

Trifft der Lichtstrom unter einem Winkel φ zur Flächennormalen auf die Fläche, so gilt:

E=

Φ · cos φ , — bzw. A

^ dO · cos φ E= — dA

Belegleserpapier

(paper for document readers , OCR-paper) Die Beleuchtungsstärke ist eine wichtige

Sammelname für Belegsortierleserpapiere, Seitenieserpapiere, Markierungsleserpapiere, Streifenleserpapiere (DIN 6730), die den Büropapieren zuzuordnen sind. Es handelt sich um Papiere für die Datenverarbeitung mit besonderen optischen und/oder magnetischen Eigenschaften, die in DIN V 6723-1, DIN V 6723-2, DIN V 67241, DIN V 6724-2 und DIN 66223-1 festgelegt sind. Sie müssen gut beschreib- und bedruckbar sein und als sortierbare Träger optisch erkennbarer Zeichen und Markierungen dienen. Die Verarbeitung dieser Papiere in schnell laufenden Belegverarbeitungsgeräten

Messgröße bei der Beleuchtung von Arbeitsplätzen und spielt je nach Anforderungen eine Rolle bei der Planung von Beleuchtungsanlagen (—• Luxmeter). Bei der Abmusterung von Farben empfiehlt DIN 6173 eine Beleuchtungsstärke in der Ebene des Farbmusters zwischen 1 000 und 5 000 Lux. UR

Belichtung (exposure)

Die Belichtung Η ist das Produkt aus Beleuchtungsstärke E in [lx] und Belichtungszeit t in [s]:

133 abgedichtet ist. Hieraus ergeben sich folgende Anforderungen an den Belt:

H = E · t [lx-s] Sofern E nicht konstant, sondern zeitlich veränderlich ist, gilt:

•

H = JE dt [lx-s] Die Belichtung stellt in der Fotografie in Verbindung mit der verwendeten Filmbe- • lichtung eine wichtige Messgröße dar. Insbesondere der Zusammenhang zwischen Belichtung und —> Schwärzung bzw. —> optischer Dichte fuhrt zu einer wichtigen Kenngröße der Kennzeichnung von Filmmaterial, der Gradation. Trägt man in einem Diagramm • den log(H) auf der horizontalen Achse und die optische Dichte D auf der vertikalen Achse auf, so ergibt sich für ein bestimmtes Filmmaterial eine charakteristische, in ihrem genutzten Bereich linear verlaufende Kurve. Die Steigung dieses linearen Teils bezeichnet • man als Gradation γ. Sie errechnet sich mit dem Steigungswinkel α zu: AD γ = tan(a)= A(log(H))

Belt (belt)

UR

Das Material des Belts muss gegen Wasser und Öl beständig und ausreichend widerstandsfähig gegen Abrieb sein. Diese Bedingung wird durch vernetzte Polyurethane erfüllt. Die Verformung des Belts im Bereich des Schuhs muß elastisch erfolgen, damit der Belt nicht durch die Hitzeentwicklung bei der Verformung zerstört wird. Polyurethan erfüllt auch diese Bedingung. Da die Bewegungsenergie von der Gegenwalze über das Papier und den Pressfilz auf den Belt übertragen wird, muss der Belt erhebliche Kräfte aushalten, was durch die Einlagerung von Verstärkungsfaden erreicht wird. Der Belt muss maßhaltig sein, damit er sich nicht aus der seitlichen Abdeckscheibe herauszieht. In dieser Hinsicht sind die früher ausschließlich verwendeten Verstärkungsgewebe nicht ideal, da bei Geweben bei Längsbeanspruchung immer eine Querkontraktion erfolgt. Dieser Nachteil wird bei den von der Firma Voith Sulzer hergestellten Pressenmänteln mit Fadengelegen in Längsund Querrichtung aus Polyesterfäden mit abgestimmtem Kraft-Dehnungsverhalten vermieden. Bei Einsatzstellen mit großem Wasseranfall werden statt Belts mit glatten Oberflächen Belts mit Blindbohrungen oder Rillen eingesetzt. Solche Belts haben Dicken um 5 mm.

Der aus dem Englischen stammende Begriff Belt hat sich auch im deutschen Sprachraum für die Bänder durchgesetzt, die in • —• Schuhpressen zwischen dem Pressschuh und dem —> Pressfilz laufen. Um das Gleiten des Belts auf dem Pressschuh zu ermöglichen, werden die Belts mit Öl geschmiert. Der Belt muss undurchlässig sein, damit weder das Schmieröl von innen in die Pres- Die Haltbarkeit der Belts konnte in den letzsenpartie bzw. in den —• Pressspalt noch das ten Jahren stetig gesteigert werden, so dass Wasser aus dem Pressspalt in das Innere des jetzt Laufzeiten von über einem Jahr erreicht Schuhsystems gelangt. Bei den ersten Kon- werden. Blindgebohrte Belts sind nicht so struktionen der Schuhpressen wurden die empfindlich gegen Abnutzung wie gerillte Belts über mehrere Leitwalzen geführt, wobei Belts. AL dann aber an den Stirnseiten erhebliche Ölverluste auftraten. Deshalb sind die Belts in den neueren Konstruktionen der Schuhpressen an den Stirnseiten in Scheiben eingespannt, so dass das Ölsystem vollständig

134 det. Er kann Werte zwischen 0° und 180° einnehmen.

Belüftungs- und Ëntlûftungsanlage (machine (house) ventilation)

Eine Belüftungs- und Entlüftungsanlage dient zur Aufrechterhaltung eines optimalen Luftzustands in der —» Trockenpartie oder in der Maschinenhalle von Papiermaschinen. In der Trockenpartie wird aus Energiegründen eine hohe Taupunktstemperatur (—> Taupunkt) angestrebt, andererseits sollte ein Auskondensieren des Wasserdampfs an der Haubeninnenwand (—> Haube) verhindert werden. Dies wird durch das richtige Verhältnis von Frischluft, Umluft und Abluft bei der Belüftung der —> Trockenhaube sichergestellt. Zur Energieersparnis wird möglichst wenig Luft ausgetauscht und die Frischluft im Gegenstrom zur Abluft aufgewärmt. Außerdem wird die in die Trockenpartie eingebrachte Luft möglichst direkt an den Ort der Wasserausdampfung geführt (—• Taschenbelüftung). Bei der Hallenbe- und -entlüftung sind ebenfalls Energiegesichtspunkte zu berücksichtigen, wie auch ein Auskondensieren von Wasserdampf an Wänden und Dach zu vermeiden ist. Zusätzlich sind die Arbeitsbedingungen für das Maschinenpersonal hinsichtlich Klima (Temperatur und Feuchtigkeit der Luft) in der Maschinenhalle zu berücksichtigen. HO

Die grenzflächenenergetisch bedingten Wechselwirkungen zwischen Festkörper und Flüssigkeit lassen sich je nach Randwinkelwert durch 3 prinzipielle Zustände charakterisieren: 90° < α < 180° : Zustand der Nichtbenetzung b) 0° < α < 90° : Zustand der teilweisen Benetzung c) α = 0°: Zustand der vollständigen Benetzung (Spreitung der Flüssigkeit). a)

Mit Randwinkelmessungen lässt sich also bei gegebenem Festkörper/Flüssigkeitspaar eine Aussage über den Benetzungsgrad machen. Solche Messungen sind auch auf Papieroberflächen möglich (z.B. nach TAPPI-Methode Τ 458), aber im Allgemeinen etwas problematisch, da Rauigkeit (—• Rauheit) und —> Saugfähigkeit den Messwert beeinflussen können. Die prinzipiellen Einflussmöglichkeiten der Benetzungssteuerung erkennt man, wenn man Gleichung (1) umformt:

Benetzbarkeit (wettability)

Die beim Kontakt einer Flüssigkeit mit einem Festkörper sich ausbildenden grenzflächenenergetischen Zustände werden durch die Youngsche Gleichung beschrieben:

Eine Benetzungssteigerung ist gleichbedeutend mit einem abnehmenden Randwinkel oder ansteigenden Wert von cos α (bis maximal cos α = 1). Dies kann erreicht werden g s = g S l + a L -cos α (1) entweder durch Reduzierung der Oberflächenspannung g l der Flüssigkeit und/oder wobei durch Vergrößerung der Differenz Gs - Gsl , Gs: Grenzflächenspannung des Festkörpers was auf eine Steigerung von Gs hinausläuft. gegen Luft (Oberflächenspannung) Beispiel für den ersten Fall ist die Zugabe g l : Grenzflächenspannung der Flüssigkeit von —• Netzmitteln zu einer Flüssigkeit. Der gegen die Dampfphase (Oberflächenzweite Fall liegt vor, wenn z.B. beim Laspannung) ckiervorgang zwecks besserer Lackhaftung oSL· Grenzflächenspannung zwischen Fest- die Fett-/Ölschicht auf einer Metalloberfläche entfernt wird, da reine Metalloberflächen eine körper und Flüssigkeit α: Randwinkel (—• Kontaktwinkel), den höhere Oberflächenspannung aufweisen als die Flüssigkeit mit dem Festkörper bil- die meisten organischen Verbindungen.

135 Der Randwinkel kann zeitabhängig sein. Dies äußert sich z.B. darin, dass er im Zeitpunkt des Kontakts zwischen Festkörper und Flüssigkeit noch relativ hoch ist und erst allmählich abnimmt (Benetzungsverzögerung). Moderne Randwinkelmessgeräte können dieses Zeitverhalten schon ab etwa 0,1 s nach dem Kontakt aufzeichnen. Die Benetzbarkeit als eine Erscheinung aus dem weiten Feld der Grenzflächenphysik ist von großer Bedeutung in allen Fällen, wo Festkörper und Flüssigkeit in Kontakt treten, wie Kapillarsaugfähigkeit (—> Saugfähigkeit), —• Penetration (z.B. beim —> Streichen), Haftung oder —> Kleben (z.B. beim —• Kaschieren). KE

Bent Blade (bent blade) 4

Rakel aus Bandstahl als Dosierelement in Auftragswerken mit separater Dosierung (Quelle: Jagenberg)

Mit Bent Blade wird eine —> Rakel aus relativ weichem Bandstahl bezeichnet, die in —• Walzenauftragswerken mit separater Dosierung als —> Dosierelement eingesetzt wird (Abb.). Das Bent Blade (1) wird so an die um die Umlenk- oder Gegenwalze (2) umlaufende, mit —• Streichfarbe versehene Papier-

oder Kartonbahn angelegt, dass die Bandstahlfläche (3) die überschüssige Streichfarbe abstreift und so den Streichfarbenauftrag dosiert. Der Andruck an die Umlenk- oder Gegenwalze wird mit den Andruckelementen (4) quer zur Papier- oder Kartonbahn eingestellt. KT

Bentonit (bentonite) Bentonite sind sehr stark quellende Tone (wasserhaltige Aluminiumsilikate, Hauptbestandteil Montmorillonit), die unter Volumenvergrößerung ein Mehrfaches ihrer Masse an Wasser bzw. an wässrigen Lösungen aufnehmen können. Aufgrund ihrer Polarität und ihrer z.T. sehr großen spez. Oberflächen (bis über 200 m 2 /g) werden Bentonite in der Zellstoff- und Papierindustrie als Adsorbentien zur Harzbekämpfung (—> Harzbekämpfungsmittel) eingesetzt. Auch sind sie als mineralische Komponente neben synthetischen Polymeren (z.B. —• Polyacrylamid) in Mehrkomponenten-Retentionssystemen (—> Retentionsmittel) sowie im Bereich der Kreislaufwasser- bzw. —• Abwasserreinigung wirksam. SE

Berstfestigkeit (bursting strength) Die Berstfestigkeit ist der Widerstand einer kreisförmig eingespannten Probe gegenüber einem einseitig aufgebrachten gleichmäßig ansteigenden Druck bis zum Bersten und wird als Berstdruck in [kPa] angegeben. Die Berstfestigkeit ist ein Merkmal zur Charakterisierung von —> Verpackungspapieren (z.B. von —> Deckenpapieren). Sie wird bei Papier nach D I N 53113 und DIN ISO 2758 und bei Pappen nach D I N 53141 ermittelt. WS

Berstfestigkeitsprüfer (bursting strength tester) Ein Berstfestigkeitsprüfer ist ein Prüfgerät, das zur Messung der —• Berstfestigkeit in Form des Berstdrucks dient. Der Berstdruck wird in [kPa] angezeigt. Zur Bestimmung der

136 Berstfestigkeit stehen 2 normierte Geräte zur Verfügung: • •

das Gerät nach Mullen das Gerät nach Schopper-Dalén.

Während das Gerät nach Mullen gemäß D I N 53141 nur bei Voll- und Wellpappen sowie den dazu verwendeten Papieren (—> Wellpappenrohpapier) angewandt wird, benutzt man das Gerät nach Schopper-Dalén (DIN 53113) für die Prüfung von Papierallerdings bevorzugt nur im deutschsprachigen Raum. Die Berstfestigkeit ist als der Widerstand definiert, den eine kreisförmig eingespannte Probe einem einseitig aufgebrachten, gleichmäßig ansteigenden Druck bis zum Bersten entgegensetzt. Der Druck wird vom Prüfgerät mittels einer Gummimembran auf eine runde, eingespannte Fläche der Probe übertragen, wodurch die Probe bis zum Platzen gedehnt wird. Beim Schopper-Dalén-Gerât wird der Druck pneumatisch und beim Mullen-Gerät hydraulisch erzeugt. Auch bei den Abmessungen der eingespannten Probenflächen unterscheiden sich die beiden Geräte. Während sich beim Schopper-Dalén-Gerât die einzuspannende Probenfläche in Abhängigkeit vom zu erwartenden Berstdruck zwischen 10 und 100 cm 2 variieren lässt, wird beim Mullen-Gerät eine konstante Prüffläche von 7,8 cm 2 verwendet. Weiterhin weichen die beiden Geräte im Anpressdruck der Einspannvorrichtung voneinander ab. Beim Mullen-Gerät ist der Anpressdruck einstellbar

Beschichtungsverfahren

und orientiert sich an dem zu messenden Berstdruck. Beim Schopper-Dalén-Gerât ist der Anpressdruck dagegen nicht näher spezifiziert. Die Probe muss jedoch so fest wie möglich eingespannt werden, damit sie während der Prüfung nicht aus der Einspannung rutscht und damit zu Fehlmessungen führt. WS Berstwiderstand (bursting strength) Bei dem Begriff Berstwiderstand handelt es sich um einen veralteten Begriff, der in der aktuellen europäischen Normung durch den Begriff —• Berstfestigkeit ersetzt wurde. WS

Beschichten (coating) Unter Beschichten versteht man das Auftragen eines Beschichtungsmittels auf die Papieroberfläche ohne Einsatz eines Haftvermittlers ( - » Klebstoff). Es werden dabei niedrig- bis mittelviskose Stoffe (meist in flüssiger Form oder als Dispersion) auf das Papier aufgebracht, so dass eine geschlossene Schicht auf der Papieroberfläche entsteht. Zu den Beschichtungsverfahren gehört auch das —• Streichen. Ziel der Beschichtung ist eine Eigenschaftsänderung der Papiere (Veredelung). Die wichtigsten Beschichtungsverfahren (Abb.) sind Nassbeschichtung, Schmelzbeschichtung und Bedampfen. Beschichtungsmittel für Papiere können Gase oder Dämpfe (z.B. bei der —• Metallisierung mit Aluminium), Lösungen (z.B. beim —• Silikonisieren

137 mit Silikon), Dispersionen (z.B. beim Streichen mit wässrigen Pigmentdispersionen) oder Schmelzen (z.B. bei der Polyethylenbeschichtung von —> Fotorohpapieren) sein. GZ

Beschichtetes Papier (coated paper) Unter Beschichten wird gemäß DIN 6730 das ein- oder beidseitige Aufbringen eines formlosen Stoffs auf einen Träger verstanden. Als Träger dienen Beschichtungsrohpapiere sehr unterschiedlicher Stoffzusammensetzung und Eigenschaften je nach Verwendungszweck. Beim Beschichtungsvorgang, der online oder off-line erfolgen kann, spielen Mikro- und Makrostruktur sowie die Saugfähigkeit bzw. das Adsorptionsverhalten der Rohpapiere gegenüber den Beschichtungsmaterialien eine wichtige Rolle. Im Gegensatz zur Imprägnierung (-> Imprägnieren) wird bei der Beschichtung mittels unterschiedlicher Auftragsverfahren je nach Eigenschaft der auf das Papier aufzubringenden Substanzen eine mehr oder weniger starke Abdeckung der Papieroberfläche angestrebt. Dadurch werden dem so oberflächig veredelten, weitgehend porenfreien Papier völlig neue Eigenschaften, wie Aroma(-» aromadicht) und Wasserdampfdichtigkeit oder Heißsiegelfähigkeit Heißsiegeln) verliehen. Der möglichst dünne Beschichtungsfilm muss eine ausreichende Verankerung zum Rohpapier besitzen, jedoch nur begrenzt in die Papierstruktur eindringen. Der Charakter des Trägerpapiers soll dadurch nicht beeinträchtigt werden. Beschichtungen auf Papier werden z.B. mittels Walzen- oder Rakelauftrag bei wässrigen Dispersionen (PVDC-Beschichtung, Lackierung) oder bei Lösungen (-» Silikonisieren), mittels Walzenauftrag oder -> Extruder bei Schmelzen (Polyethylen-Extrudierung) oder mittels Hochvakuum-Bedampfungsanlage bei gas- oder dampfförmigen Beschichtungsmaterialien (-> Metallisieren, Keramisieren) vorgenommen. RH

Beschichtung (coating) Unter einer Beschichtung versteht man eine fest haftende Schicht aus formlosem Stoff, die auf einem Werkstück oder einer Trägerbahn aufgebracht wird. Für eine weitere Unterscheidung ist der Zustand oder die Art des Beschichtungsmittels vor der Beschichtung maßgebend. Abgesehen von Metallschichten, die aus dem dampfförmigen Zustand abgeschieden werden (Metallisieren von Papieren und —> Kunststofffolien), ist das Beschichtungsmittel für Papiere und Kunststofffolien vor dem Aufbringen flüssig (Lösungen, Dispersionen) oder kann durch Aufschmelzen in einen flüssigen Zustand gebracht werden (Schmelzmassen, —• Thermoplaste). Das Aushärten der Beschichtung erfolgt entweder durch Abkühlen (Schmelzmassen, Thermoplaste), durch Entzug des Löse- bzw. Dispergiermittels (Lösungen, Dispersionen, Emulsionen), durch chemische oder strahlungsbedingte Vernetzung oder durch eine Kombination der 3 genannten Arten. Beschichtungsmittel mit organischen —> Lösemitteln werden aus Umweltgründen zunehmend durch wässrige Systeme oder durch strahlungsvernetzbare Systeme ersetzt. Die häufigsten Beschichtungarten für Papiere und Folien sind: • • • • • •

Lackierungen (—• Lackieren) Metallisierungen (—• Metallisieren) Silikonbeschichtungen (—• Silikonisieren) Klebstoffbeschichtungen (—> Kleben) Wachsbeschichtungen (—> Wachs) Extrusionsbeschichtungen (—> Extrudieren).

Zum Auftragen von Beschichtungen sind folgende Verfahrenstechniken üblich: • • • • • •

Walzenauftrag Luftbürstenauftrag Rakelauftrag Gießverfahren Düsenauftrag Extrudieren (Thermoplaste)

138 • •

Streichen (—» Streichfarben) Bedampfen (Metallisieren).

Beschichtungsverfahren werden angewendet, um Materialeigenschaften von Papier, Karton und Folien mit Eigenschaften des Beschichtungsmittels (z.B. Barrierewirkung gegenüber Feuchtigkeit, Gasen oder Aroma, metallischer Oberflächenglanz) zu kombinieren. KB

Beschichtungsmaschine (special coating machine) Mit einer Beschichtungsmaschine werden verschiedene Materialien wie Kunststoffdispersionen auf Papier- oder Kartonbahnen aufgebracht, um Papieren oder Karton bestimmte Eigenschaften wie —• Fettdichtigkeit, Aromadichtigkeit (—• aromadicht) oder Adhäsionseigenschaften zu verleihen. Eine Beschichtungsmaschine wird überwiegend in der Papier- oder Kartonbeschichtung angewendet und ist nur in einem gewissen Sinn mit dem —• Streichen von Papier oder Karton in Verbindung zu setzen. Das Verfahren einer Papier- oder Kartonbeschichtung ist nicht mehr der Erzeugung von Papier und Karton zuzurechnen, sondern der —• Papierverarbeitung. Dabei kann es durchaus sein, dass eine gestrichene Papier- oder Kartonbahn zusätzlich noch beschichtet wird, um bestimmten Fertigprodukten (z.B. —> Lebensmittelverpackungspapieren) spezielle Eigenschaften zu verleihen. KT

Beschneiden (cropping, trim) Unter Beschneiden wird ein Rundumbeschnitt an mehreren Formatkanten der verschiedensten Buchbindereierzeugnisse auf ein Endformat verstanden. Der Arbeitsgang Beschneiden stellt somit in der buchbinderischen Verarbeitung den Abschluss bei der Herstellung von —> Broschüren oder bei der Buchblockbearbeitung - vor der Verbindung mit einer Buchdecke - dar. In der Fließfertigung einer —> Buchbinderei stehen am Ende der Produktionsstraßen Dreimesserautomaten, in denen der Dreiseitenbeschnitt mit 2

Seiten- und einem Vordermesser gegen eine Schneidleiste aus Plastikmaterial durchgeführt wird. Die beiden Seiten- und der Vorderbeschnitt laufen in 2 aufeinander folgenden Arbeitsgängen ab. In diesen Maschinen lassen sich aufgrund des Zugschnittprinzips relativ dicke Produkte - alternativ große Stapel von mehreren dünneren Produkten bis zu ca. 100 mm verarbeiten. Bei dünnen Produkten, wie Zeitschriften oder Prospekten, die als Rückstichbroschüren mit einer Klammerheftung versehen werden, kommen auch Trimmer zum Einsatz, die nach dem Scherschnittprinzip arbeiten. In den als Planschneidemaschinen bezeichneten Einmessermaschinen wird ebenfalls im Zugschnittprinzip gegen eine Schneidleiste aus Kunststoffmaterial gearbeitet. In diesen Maschinen erfolgen jedoch vornehmlich Trennschnitte, Winkelschnitte oder Differenzschnitte an großen Bogenformaten aus den —> Bogendruckmaschinen. SD

Beschnittene Arbeitsbreite (trimmed machine width) Nach dem Bahnbreitenschema des ZELLCHEMING-Merkblatts II/2/81 wird die durchschnittliche maximal mögliche verkaufsfähige Bahnbreite nach der —• Rollenschneidmaschine als beschnittene Arbeitsbreite (AB) bezeichnet. Die von der Papiermaschine kommenden —• Mutterrollen haben keine geraden und fehlstellenfreie Ränder und müssen deshalb in —• Umrollern oder Rollenschneidmaschinen beidseitig beschnitten werden. Der dabei entfernte Randstreifen von etwa 30 mm Breite je Rollenrand wird als —> Ausschuss nach der —• Zerfaserung im —> Pulper wieder der Produktion zugeführt. TI

Beschreibbarkeit (ink resistance , writability) Unter Beschreibbarkeit mit —> Tinte wird der Widerstand verstanden, den Papier dem Auslaufen und Durchschlagen dieser Flüssigkeit entgegensetzt. Wird die Tinte zu stark vom Papier aufgesaugt (—> Saugfähigkeit),

139 entsteht eine unleserliche Schrift. Der erforderliche Widerstand wird durch die Leimung zwecks Hydrophobierung der Fasern bzw. des Papiers mithilfe von —> Leimungsmitteln erzielt. Ist die Leimung jedoch zu stark, nimmt das Papier die Tinte wegen mangelnder —• Benetzbarkeit nicht an, und die Tinte bleibt auf der Oberfläche stehen. Das Prüfverfahren ist nach DIN 53126 genormt. Dabei werden mit einer Reißfeder Striche bestimmter Dicke mit einer speziellen blauen Tinte gezogen. Nach einer gewissen Zeit wird überprüft, ob der Tintenstrich ausgelaufen oder durchgeschlagen ist. Das Papier gilt als beschreibbar, wenn die mit der Reißfeder gezogenen Striche nach 25 h weder ausgelaufen noch durchgeschlagen sind. Ist die —> flächenbezogene Masse < 80 g/m 2 , dann dürfen die Striche mit der auf 0,8 mm eingestellten Strichbreite nicht auslaufen. Striche, die mit der Reißfeder gezogen sind, deren Spaltbreite in [mm] einem Hundertstel (z.B. 0,8 mm) des Zahlenwerts der flächenbezogenen Masse (z.B. 80 g/m 2 ) entspricht, dürfen nicht durchschlagen. Geprüft wird auf —• Sieb- und —• Oberseite an knick- und faltenfreien Proben. Als Hilfsmittel wird beim Strichziehen ein spezielles Ziehgerät verwendet. A u f der zu prüfenden Fläche sind entlang eines Lineals jeweils 4 Striche in —> Laufrichtung und —> Querrichtung der Papierprobe zu ziehen. Die Strichlänge soll mindestens 140 mm und die Ziehgeschwindigkeit etwa 100 mm/s betragen. MM

Beschweren (loading) —• Füllen

Beseitigungsautarkie (disposal autarchy) —• Grenzüberschreitende Abfallverbringung

Bespannungen (für Papiermaschinen) (clothing for paper machines) Bespannung ist der Oberbegriff für die technischen Textilien in der Papiermaschine. Die

Bespannung unterteilt sich in mehrere Gruppen: •

•

•

•

•

•

•

Blattbildungssiebe, die als Langsieb, —> Obersieb und —> Untersieb oder als —• Rundsieb vorkommen können Sieb). Filze als Nass- und Trockenfilze: Man unterscheidet —> Pick-up-Filze (—> Nassfilz), —> Abnahmefilze, —> Oberfilze, —• Pressfilze (für verschiedene Pressen in der —• Pressenpartie) und —• Trockenfilze (—> Schonfilze). Pressfabrics als Gewebe aus Polyamidmonofilen (—•Monofilament) oder Polyamidmonofilzwirnen, die in manchen Pressen zwischen der —» Presswalze und dem Pressfilz laufen. Sie haben die Funktion, freies Volumen für das ausgepresste Wasser bereitzustellen. —> Schrumpfsiebe haben die gleiche Funktion wie die Pressfabrics. Sie liegen jedoch stramm auf der Presswalze auf. —• Trockensiebe für den Einsatz in —• Trockenpartien zwecks Anpressung der Papierbahn an die —• Trockenzylinder (besserer Wärmeübergang, kontrollierte —• Querschrumpfung der Papierbahn). Transportsiebe dienen zum Abtransport von —> Ausschuss aus der Trockenpartie. An sie sind außer einer ausreichenden Festigkeit keine großen Qualitätsanforderungen zu stellen, so dass man in dieser Funktion oft Trockensiebe verwendet, die für ihren eigentlichen Einsatz nicht mehr geeignet sind. Pressenbelts sind mit Polyurethan beschichtete Gewebe (—> Grundgewebe) oder Fadengelege, die den äußeren Mantel von —> Schuhpressen bilden ( - • Belt). AL

Bessere Sorten (high qualities) —> Altpapiersorten

140 Betaradiographie (beta radiography) Die —• Formation von Papier wird meist auf indirektem Weg über die Lichttransmission gemessen. Um die kleinflächigen stochastischen (regellosen) Massenschwankungen von Papier exakt zu erfassen, bedient man sich vor allem im Rahmen der Forschung der Betaradiographie.

m

• Gewicht

m

Glasplatte —H» *r ^ * » ρ » *r * ' * H wuwwwlwymm Schaumstoff Betastrahler — L - T ^ Papierprobe Film >*, 4,:», ο », >Q *Λ— Glasplatte

Prinzip der Betaradiographie

Gemäß der Abbildung werden dabei auf eine ebene Unterlage zunächst ein Röntgenfilm und darauf die zu untersuchende Papierprobe gelegt. Mithilfe einer ebenen Oberlage und eines Gewichts bringt man anschließend nach Zwischenlage eines Schaumstoffs, der für eine gleichförmige Druckverteilung sorgen soll, eine betaradioaktive Folie (üblicherweise 14C-Strahler) mit der Papierprobe in engen Kontakt. Je nach Strahlentransmission durch das Papier und Belichtungszeit zeigt der entwickelte Röntgenfilm eine mehr oder weniger starke Schwärzung durch die Betastrahlen in Abhängigkeit von der lokalen Massenbelegung. Kalibrierstreifen aus Aluminium erlauben, die Schwärzung einer bestimmten lokalen —> flächenbezogenen Masse der bestrahlten Papierprobe zuzuordnen. Die Auswertung der Röntgenfilme erfolgt mit Formationstestern (Formation) oder der Bildanalyse (—• Bildanalysator). PR

Betriebsbeauftragter für Umweltschutz (company environmental health officer EHO) —> Umweltschutzbeauftragter

Betriebswasser (process water) Der Begriff Betriebswasser ist ein Synonym für —> Brauchwasser und umfasst das gesamte, in eine Zellstoff- oder Papierfabrik eingespeiste —> Frischwasser. Er wird aber auch als alternative Bezeichnung für —> Fabrikationswasser verwendet, also für das nur mit Faserstoff in Berührung kommende Wasser. SW

Beutel (bag) Ein Beutel ist ein flexibles, vollflächiges, raumbildendes Packmittel, meist unter 2 700 cm 2 Zuschnittsfläche (Breite χ Länge plus ggf. Faltenbreite). Die verbreitesten Beuteltypen sind in den nachfolgenden Abbildungen dargestellt.

1) Tüte, Spitztüte

Betriebsbeauftragter für Gewässerschutz (company officer for water pollution prevention) —> Abwasserrecht —> Umweltschutzbeauftragter

Fahne-v

Klebelasche

Aus einem Zuschnitt gefertigter dreieckiger, flexibler Beutel mit einer Längsnaht.

-

141 5) Kreuzbodenbeutel

2) Flachbeutel

Klebelasche Klebelasche

Sammelbegriff für Beutel ohne konstruktives Unterteil. In der Abbildung ist ein Beutel mit Winkelklebung dargestellt, der am unteren Verschluss und in der Längsmitte jeweils eine Naht aufweist.

Bodenbeutel ohne Seitenfalten mit sechseckigem Boden, der durch kreuzweises Falten und Verbinden gebildet wird.

6) Blockbodenbeutel 3) Zweinahtbeutel

Verschlußlasche

Flachbeutel mit 2 Längsnähten; die Unterkante entsteht durch Falten.

Beutel mit 2 Seitenfalten und mit gefaltetem, rechteckigem Boden, meist zusätzlich mit Bodenblatt versehen, wird gelegentlich noch Klotzbodenbeutel genannt.

Klebelasche

AN

4) Seitenfaltenbeutel

Klebelasche

+

Flachbeutel Seitenfalten

mit

Beutelmaschine (bag machine) Beutelmaschinen werden unterteilt in Maschinen zur vollautomatischen Fertigung und Befüllung der Beutel und in Maschinen zur Herstellung von Tüten und Beuteln, die getrennt vom Herstellprozess befüllt werden. Entsprechend den unterschiedlichen Beutelarten (—• Beutel) gibt es eine Vielzahl von Maschinentypen. Als Material werden Papier, Kunststofffolie oder Verbünde daraus eingesetzt, die entweder als Flachbahn oder Schlauchware vorliegen. AN

Biegesteifigkeit (bending stiffness) Die Biegesteifigkeit ist ein wichtiges Kriterium für die Stabilität des Papierdurchlaufs durch schnelllaufende —• Druck- und Verar-

142 beitungsmaschinen sowie für die erforderlichen Steifigkeitseigenschaften von Verpackungen aus Papier, Karton oder Pappe, insbesondere von Schachteln (z.B. —> Faltschachteln). Die spez. breitenbezogene Biegesteifigkeit Sb in [Nmm] einer Papierprobe (bezogen auf die Probenbreite b in Richtung der Biegemomentsachse) ist definiert durch das Produkt aus in-plane-Elastizitätsmodul E und breitenbezogenem Flächenträgheitsmoment IF:

[Nmm],

(1)

b wobei für den —• Elastizitätsmodul je nach Lage der Biegemomentachse bezüglich der —> Laufrichtung des Papiers der Modul für die —• Maschinen- oder für die —• Querrichtung einzusetzen ist. Die Biegesteifigkeit zeigt damit die gleiche —> Anisotropie wie der Ε-Modul. Das Flächenträgheitsmoment I F in [mm 4 ] ist als geometrische Größe gegeben durch

IF

=

[mm 4 ] ,

(2)

mit d als Schichtdicke der Papierprobe. Schubspannungseinflüsse auf den Biegevorgang werden bei dieser Betrachtung vernachlässigt. Nach Einfuhrung der —• flächenbezogenen Masse m A in [g/m 2 ] folgt der zu (1) alternative Ausdruck S b = (1/12) E(p s )-(m A /p s ) 3 [Nmm],

—> Zellstoffen vorteilhafter zur Erreichung hoher Biegesteifigkeiten. Möglichkeiten für eine Optimierung der Biegesteifigkeit ergeben sich insbesondere bei mehrlagigen oder mehrschichtigen Papiermaterialien. Z.B. kann bei einem dreilagigen Produkt durch eine möglichst voluminöse Mittelschicht mit geringer Dichte in Kombination mit Außenschichten, die möglichst große Ε-Module besitzen, die Biegesteifigkeit des Verbunds bei vorgegebener flächenbezogenen Masse maximiert werden. GÖ Bibeldruckpapier (bible paper) —• Holzfreies, wenig auftragendes, meist —> hadernhaltiges Dünndruckpapier niedriger —• flächenbezogener Masse (DIN 6730). An das Papier werden hohe Anforderungen bezüglich Festigkeit, —• Opazität, geschlossener Oberfläche und guter —» Formation gestellt. Die meist gelblich-weißen, satinierten oder maschinenglatten Bibeldruckpapiere in einer flächenbezogenen Masse von 25 bis 30 g/m 2 werden vornehmlich im —» Buchoder —> Offsetdruck bedruckt und für die Herstellung umfangreicher und wertvoller Bücher, wie Bibeln oder Gesangsbücher, verwendet. Zur Erzielung der gewünschten Alterungsstabilität (—> Alterung) und Opazität werden bis zu 30 % —• Calciumcarbonat, bei ganz dünnen Sorten bis ca. 10 % —• Titandioxid oder —> Silikate eingesetzt. Z.T. werden die Papiere auch oberflächenpigmentiert (—> Pigmentieren). RH

(3)

der den starken Einfluss der —> Dichte (früher: —> Rohdichte) p s auf die Biegesteifigkeit deutlich macht. Die Zunahme des E-Moduls mit wachsender Dichte kann die geometrisch bedingte starke Verringerung der Biegesteifigkeit mit wachsender Rohdichte (Dickenverringerung bei festem m A ) i.a. nicht kompensieren. Aufgrund der steiferen Einzelfasern sind —»Holzstoffe im Vergleich zu

Biegeausgleichswalze (deflection compensation roll) Eine Biegeausgleichswalze ist eine Walze zum Ausgleich der Durchbiegung bei einem Walzenpaar, die durch die im —> Pressnip aufgebrachte Belastung (—> Linienkraft) sowie durch das Eigengewicht der Walzen verursacht wird (siehe auch —> Durchbiegungsausgleichswalze). HO

143 Biegesteifigkeitsprüfer (bending stiffness tester) Zur Bestimmung der —• Biegesteifigkeit von Papier, Karton und Pappe als Widerstand einer Probe gegenüber Biegung oder Wechselbiegung im linear-elastischen Bereich der —• Spannungs-Dehnungs-Kurve finden vorzugsweise 2 unterschiedliche Messprinzipien Anwendung.

a

Schwingklemme

I Zugklemme Abb. 1: Prinzip eines Prüfgeräts zum Resonanzlängen-Verfahren

1) Das nach D I N 53123-1 standardisierte Resonanzlängen-Verfahren nutzt die Analyse einer erzwungenen Resonanzschwingung eines einseitig eingespannten Probestreifens zur Ermittlung der Biegesteifigkeit. 2) Bei der Balkenmethode nach DIN 53121 werden die Probestreifen als Balken im Sinne der Festigkeitstheorie angesehen, wobei aus den beim Biegeversuch gemessenen Daten für Messlänge bzw. Einspannlänge, Durchbiegung bzw. Biegewinkel sowie Biegekraft bzw. Biegemoment die Biegesteifigkeit berechnet wird. Je nach Art des Beanspruchungsprinzips werden Zweipunkt-, Dreipunkt- und Vierpunkt-Verfahren unterschieden. Auch bei der Balkenmethode soll die Verformung im linear-elastischen Bereich des Kraft-Durchbiegungs-Diagramms bei

niedriger und konstanter Verformungsgeschwindigkeit erfolgen. In Abhängigkeit von der Einspannlänge und dem angewandten Verfahren leiten sich daraus bestimmte Grenzwerte für die maximale Durchbiegung bzw. den maximalen Biegewinkel ab. Bei Überschreitung des linear-elastischen Bereichs ergeben sich Fehler in Messung und Interpretation. Das Resonanzlängen-Verfahren (Abb. 1) ist anwendbar auf ein breites Sortiment von Papier und Pappe, sollte jedoch nicht angewandt werden auf Papiere mit einer flächenbezogenen Masse unter 40 g/m 2 und auf —> Wellpappe. Die Resonanzlänge 1 einer lotrecht stehenden, am unteren Ende eingespannten Probe ist diejenige freie Länge, bei der die Auslenkung a am oberen Probenende bei einer vorgegebenen Frequenz (25 Hz) ein Maximum erreicht. Die Ermittlung der Resonanzlänge 1 in [mm] erfolgt unter Variation der freien Probenlänge, bis der Resonanzzustand erreicht ist. Die breitenbezogene Biegesteifigkeit Sb in [Nmm] folgt dann aus der Zahlenwertgleichung Sb = 20(1/100)4 · (m A /100)

[Nmm]

(mit m A [g/m 2 ] als flächenbezogene Masse). Die Messung erfolgt für —• Längs- und —> Querrichtung getrennt. Das Zweipunkt-Verfahren der Balkenmethode wird vorzugsweise für Papier und Karton (Karton in der Regel bei drehbarer Einspannung) angewandt. Das Messprinzip ist aus den Abb. 2 und 3 ersichtlich. I

• ι

1

· ~T

Abb. 2: Prinzip des Zweipunkt-Verfahrens mit starrer Einspannung (Messlänge 1, maximale Durchbiegung f, Biegekraft F)

144 Neben den geometrischen Größen (Messlänge, Durchbiegung, Biegewinkel, Probenbreite und Probendicke) wird entweder die Biegekraft F oder das Biegemoment M = F*1 gemessen, um daraus die breitenbezogene Biegesteifigkeit zu berechnen.

gemäß der Steifigkeitstheorie aus den Krafitund Geometrie-Parametern ab. a

2F

Φ Ι / '' t F J Abb. 3: Prinzip des Zweipunkt-Verfahrens mit drehbarer Einspannung (maximaler Biegewinkel α)

Dreipunkt- und Vierpunkt-Verfahren der Balkenmethode werden vorzugsweise zur Bestimmung der Biegesteifigkeit von Pappe eingesetzt; für Wellpappe in der Regel nur das Vierpunkt-Verfahren. Beim DreipunktVerfahren wird die beidseitig aufgelegte balkenformige Probe in der Mitte durch eine senkrecht aufgebrachte Kraft beansprucht (Abb. 4).

F/2 f

f F/2

ff

I Abb. 4: Messprinzip des Dreipunkt-Verfahrens (Messlänge 1, maximale Durchbiegung f)

Beim Vierpunkt-Verfahren erfolgt die Einwirkung der Biegekräfte F auf den balkenformigen Probestreifen an 4 Punkten (Abb. 5). Das Messergebnis wird in diesem Falle nicht durch Schubspannungen beeinflusst. Die Auslegung der Messlängen lj und 12 richtet sich nach den Probendicken. Die breitenbezogene Biegesteifigkeit leitet sich

F

Abb. 5: Messprinzip des Vierpunkt-Verfahrens (Abstand Ii zwischen jeweils einem der äußeren Auflager und dem Angriffspunkt der benachbarten Kraft, Abstand 12 der beiden inneren Kräfte bzw. Auflager, maximale Durchbiegung f zwischen den inneren Kräften bzw. Auflagern)

Als Prüfgeräte können entweder Biegegehänge, die in Zugprüfmaschinen nach D I N EN 10002-2 oder Druckprüfmaschinen nach D I N 51223 eingebaut werden, oder unabhängig arbeitende Biegesteifigkeitsprüfer eingesetzt werden. Nach dem Zweipunkt-Prinzip mit Biegemoment-Messung arbeiten die im —• TAPPI-Regelwerk standardisierten Biegesteifigkeitstester nach Gurley (TAPPI Τ 543 om-94) und Taber (TAPPI Τ 489 om-92). Beim Taber-Tester betragen die Biegewinkel 7,5° oder 15°, die Messlängen 10 mm und 50 mm. Beim Clark-Steifigkeitstester (TAPPI Τ 451 cm-84) dient die kritische freie Probenlänge für einen Wechselbiegeversuch mit Schwenkung der Einspann-Rollen-Anordnung um 90° als Maß für die Steifigkeit der Probe. Bezüglich des skandinavischen Bereichs ist das Zweipunkt-Verfahren nach SCAN-P 29:95 (bending resistance) standardisiert. Die Bestimmung der Biegesteifigkeit von —• Hülsen nach dem Dreipunkt-Verfahren (Abb. 4) unter Verwendung einer Drückprüfmaschine ist in D I N 54530-6 festgelegt. Moderne Geräteversionen der unterschiedlichen Biegesteifigkeitsprüfer arbeiten generell mit elektronischer Ergebnisanzeige. Zur

145 Entwicklung von Geräten für die online-Messung der Biegesteifigkeit von Papier existieren Konzepte, z.B. zu Lasertechniken für holografische Interferogramme von elastischen Biegewellen. GÖ

Bildanalysator (image analyzer)

Aufbau eines Bildanalysators

ist jeder Punkt eines Bilds durch seinen Ort (Bildpunkt) und seinen Grauwert definiert. Eine Bildverarbeitungskarte entfällt, falls die Bildaufnahme mit Digitalkameras oder Scannern erfolgt. Die Beleuchtung des Objekts kann im Durchlicht, Auflicht oder mit verschiedenen Kontrastiermöglichkeiten im Mikroskop (Hellfeld, Dunkelfeld, Differential-Interferenzkontrast, Fluoreszenz, Pol-Kontrast) erfolgen. Ferner ist jede andere Bildinformation, z.B. als Rauheitsbild oder Tomographie, in einen Bildanalysator einlesbar. Durch ungleichmäßige Präparation, Ausleuchtungsinhomogenität oder Abbildungsverzerrungen können Fehler entstehen, die sich mithilfe mathematischer Verfahren der Bildrestauration oder Bildverbesserung zumindest teilweise eliminieren lassen. Ziel dieser Bildvorverarbeitung ist die verstärkte Herausarbeitung interessierender Strukturen (z.B. —• Markierungen im Papier).

Mithilfe von Bildanalysatoren ist eine digitale Auswertung von Bildern möglich. Aufgrund der raschen Entwicklung der Video- und Computertechnologie erfuhr die Bildverarbeitung auch in der Papierindustrie in den Um „interessante Objekte" aus Grau Weltletzten Jahren einen enormen Auftrieb. Der bildern zu vermessen, müssen diese Bilder prinzipielle Aufbau von Bildanalysatoren ist nach einer Schwellwertbestimmung, oberhalb in der Abbildung gezeigt. dessen die Grauwerte der Struktur (z.B. Für die Aufnahme der Bilder dienen —• Schmutzpunkte) und unterhalb dessen die Schwarzweiß- oder Farbkameras, die entweGrauwerte des Untergrunds (z.B. —• Laborder mit einem Kameraobjektiv versehen oder zur Faserstoff-Analyse Papieretruktur-Analyse Bedruckbarkelte-Analyee Analyse kleiner Strukturen - Rastertonfläche - Formation - Faserlänge auf ein Mikroskop aufge• Gleichmäßigkeit - Faserfeinheit (Coarseness) - Markierungen setzt sind. Deren Ana•Sieb • Missing Dots - Faserwanddicke logsignal wird über eine • Rasterpunktgeometrie •Filz - Faserflexibilität • Walzen (Rillen. Loch) - Volltonfläche - Faserkräuselung (Curl) Bildverarbeitungskarte di• Mottling - Faserbindung - Querschrumpfung gitalisiert. Die Bildinfor• Markierungen - Splitter - Schwarzsatinage - Faserstoffzusammen- Nadellöcher - Unienraster mation liegt anschließend • Auflösungsvermögen - Faserorientierung setzung im Rechner in Form einer - Oberflächenstruktur -Unting - Schmutzpunkte Bildmatrix mit üblicher- Glanz-Mottling - Druckfarbenpartikel - Strichgleichmäßigkeit weise 512 · 512 Bild- Benetzbarkeit und punkten (Pixel) vor. Die Penetration - Struktur in z-Richtung Helligkeit des Bilds wird in der Regel in 256 Grauwerten umgesetzt. Damit Anwendungen der Bildanalyse in der Papierindustrie

146 blatt) liegen, in ein Binärbild überführt werpapiers innerhalb der Papiermaschine mit den. Dieser Vorgang heißt Bildsegmentieeiner —> Leim- oder —» Filmpresse. Die rung. Die Merkmale der Strukturen sind im —> Streichfarbe wird on-line oder off-line auf einfachsten Fall durch Fläche, Umfang oder Streichmaschinen mit 2 bis 4 —> AuftragsAnzahl beschrieben. Nach einer Parameteraggregaten aufgetragen. Die Streichfarbenzuklassifikation oder einem Mustererkennungsführung geschieht durch Walzen- oder Düsenauftrag, die Egalisierung meist mit —* Raprozess (z.B. Unterscheidung zwischen Wälkel (—• Bladestreichen). Für die Trocknung dern, Wiesen oder Industriegebieten in Satelwerden —> Infrarottrockner, Lufttrockner und litenbildern; Differenzierung zwischen —> Sieb- und —> Filzmarkierungen im Papier) —> Trockenzylinder eingesetzt. Die —• Satierhält man als Ergebnis eine quantitative nage erfolgt auf —• Superkalandern (bis zu 14 Objekt- oder Szenenbeschreibung. Walzen), zunehmend aber auch mit —> Softkalandern, sowohl in-line als auch off-line. Die wichtigsten Anwendungen der off-line Durch Variation von Streichfarbenrezeptur Bildanalyse im Bereich der Faser-, Papierund Satinagebedingungen werden glänzende, und Bedruckbarkeits-Analyse sind in der halbmatte und matte Papiere hergestellt. Tabelle zusammengefasst. Über Bildanalyse ist on-line eine Bahninspektion an der laufenden Papierbahn in Einteilung der Bilderdruckpapiere Papiermaschinen oder —> Streichmaschinen Konsum holzhaltig möglich, um z.B. —• Formation, Löcher Standard holzhaltig/holzfrei (—• Lochdetektor) oder —> Rakelstreifen zu Spezialgestrichen holzfre i erkennen. PR PA

Bilderdruckpapier (coated freesheet, coated woodfree) Beidseitig einfach oder doppelt gestrichenes Papier (—> Doppelstreichen) für grafische (—> grafische Papiere, Anwendungen —• Druckpapier), —> holzhaltig oder —• holzfrei mit flächenbezogenen Massen von etwa 70 bis 300 g/m 2 . Einsatzgebiete: Geschäftsberichte, Werbebroschüren oder Prospekte. Die üblichen Druckverfahren sind Bogen- und Rollenoffsetdruck (—• Offsetdruck), wobei sich die Anforderungen etwas unterscheiden. Bogenoffsetpapiere haben höhere Strichgewichte (20 bis 25 g/m 2 je Seite) und werden mit 50 % relativer Feuchte ausgeliefert, während Rollenoffsetpapiere oft einfach gestrichen sind und mit 30 bis 40 % relativer Feuchte (—• Gleichgewichtsfeuchte) an die Druckereien geliefert werden. Durch diese Maßnahmen soll das Blistern (Bildung von Strichblasen durch die Trocknung im Rollenoffsetdruck) verringert werden. Die Streichmaschinengeschwindigkeiten liegen bei ca. 1 500 m/min und die Arbeitsbreiten bei bis zu 10 m. In der Regel erfolgt eine —• Oberflächenbehandlung des —> Roh-

Billetpapier (ticket paper) Billetpapier ist ein -> holzfreies und klanghartes, vollgeleimtes und satiniertes Papier mit einer flächenbezogenen Masse von 80 bis 120 g/m 2 . Die Papiere werden, z.T. gepresst oder geprägt (-> Prägen), als Eintritts- oder Fahrkarten eingesetzt. Literatur: Weigl, J.; Wilken, R.: Herstellung und Prüfung von Spezialpapieren. Papiertechnische Stiftung, PTS-Manuskript 01/96, München, 1996 RH

Bindemittel (binders) —• Streichbindemittel

Bindemittel für Druckfarben (binding agents for printing inks) Bindemittel für Druckfarben sind diejenigen Bestandteile der —• Druckfarbe, die die Pigmentpartikel (—• Farbmittel) beim Dispergieren vollständig umhüllen, so dass diese in

147 —> Druckmaschinen über Farbwalzen (—• Farbwerk) transportiert und anschließend auf dem —• Bedruckstoff fest verankert werden können. Über das Bindemittel werden die rheologischen Eigenschaften der Druckfarbe, wie —• Viskosität, Fließfähigkeit und Zügigkeit (—•Tack) eingestellt. Bindemittel sind unterschiedlich zusammengesetzt, da sie entsprechend dem —» Druckverfahren, der Trocknungsart (—• Trocknen der Druckfarbe) und dem Bedruckstoff formuliert sein müssen. 1) Druckfarben für den —> Rollenoffsetdruck werden danach unterschieden, ob sie im —> Zeitungsdruck (Coldset-Farben) oder im —• Akzidenzdruck eingesetzt werden. Letztere sind überwiegend Heatset-Farben, also Druckfarben, die mittels Heißlufttrocknern getrocknet werden. Als Bindemittel werden für diese Farben —• Harze, Alkydharze, —> Mineralöle (ink oils) und in geringen Mengen eingedickte planzliche —> Öle eingesetzt. Harze und pflanzliche Öle sind nachwachsende Rohstoffe, die traditionell als Bindemittel in —• oxidativ trocknenden Offsetdruckfarben verwendet werden. Heatset-Bindemittel enthalten einen hohen Harzanteil, da dieser wesentlich am —• Druckglanz der getrockneten Druckfarben beteiligt ist. Hartharze werden mit einem hohen KolophoniumAnteil hergestellt. —> Kolophonium ist ein Harz, das durch unterschiedliche Methoden aus harzreichen Nadelhölzern gewonnen wird. Alkydharze benötigen zur Herstellung einen Anteil planzlicher Öle von meist über 50 %. Bewährte pflanzliche Öle sind —> Lein-, Saflor-, Rizinen- und —> Holzöl. In Offsetdruckfarben, speziell für den Akzidenzdruck, werden fast ausschließlich naphtenische Mineralöle, also ringförmige Kohlenwasserstoffe, eingesetzt. Einerseits sollen diese Mineralöle leicht flüchtig sein, um im Trockner unter möglichst geringem Energieaufwand in kurzer Zeit aus der Druckfarbe entfernt werden zu können. Andererseits sollen sie sich im —»Druckwerk nicht verflüchtigen, da die Zügigkeit der Farben in dem Maße steigt, wie das Mineral-

öl verdunstet. Ein zu hoher Zügigkeitsanstieg würde sich hinsichtlich —> Rupfen und —• Aufbauen von Papier auf den —> Gummidrucktüchern nachteilig auswirken. Mineralöle für Heatset-Farben sind spezielle Produkte, die allein für diesen Farbtyp hergestellt werden. Sie werden so raffiniert, dass sie nahezu färb- und geruchlos sind. Die Bestandteile der Bindemittel in der Bindemittelrezeptur für Heatset-Farben sind anteilig verschieden: Bindemittel-Bestandteil Harze Pflanzliche Öle Mineralöle Alkydharze

Anteil [%] 20-50 0-10 20-40 0-20

2) Bindemittel für Zeitungsdruckfarben bestehen aus Harzen und Mineralölen (—• Kompositionsfirnis). Als Mineralöle kommen zum Einsatz: • •

Fabrikationsöle (Spindelöle) im Siedebereich von ca. 320 bis 370° C hochviskose Extraktöle im Siedebereich > 370° C.

Als Harze finden u.a. Naturasphalt (Gilsonite), veredeltes Kolophonium und rein synthetische Harze oder Mischungen davon Verwendung. Für Buntfarben können Asphalt und Bitumina aufgrund ihrer Eigenfärbung nicht eingesetzt werden. Besonders für Offsetfarben haben sich Alkydharze, das sind Polyester auf der Basis pflanzlicher Öle, bewährt. Zusammengefasst ergibt sich folgendes Schema für die Bindemittelrezepturen: Bestandteile Extraktöle Spindelöle Harze Asphalt Bitumina Vegetable Ole Alkydharze

Hochdruck r/ol 20-35 20-30

Offsetdruck r/ol 10-35 10-20

5-25

10-30

0- 5 0- 5

5-10 5-17

148 3) Bindemittel fur —• Tiefdruckfarben entstehen durch Auflösung von Bindesubstrat (Bindekörper) in —* Lösemitteln. Oft wird nicht präzise zwischen Bindemittel und Bindekörper unterschieden und das Bindesubstrat selbst als Bindemittel bezeichnet. Bindesubstrate für Tiefdruckfarben, die im —• Illustrationsdruck eingesetzt werden, sind Naturharze, halbsynthetische und vollsynthetische Harze. Die in ihren Eigenschaften erheblich schwankenden Naturharze, wie Kolophonium und Naturasphalt (Gilsonite), haben für die Herstellung von Tiefdruckfarben nur noch sehr geringe Bedeutung. Haibund vollsynthetische Bindesubstrate haben den Vorteil, dass sie mit den für den jeweiligen Verwendungszweck gewünschten Eigenschaften hergestellt werden können. Aus Kolophonium erhält man durch Salzbildung mit Calcium- oder Magnesiumverbindungen die sog. Resinate. Sie werden, wie die stärker modifizierten Kolophonium-Phenolharze, als Bindesubstrate für Bindemittel in Illustrationstiefdruckfarben eingesetzt. Wegen ihrer guten Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln werden zunehmend auch Kunstharze, Alkydharze und Phenolharze verarbeitet. Die Auswahl der Lösemittel in Tiefdruckfarben wird vorrangig davon bestimmt, ob das Lösemittel die verwendeten Bindesubstrate optimal zu einem Firnis bzw. Bindemittel auflöst. Wenn das Lösemittel die Bindemittelsubstrate zu gut löst, besteht die Gefahr der Lösemittelretention. Dabei wird ein Teil der Lösemittelmenge (Restlösemittel) nach dem Trocknen vom Bedruckstoff zurückgehalten. Ein zu hoher Restlösemittelgehalt kann zum unvollständigen Durchtrocknen der Druckfarbe fuhren. Darüber hinaus kann die —> Wisch- und Kratzfestigkeit des Druckfarbenfilms vermindert werden. Je nach Art des zurückgebliebenen Lösemittels kann es zu unerwünschter Geruchsentstehung kommen. Deshalb wird eine Harz-Lösemittel-Kombination gewählt, die eine gute Trennung bei der Trocknung erlaubt. Da im Illustrationstiefdruck andere Bindesubstrate verwendet werden als im Verpackungstiefdruck, werden in beiden

Bereichen auch andere Lösemittel bzw. Lösemittelgemische eingesetzt. 4) Als Hauptbindemittel für Tief- und —> Flexodruckfarben, die im Verpackungsdruck eingesetzt werden, wird —• Nitrocellulose verwendet. Nitrocellulose verleiht dem Druckfarbenfilm Stabilität, Hitzebeständigkeit und bestimmt die Farbübertragungseigenschafiten zu einem wesentlichen Teil. Nitrocellulose ist aufgrund seiner Sprödigkeit allein nicht als Bindemittel geeignet. Zur Erzielung elastischer Eigenschaften werden daher —» Weichmacher, z.B. Phthalsäure-, Adipinsäure- oder Zitronensäurester, eingesetzt. Zur Verbesserung von Haftfestigkeit und Glanzbildung werden darüber hinaus modifizierte Naturharze (z.B. —• Maleinatharz) und synthetische Kunstharze verwendet. NE

Bindemittelwanderung (binder migration, binder penetration) Unter dem Begriff Bindemittelwanderung werden die Phänomene Bindemittelpenetration und -migration beim —> Streichen von Papier zusammengefasst. Der erste Kontakt zwischen einer —> Streichfarbe und dem Papier bzw. Karton führt zu einem beginnenden Übergang von flüssiger Phase in das zu streichende Substrat. Zusammen mit dem Wasser, das aufgrund seiner relativ niedrigen Viskosität und damit hohen Beweglichkeit am schnellsten wandert, dringen auch —• Bindemittel in das —• Rohpapier ein (Bindemittelpenetration). Diese Abwanderung setzt sich solange fort, bis die Streichfarbe aufgrund des durch Wasserentzug stetig zunehmenden Feststoffgehalts eine gelartige Struktur angenommen hat und damit immobil wird. Mit einsetzender Trocknung kommt es zu einer Umkehrung der Fließrichtung. Die flüssige Phase mit Anteilen an Bindemitteln wandert zur Papier- bzw. Strichoberfläche. Dieser Vorgang wird als Bindemittelmigration bezeichnet. Die wesentlichen Faktoren für eine verstärkte Bindemittelpenetration sind eine hohe —• Saugfähigkeit des Rohpa-

149

geringes WRV

gutes WRV

I

Migration* A (Filmbildung) | Strichvolumen (Faserabdeckung)

Strichschicht mit Binder, Additiven und Kaolinpartikel

Penetration der Binder ^Streichrohpapier

Zusammenhang zwischen Wasserrückhaltevermögen (WRV) der Streichfarbe und Bindemittelwanderung piers, ein hoher Anteil von wasserlöslichen Bindemitteln, eine niedrige Wasserretention (Abb.), schnelle Immobilisierung der Streichfarbe sowie geringe Viskosität und geringer Trockengehalt der Streichfarbe. Die Bindemittelmigration an die Strichoberfläche wird von folgenden Parametern beeinflusst: • • • • • •

Rohpapier Art und Menge des Bindemittels Immobilisierung der Streichfarbe Vorliegen von —• Einfach- oder —• Doppelstrich Trockengehalt des Papiers beim Einlauf in die —• Trockenpartie Art der Trocknung (—> Strahlungs- oder —• Konvektionstrocknung).

Vor allem sind hohe Trocknungs- und Verdampfungsraten für eine starke Bindemittelmigration verantwortlich. Aus diesem Grund kommt es vor allem mit zunehmender Streichmaschinengeschwindigkeit zu einer verstärkten Bindemittelmigration. Im Prinzip neigen wasserlösliche Bindemittel (z.B. —• Stärke, —• Kasein oder —» Polyvinylalkohol) stärker zur Migration als wasserunlösliche (z.B. synthetische Bindemittel). Dies ist zum einen auf ihre stärkere Wechselwirkung mit Wasser zurückzufuhren (Hydrathülle, Netzwerkstrukturen mit hohem

Wassergehalt). Darüber hinaus sind ihre gelösten Moleküle deutlich kleiner als die Teilchen eines synthetischen Bindemittels. Die entscheidend negative Folge einer starken Migration ist eine inhomogene Bindemittelverteilung sowohl in —• z-Richtung der Strichschicht als auch an der Strichoberfläche. Eine solche Bindemittelverteilung führt zur Beeinträchtigung folgender Qualitätsmerkmale: • • •

—> Oberflächenfestigkeit (—> Rupfen, —• Abrieb des Strichs) —• Glanz und —> Glätte —> Druckfarbenannahme.

Ein mit der Druckfarbenannahme in vielen Fällen in direktem Zusammenhang stehender Nachteil ist das - » Mottling, das sich in einer ungleichmäßigen Druckfarbenverteilung mit fleckigem Ausdruck vor allem im Mehrfarben-Offsetdruck (—• Mehrfarbendruck, - > Offsetdruck) äußert. WG

Bioakkumulation (bioaccumulation) Bioakkumulation ist die Anreicherung von —• Schadstoffen (Umweltchemikalien, Fremdstoffe) in lebenden Organismen unter Mitwirkung biologischer Prozesse bei der Substanzaufnahme, -Verteilung und -anrei-

150 cherung. Die Substanzanreicherung führt zu einem höheren prozentualen Anteil des Schadstoffs im Organismus gegenüber dem umgebenden Medium, z.B. Wasser. Die Aufnahme der Umweltchemikalien erfolgt entweder direkt aus dem umgebenden Medium (Biokonzentration) oder über die Nahrungsmittelkette (Biomagnifikation), wobei die Biomagnifikation stets auf aktiven biologischen Prozessen beruht. Lässt sich der Aufnahmeweg nicht eindeutig definieren, gilt als Messgröße für das Akkumulationspotential der Bioakkumulationsfaktor (BAF). Dieser ist für aquatische Organismen definiert als das Verhältnis der Fremdstoffkonzentration im Organismus zur Konzentration im Wasser nach Einstellung eines Gleichgewichts (steady state) zwischen Fremdstoffaufnahme und -abgabe. Erfolgt die Chemikalienaufnahme direkt aus der Umgebung, also über Vorgänge der Biokonzentration, gilt als übliche Kenngröße der Biokonzentrationsfaktor (BCF). Für aquatische Organismen ist der BCF definiert als der Quotient aus der Konzentration eines Schadstoffs im Organismus und der Konzentration im umgebenden Medium unter der Bedingung eines Gleichgewichts zwischen Aufnahme und Elimination des Fremdstoffs. Der BCF lässt sich nach den Regeln der OECD Guidelines 305 A bis E (OECD = Organisation for Economic Cooperation and Development) ermitteln, wobei in der Praxis überwiegend die Guidelines 305 C (Durchflusstest, Berechnung aus der Konzentration im Fisch bzw. im Wasser) und 305 E (Durchflusstest, kinetisch, Berechnung aus den Geschwindigkeitskonstanten von Aufnahme und Abgabe der Substanz) eingesetzt werden. In der deutschen Gesetzgebung erfolgt eine Bewertung der Bioakkumulation im Chemikaliengesetz (Gesetz zum Schutz vor gefährlichen Stoffen), im Pflanzenschutzgesetz (Gesetz zum Schutz der Kulturpflanzen) und im Waschmittelgesetz (Wasch- und Reinigungsmittelgesetz). Bei der Bewertung von Umweltchemikalien im Hinblick auf ihre Umweltgefährlichkeit wird auf experimentell ermittelte oder geschätzte Konzentrationen eines Stoffs (PEC =

Predicted Environmental Concentration) im Wasser, im Boden und in der Luft zurückgegriffen. Diese Daten werden von behördlicher Seite mit der Konzentration verglichen, bei der mit hoher Wahrscheinlichkeit noch keine Wirkungen auf Organismen vorliegen (PNEC = Predicted No-Effect Concentration). Untersuchungsorganismen sind in der Regel Fische, die als Nahrungsquelle des Menschen von großer Bedeutung sind. Negative Untersuchungsergebnisse bedeuten, dass die Substanz in ihrer Konzentration zum Bewertungszeitpunkt keine Schädigung für Organismen darstellt. Eine Anreicherung der Substanz in Organismen über einen längeren Zeitraum kann nicht ausgeschlossen werden und zu einer Schädigung der Organismen führen. Im Gegensatz zu Laborexperimenten, die unter standardisierten Bedingungen durchgeführt werden, müssen bei der Bewertung der Bioakkumulation unter Umweltbedingungen aufgrund der variablen Umweltsituation zahlreiche Parameter berücksichtigt werden. Dazu zählen u.a. die —• Bioverfügbarkeit unter Umweltbedingungen sowohl aus dem Wasser als auch aus dem Sediment, das Wachstum der Tiere, deren Fütterung und der Zeitfaktor. Bislang konnte kein direkter Zusammenhang zwischen Bioakkumulation und Toxizität nachgewiesen werden. Die Bioakkumulation bestimmt die toxische Menge im Organismus, jedoch nicht die Wirkungen. Sie fungiert als Vermittler zwischen Schadstoffkonzentrationen und ökotoxikologischen Wirkungen und fuhrt zu einer Verstärkung von Gefahrenpotentialen. Als Grenze der Bioakkumulation gilt ein BCF von 100 und als Grenze in der Wasserlöslichkeit ein Wert von 2 000 mg/1 (Angabe der Expertengruppe der OECD). Die Umweltgefährlichkeit eines Stoffs wird nach dem Chemikaliengesetz (ChemG) in einem mehrstufigen Plan ermittelt. Neben verschiedenen Prüfungen der physikalischchemischen, toxikologischen und ökotoxikologischen Eigenschaften des Stoffs werden Daten zur Verwendung und Identifizierung des Stoffs ermittelt. Das Pflanzenschutzgesetz (PflSchG) verlangt für Pflanzenschutz-

151 mittel den Nachweis von Auswirkungen auf die Gesundheit und das —• Grundwasser sowie auf den Naturhaushalt des umgebenden Mediums. Für die Zulassung eines Pflanzenschutzmittels darf die Prüfung keine schädlichen Auswirkungen ergeben. Das Bewertungskonzept zur Bioakkumulation des Umweltbundesamts (Berlin) stützt sich auf die Kriterien BCF und Ausscheidungsrate als Ct5o (Clearance Time, 50 %). Die Mittelwertbildung [(Klasse BCF + Klasse Ct 50 )/2] der Einstufungen fuhrt zu 4 Bewertungsklassen der Bioakkumulation.

Lillelund, K.: Bioakkumulation in Nahrungsketten. DFG, Weinheim: Verlag Chemie, 1987 Loskill, R.: Entwicklung von Kriterien zur Bewertung der Bioakkumulation für den Vollzug ChemG/PflSchG. Forschungsbericht 10603092, Johannes-Gutenberg-Universität, Mainz, 1991 MO

Biochemischer Sauerstoffbedarf (BSB) (biochemical oxygen demand, BOD) Der biochemische Sauerstoffbedarf BSB n ist ein Summenparameter zur Charakterisierung BCF Klasse Bewertung der Abwasserzusammensetzung (—• AbwasI 1000 IV —> Mikroorganismen in der zu untersuchenden Probe in einem bestimmten Zeitraum (n Klasse Bewertung Ctso Tage) verbraucht wird. Der Vorgang beruht I < 3 Tage schnell darauf, dass aerobe Mikroorganismen ver3 - 10 Tage I I verzögert^ 2) fügbare organische Kohlenstoffverbindungen langsam 10-30 Tage I I I (z.B. —• Stärke) durch Stoffwechselvorgänge IV > 30 Tage unbedeutend umsetzen, wobei Sauerstoff verbraucht (ge( 1 } kurzfristige, 2 ) mittelfristige, 3 ) langfristige zehrt) wird. In Deutschland - wie international mit wenigen Ausnahmen üblich - wird Bioakkumulation) per Definition der BSB stets in 5 Tagen als BSB 5 bestimmt. • Bewertungsklasse Das Referenzverfahren für die BSBI kein Anlass Bestimmung ist die Verdünnungsmethode II Hinweis auf Risikopotential (DIN EN 1899). Die Erfahrung lehrt, dass die III Anlass zur Besorgnis Durchführung schwierig ist. Noch mehr StöIV unvertretbares Risiko rungen sind allerdings bei Anwendung der manometrischen Verfahren zu beobachten. Bei Pflanzen kann die Aufnahme von CheDiese sollten nur mit ständiger Überprüfung mikalien durch die Blattoberfläche und durch und vorzugsweise nur im Ablauf biologischer die Wurzeln erfolgen. Über die NahrungsReinigungsanlagen angewendet werden. kette kann es bei Tieren zu einer AnreicheBSB-Bestimmungen nach der Verdünnungsrung von Umweltchemikalien kommen, womethode können jedoch bei Einhaltung der bei die Aufnahme der Schadstoffe von der Vorschriften der Norm mit gutem Erfolg und Art, Menge und Belastung der aufgenommereproduzierbaren Ergebnissen durchgeführt nen Nahrung abhängt. werden. Die Schwankungen bei dieser mikrobiologischen Methode können größer sein Literatur: als bei chemischen (z.B. —> CSB) oder physiUmweltbundesamt: Bioakkumulation - Bekalischen (z.B. Temperatur oder pH-Wert) wertungskonzept und Strategien im GesetAbwasseruntersuchungsmethoden. Berückzesvollzug. In: Texte 42/91, Berlin, 1991 sichtigt man die möglichen großen Abweichungen bei den Ergebnissen der BSB-

152 Bestimmungen von ± 10 %, sollten verschie• Abstromfilter mit Überstau und Belüfdene Labors zu vergleichbaren Ergebnissen tung im Filterbett (Gegenstromprinzip) kommen. werden bisher in der Papierindustrie nur die Bei den Schnellverfahren zur BSB-Bestimbeiden erstgenannten angewendet. Das Aufmung, die auf Messung der Sauerstoffzehstromfilter hat sich in den letzten Jahren rungsgeschwindigkeit beruhen, ist nur in durchgesetzt. Über die Anwendung als einziAusnahmefällen unter günstigsten Bedingunge biologische Stufe bei den gering belasteten gen eine ausreichende Übereinstimmung der Ergebnisse mit dem Wert für BSB 5 zu er- —> Abwässern aus der Produktion —• holzfreier Papiere hinaus ergaben sich weitere warten. Anwendungen für die Biofilter als zweistufiDer Parameter BSB beschreibt den für viele ge Anlagen auch bei Abwässern mittlerer Fragen der —•Abwasserreinigung und der —> Gewässergüte entscheidenden Sauerstoff- Belastung und als Endstufe nach anderen biologischen Reinigungsverfahren (—» Tropfbedarf für den —•biologischen Abbau der körper oder —> Belebungsverfahren). organischen Wasserinhaltsstoffe. Er kann daher trotz der analytischen Probleme nicht durch andere Parameter ersetzt werden. Der vielfach als ErÛ fl satz angewendete —> chemische Sau3SÜ ~cöt erstoffbedarf CSB kann nur verwendet werden, wenn man ein gleichbleibendes Verhältnis beider Parameter zueinander voraussetzen kann θ2 θ2 Prozeßluft und beim Vergleich verschiedener Abwässer die unterschiedlichen VerSpülluft Zulauf hältnisse berücksichtigt. MÖ

Biodiversität (biodiversity) —> Artenvielfalt

Biofilter des Typs Aufstrom mit Überstau und Belüftung im Filterbett (System BlOFOR, Grafik Philipp Müller GmbH)

Biofilter (biofilter) Unter Biofilter versteht man in der Abwassertechnik (anders als in der —• Abluftreinigung) Raumfilter mit biologischer Aktivität, die gleichzeitig der Feststoffabscheidung, der Feststoffrückhaltung und dem aeroben biochemischen Abbau (—> biologischer Abbau) gelöster organischer Stoffe dienen. Von den 3 technisch bisher realisierten Verfahrensvarianten • •

Abstromfilter ohne Überstau (Trockenfilter) Aufstromfilter mit Belüftung im Filterbett (Gleichstromprinzip)

Der Biofilter ist ein biologischer Festbettoder auch Filmreaktor. Die wirksame —> Biomasse wächst auf einem geeigneten Trägermaterial (z.B. Blähtongranulat). Durch den Abbau zugewachsene Biomasse und die im zu reinigenden Abwasser enthaltenen Feststoffe, die durch Filtration zurückgehalten werden, müssen durch intervallweise Rückspülung entfernt werden. Die in der Papierindustrie vorzugsweise angewendete Variante Aufstromfilter mit Belüftung im Filterbett (Gleichstromprinzip) ist in der Abbildung schematisch dargestellt. MÖ

153

Biofouling (biofouling)

Mit dem Begriff Biofouling werden sowohl die unerwünschte Bildung von Biofilmen als auch die daraus resultierenden Folgen bezeichnet. Verkürzt wird der Begriff auch als Fouling benutzt. So werden Schutzanstriche, z.B. für Schiffe, die solche Belagbildung verhindern sollen, als Antifouling-Anstriche bezeichnet. Die in wässriger oder feuchter Umgebung stets vorhandenen —> Mikroorganismen bilden filmartige Beläge auf unterschiedlichsten Oberflächen (Biofilm). Sie bauen darin gelöste organische Substanzen ab, wobei neue —> Biomasse gebildet wird. Dies erfolgt teils unter Luftausschluss (anaerobe Mikroorganismen) und teils unter Einwirkung von —> Sauerstoff (aerobe Mikroorganismen). Letzteres betrifft meist die erwünschte Form der Biofilme in aeroben Bioreaktoren (—• aerobe Abwasserbehandlung). Anaerobe Mikroorganismen produzieren Substanzen, wie organische Säuren (z.B. —• Essigsäure) und —• Schwefelwasserstoff als Stoffwechselprodukte, die sich in den meisten Umgebungen störend auswirken (anaerobe Abwasserbehandlung). Neben dem dadurch verursachten unangenehmen Geruch wirken die Stoffwechselprodukte korrosiv (—> Biokorrosion). Auch die Filme selbst können störend sein, so bei der Papiererzeugung, wenn sie sich ablösen und als —> Batzen in die Papierbahn gelangen. Das Biofouling wird verhindert durch —> Biozide, die in unterschiedlicher Form angewendet werden: In Schutzanstrichen oder in wässriger Lösung, um die Vermehrung der filmbildenden Mikroorganismen zu verhindern (in der Papierindustrie als —> Schleimverhinderungsmittel bezeichnet). MÖ Biogas (biogas)

Biogas, in der kommunalen Abwassertechnik auch als Faulgas bezeichnet, ist das bei der anaeroben Zersetzung organischer Stoffe entstehende Gasgemisch aus —• Kohlen-

dioxid und —• Methan (—> anaerobe Abwasserbehandlung). Bei der anaeroben Reinigung von Papierfabriksabwasser werden ca. 0,3 Nm3 Biogas pro kg —> CSBeiiminiert produziert. Die typische Zusammensetzung des Biogases ist 70 bis 80% Methan, 20 bis 30 % Kohlendioxid, weniger als 5 % —> Schwefelwasserstoff und Spuren anderer Gase. Der Energieinhalt des Biogases beträgt ca. 7,5 kWh/Nm3. Bei der CSB-Elimination werden also ca. 2,5 kWh/kg CSBeiiminiert gewonnen. Der Energieinhalt des Biogases wird in Papier- und Zellstofffabriken meist durch Verbrennung im werkseigenen Kraftwerk genutzt, teilweise aber in eigenen Kesselanlagen zur Dampferzeugung. Der anaerobe Abbau wird, vor allem in der kommunalen Abwassertechnik, auch zur Zersetzung fester organischer Stoffe genutzt, die als —• Schlamm bei der —> Abwasserreinigung anfallen. Dadurch werden Volumen und Masse des Schlamms erheblich vermindert und die Entwässerung erleichtert. Dieser Vorgang wird als Schlammfaulung bezeichnet. Er wird in Faulbehältern, auch Faultürme genannt, durchgeführt. Das dabei entstehende Biogas wird dementsprechend Faulgas genannt. Es wird in kommunalen —• Kläranlagen oft zur Energieerzeugung durch Verbrennung in Gasmotoren genutzt. MÖ

Biokorrosion (biocorrosion)

Die durch biologische Vorgänge verursachte Korrosion wird als Biokorrosion bezeichnet. Sie wird verursacht durch die in anaeroben Biofilmen (—• Biofouling) als Stoffwechselprodukte der —• Mikroorganismen gebildeten organischen Säuren (z.B. —• Essigsäure) und des —> Schwefelwasserstoffs (—• anaerobe Abwasserbehandlung). Während die meisten Metalle und Legierungen von diesen Stoffen stark korrosiv angegriffen werden, wird Edelstahl besonders durch das unter dem Biofilm herrschende reduzierende Medium gefährdet, das die oxidische Passivschicht des Edelstahls zerstört und ihn so einem Angriff durch Elektrolyte zugänglich macht. MÖ

154 Wird also die biologische Abbaubarkeit experimentell bestimmt (z.B. nach DIN EN Als biologische Abbaubarkeit wird die Mög- 29888 bzw. ISO 9888), so werden dabei der lichkeit bezeichnet, im aeroben Bereich (also gelöste BSB praktisch vollständig und der bei ausreichender Sauerstoffkonzentration) CSB in einem aus der vorstehenden Beorganische Wasserinhaltsstoffe biologisch trachtung resultierenden Verhältnis elimiabzubauen. Die Abbaubarkeit wird gewöhn- niert. Die zuverlässigste Information liefert lich als Prozentanteil eines eliminierten die Messung des gesamten organischen Summenparameters (—• CSB, —> TOC) ange- Kohlenstoffgehalts TOC (total organic cargeben. Der aerobe biologische Abbau ist die bon) im Wasser, weil mit der Verminderung Umsetzung gelöster organischer Stoffe durch dieses Parameters die Elimination organiMikroorganismen in —» Biomasse, —» Koh- scher Stoffe am besten beschrieben wird. lendioxid und Wasser. MÖ Per Definition können die biologischen Vorgänge der Abwasserbehandlung nur zur Biologischer Abbau Elimination (Abbau) von —> BSB führen. Für (biodegration) eine bestimmte biochemisch abbaubare Sub- Unter biologischem Abbau versteht man die stanz ist ein unveränderliches Verhältnis Eigenschaft eines Stoffs bzw. eines BSB : CSB gegeben, d.h. eine Menge dieser —> Abwassers, von —> Mikroorganismen (u.a. Substanz verursacht stets die gleiche als BSB —» Bakterien) zersetzt werden zu können. Je oder CSB messbare Wirkung. Wird der BSB nach Milieubedingungen können unterbiologisch abgebaut, wird die entsprechende schiedliche biologische Abbaumechanismen „Menge" CSB gleichzeitig eliminiert. Wenn auftreten. Die Anwesenheit von —• Sauerstoff z.B. 1 g einer biochemisch abbaubaren Sub- bedingt den aeroben biologischen Abbau, bei stanz 600 mg BSB und 1 000 mg CSB verur- Abwesenheit von Sauerstoff sind die anaerosacht, so wird in einer Lösung dieser Sub- ben Abbauprozesse von Bedeutung. Darüber stanz mit der Konzentration 1 000 mg/1 zu hinaus beeinflusst eine Vielzahl von Faktomessen sein: BSB 600 mg/1, CSB 1000 mg/1. ren, wie Art, Zustand sowie Anzahl der MikNach vollständigem biologischem Abbau roorganismen, pH-Wert und Temperatur, die wird zu messen sein: BSB 0 mg/1, CSB biologischen Abbauprozesse (—•biologische 0 mg/1. Das Eliminationsverhältnis ist also in Abbaubarkeit). diesem Fall 600 : 1 000 = 0,6 und entspricht Das Vorhandensein toxischer Stoffe kann dem vorher gegebenen Verhältnis BSB : CSB den biologischen Abbau hemmen oder ver= 0,6. hindern. Zur Prüfung der biologischen AbKohlenhydratverbindungen (z.B. Zucker baubarkeit wurde eine Reihe von Testverfahoder —• Stärke), die den größten Teil der ren (z.B. biologische Abbaubarkeit nach DIN EN 29888) entwickelt. Bei der Angabe der biologisch abbaubaren Stoffe in Papierfabriksabwässern darstellen, haben ein Verhält- Testergebnisse muss immer das angewandte nis BSB5 : CSB von 0,6 bis 0,65 (-> Glucose Verfahren angegeben werden. Bei allen Test0,625). Dies entspricht also dem abbaubaren verfahren wird die zu untersuchende SubAnteil der Papierfabriksabwässer. Der schwer stanz mit einer heterogenen Mischpopulation abbaubare Anteil der Inhaltsstoffe hat ein von Bakterien in Kontakt gebracht. In regelwesentlich geringeres Verhältnis BSB : CSB, mäßigen Zeitabständen wird dann die —» Eliz.B. Kohlendioxid gebenen CSB als Rest-CSB nach biologischer messen. Reinigung. Einen Hinweis auf die biologische Abbaubarkeit gibt der Quotient —» BSB:—• CSB Biologische Abbaubarkeit (biological degradability)

155 einer Substanz bzw. eines Abwassers. Der Quotient ist eine Kenngröße, die Werte zwischen 0 und 1 annimmt. Je näher der Wert bei 1 liegt, desto höher ist der Anteil an biologisch abbaubaren Stoffen. Der Quotient Β SB: CSB von Abwässern der Papierproduktion liegt im Mittel bei 0,5 und schwankt in Abbhängigkeit der eingesetzten Roh- und —> Hilfsstoffe und von der spez. Abwassermenge. Da die Abwässer der Papiererzeugung im Allgemeinen biologisch gut abbaubar sind, werden diese in einer biologischen Abwasserbehandlungsanlage (—• aerobe bzw. —• anaerobe Abwasserbehandlung) gereinigt. DE

Bioreaktor (biological reactor)

Als Bioreaktor wird in der Biotechnik der Reaktor bezeichnet, in dem die biologischen Vorgänge gesteuert ablaufen. Insbesondere bei der —• Abwasserreinigung bezeichnet der Begriff den biologisch wirksamen Teil der —> Abwasserreinigungsanlage, in dem entweder unter Sauerstoffausschluss (—• anaerobe Abwasserbehandlung) oder unter Einwirkung von Sauerstoff (—• aerobe Abwasserbehandlung) der erwünschte biologische Abbau organischer Stoffe stattfindet. Beispiele für aerobe Bioreaktoren in der Abwassertechnik sind Belebungsbecken (—> Belebungsverfahren), —• Biofilter und —> Tropfkörper. MÖ

Biologische Abwassertestverfahren (waste water bio-assay)

—• Biotestverfahren

Bioschlamm (biological sludge)

—> Überschussschlamm Biomasse (biomass)

Biomasse ist die Summe von biologischem Biosphäre Material und kann als solches sowohl Pflan(biosphere) zen (Flora) als auch tierische Organismen Mit dem Begriff Biosphäre wird die Gesamt(Fauna) und —> Mikroorganismen umfassen. heit des von Lebewesen besiedelten Teils der In der Umwelttechnik wird mit Biomasse die Erde bezeichnet. Sie umfasst die Schicht an Summe von Mikroorganismen bezeichnet, der Erdoberfläche, in der alle tierischen und die in einem bestimmten Reaktor oder sonsti- pflanzlichen Organismen sowie die in den gen System aktiv ist. Im Sinne des Zusam- Lebenskreislauf einbezogenen Mineralstoffe menwirkens unterschiedlicher Mikroorga- und Elemente der unbelebten Natur vorkomnismen (—• Bakterien, Pilze, Protozoen, Al- men. Die unterste Schicht der Atmosphäre gen) wird diese Einheit auch als —• Bio- bildet zusammen mit der obersten durchwurzönose bezeichnet. zelten Bodenschicht die Biogeosphäre der Bezogen auf einen —• Bioreaktor, kann der Landmassen. Alle Gewässer zusammen bezeichnet man als Biohydrosphäre. Sie bildet Begriff Biomasse eine anaerobe Mikroorganismenpopulation (—> anaerobe Abwasserbe- mit ihren marinen Sedimenten in der Tiefsee handlung) oder im aeroben Bereich die unterste Grenze der Biosphäre. Der Ozon(—> aerobe Abwasserbehandlung) den schild der Stratosphäre, wie die Luftschicht —• Belebtschlamm im —• Belebungsverfahren oberhalb 11 bis ca. 52 km Höhe je nach Lage oder den Biofilm in Festbettreaktoren zwischen Pol und Äquator bezeichnet wird, (—• Biofilter, —• Tropfkörper) und auch den stellt die obere Grenze der Biosphäre dar. anfallenden biologischen —> ÜberschussGekennzeichnet ist die Biosphäre durch die schlamm kennzeichnen. MÖ ständigen Veränderungsprozesse der Organismen als Ausdruck ihrer Anpassung an die sich verändernden Umweltbedingungen. Während dieser mehrstufigen und langwierigen Veränderungsprozesse wird die Biosphäre aufgrund der Vergrößerung der Lebens-

156 Vielfalt und des zunehmenden Organisationsgrades des Lebens immer komplizierter und differenzierter.

Zu den fundamentalen Komponenten des hierarchisch gegliederten Vielkomponentensystems der Biosphäre zählen neben der Gesamtheit der Tier-, Pflanzen- und Mikroorganismenarten sowie der Mineralstoffe die Produkte der Lebenstätigkeit aller Organismen. Dabei stehen alle Komponenten miteinander durch verschiedene Kategorien korrelativer Bindungen in Beziehung. Auf die Wechselwirkung der Organismen stützt sich der Kreislauf der organischen Stoffe, der als wesentlicher Bestandteil der Biosphäre gilt. An diesem biotischen Kreislauf beteiligen sich alle Organismen, die sich in der Biosphäre angesiedelt haben. Unter ihnen sorgen insbesondere die Mikroorganismen für den Abbau der organischen Stoffe, wodurch die durch das Wirtschaften des Menschen entstandenen Produkte einschließlich Folgeerscheinungen in den biotischen Kreislauf zurückgeführt werden können. Die Intensität des biotischen Kreislaufs lässt sich mit der Zerfallgeschwindigkeit der abgestorbenen organischen Stoffe ermitteln. Die Umlaufgeschwindigkeiten von —> Sauerstoff, —• Kohlendioxid und Wasser können als Gradmesser für den Umfang des biotischen Kreislaufs dienen. Die Existenz nahezu aller Organismen ist durch die Strahlungsenergie der Sonne gegeben. Ebenso können ihre wechselseitigen Beziehungen aufgrund der Sonnenstrahlung existieren. Von der Strahlungsenergie der Sonne nutzt die belebte Erdzone vor allem die Zufuhr der Wärmeenergie und die ultraviolette Strahlung. Insbesondere die grünen Pflanzen benötigen für die —• Fotosynthese das Wechselspiel von Helligkeit und Dunkelheit. MO

Biotestverfahren (biotest, bioassay)

Verfahren, mit denen Proben unter Anwendung biologischer Methoden untersucht werden, sind Biotestverfahren. In der Umwelttechnik sind dies vorwiegend die Prüfung der

—• biologischen Abbaubarkeit sowie die Untersuchung der Einwirkung von Proben auf verschiedene biologische Organismen, meist zur Untersuchung der Schädlichkeit als Toxizitätstest. Beispiele für solche Tests sind: •

•

•

• •

Die Bestimmung der Fischgiftigkeit nach DIN 38412 L 31 unter Verwendung von Goldorfen, die als Parameter im —> Abwasserabgabengesetz wichtig ist, aber sonst kaum Bedeutung hat. Fischtests mit verschiedenen Fischarten (häufig Regenbogenforellen) unter unterschiedlichen Bedingungen. Der Leuchtbakterientest (Leuchtbakterien-Abwassertest) nach DIN 38412 L 341, eine als 'microtox' international anerkannte Testmethode. Der Daphnientest (meist mit Daphnia magna ausgeführt). Algentests.

Eine Variante der Biotests ist das 'biological monitoring', bei dem Verhalten, Entwicklung und physiologische Veränderungen von Organismen, meist Fischen, in einer Prüfumgebung (z.B. einem —> Abwasser in bestimmter Verdünnung mit Flusswasser) über längere Zeiten, oft mehrere Jahre, untersucht wird. Ein Test dieser Art wird z.B. in Bayern für die Eigenüberwachung bei großen —> Direkteinleitern vorgeschrieben. MÖ

Bioverfügbarkeit (biological availability)

Die Bioverfügbarkeit (biologische Verfügbarkeit) ist ein Kriterium für das Maß, in dem ein eingenommener Wirkstoff bei Menschen und Tieren in die Blutbahn gelangt. Vor allem in der Theorie der Arzneimittelwirkung spielt die Bioverfügbarkeit eine wichtige Rolle. Bei der —• Bioakkumulation unter Umweltbedingungen muss die Bioverfügbarkeit bei der Expositionsabschätzung berücksichtigt werden. Verschiedene Vorgänge (z.B. die Ionisierung saurer oder basischer Verbindungen, die —• Hydrolyse, die Fotolyse und der mikrobielle Abbau) beeinflussen

157 die Bioverfìigbarkeit aus dem Wasser. Aus wissenschaftlichen Untersuchungen geht hervor, dass die Reduzierung der Bioverfìigbarkeit bei Anwesenheit von festen (Organismen) oder gelösten (gelöstes organisches Material) Wasserbestandteilen von der Beschaffenheit des Wassers abhängig ist. MO

Biowäscher (biological scrubber)

Der Biowäscher dient der Reinigung von —• Abluft, die durch störende Stoffe (z.B. —• Schwefelwasserstoff) belastet ist und z.B. einen unangenehmen Geruch aufweist, mithilfe von aeroben biologischen Systemen. Er hat damit eine ähnliche Funktion wie das Kompostfilter (auch —> Biofilter genannt, wirksam sind die auf einem faserigen, sehr gasdurchlässigen Träger angesiedelten —> Mikroorganismen) in der —> Abluftreinigung. In der Umwelttechnik werden oft Belebungsanlagen als Abluftwäscher mit verwendet, indem man geruchsbelastete Abluft, z.B. aus Anaerob-Reaktoren (—> anaerobe Abwasserbehandlung) oder Schlammentwässerungsanlagen (—• Schlammentwässerung) in das Belebungsbecken einleitet, wo der —> Belebtschlamm für die Umsetzung geruchsintensiver Stoffe mit sehr kurzen Reaktionszeiten sorgt. Da diese Stoffe (organische Säuren, Schwefelwasserstoff) biologisch leicht abbaubar oder oxidierbar sind, genügt es, die zu behandelnde Luft etwa 1 m unter der Wasseroberfläche grobblasig in das Bekken einzutragen, um eine vollständige Entfernung störender Inhaltsstoffe zu gewährleisten. MÖ

Biozide (biocides)

Unter Bioziden versteht man chemische Stoffe, die lebende Organismen abtöten. Im engeren Sinn fallen unter den Sammelbegriff Biozide (griech.: bios = Leben und lat.: caedere = töten) chemische Substanzen zur Vernichtung von unerwünschten Organismen. Unterschieden werden die Biozide nach

den Organismengruppen, die abgetötet werden sollen. So werden Algizide zur Bekämpfung von Algen, Fungizide als Mittel gegen Pilze, Herbizide zur Unkrautbekämpfung und Insektizide als Mittel gegen Schadinsekten eingesetzt. In der Zellstoff- und Papierindustrie haben Bakterizide zur Bekämpfung von —•Bakterien eine große Bedeutung. Sie stellen den —• Wirkstoff in den meisten —• Schleimverhinderungsmitteln dar, deren Einsatz vor allem bei enger —• FabrikationswasserKreislaufschließung entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich unentbehrlich ist. HA

Biozönose (biocenose)

Als Biozönose wird die Gemeinschaft von Pflanzen, Tieren und —• Mikroorganismen in einem Biotop bezeichnet, sofern diese Arten untereinander in direkten und indirekten wechselseitigen Beziehungen stehen. Dazu zählen Wechselbeziehungen in der Nahrungsaufnahme, z.B. wenn sich eine Art von der anderen ernährt, aber auch wettbewerbliche und symbiotische Beziehungen. Die in der —> Biomasse von biologischen —• Abwasserreinigungsanlagen enthaltenen —• Bakterien, Pilze und Kleinstlebewesen bilden ebenfalls eine Biozönose. Das Funktionieren solcher Anlagen beruht auf der Einstellung eines dynamischen Gleichgewichts, häufig dadurch bedingt, dass eine Art oder Artengruppe die andere in Schach hält. Fällt eine Art oder Artengruppe aus bzw. nimmt eine Art oder Artengruppe überhand, kommt es zur Störung des Gleichgewichts und die Biozönose verändert sich. So ist z.B. das Auftreten von Blähschlamm im —> Belebungsverfahren auf die vermehrte Bildung von fadenförmigen Mikroorganismen zurückzufuhren. Die daraus resultierende, stark fädige und sperrige Struktur der Belebtschlammflocke (—• Belebtschlamm) erschwert das Absetzverhalten im —• Nachklärbecken. HA

158 Birke (birch)

Birke (Betula spp., Familie Betulaceae). Die Birken sind mit etwa 40 Arten in Baum- und Strauchform in den nördlichen gemäßigten Zonen der Erde vertreten. In Deutschland sind mit der Gemeinen Birke oder Sandbirke (B. verrucosa) und der Moorbirke oder Haarbirke (B. pubescens) 2 baumförmig wachsende Birkenarten heimisch. Beide Arten sind über fast ganz Europa und weit nach Asien verbreitet, in Nordeuropa, Nordamerika und Russland teilweise waldbildend. Die Birken gehören zu den zerstreutporigen —• Laubhölzern. Als —• Splintholzbäume besitzen sie keinen Farbkern. Das Holz ist gelblichweiß bis hellbräunlich; erst im höheren Alter gelegentlich mit fakultativem braunem Alterskern. Mittlerer Faseranteil: um 65%, Faserlänge: 0,3 - 1,0 - 1,7 mm. Mit einer mittleren Rohdichte von 0,61 g/cm3 ist das Holz mittelschwer mit guten mechanischtechnologischen Eigenschaften, dazu elastisch und zäh, aber nicht übermäßig hart, mäßig schwindend, jedoch mit weniger gutem Stehvermögen und nicht dauerhaft. Massiv und in Form von Furnieren bevorzugt im Möbelbau und Innenausbau verwendet, zur Imitation von Edelhölzern, wie z.B. Nussbaum und Kirschbaum, für Drechslerund Schnitzarbeiten. Als —• Industrieholz für Span- und Faserplatten eingesetzt, besonders in Finnland die Holzart zur Herstellung von Sperrholz. In Nordamerika, Nordeuropa (insbesondere Finnland) und Russland wichtigste Holzart zur Herstellung von —> Kurzfaserzellstoff. WE

Birkenzellstoff (birch pulp)

—• Laubholzzellstoff

Bisulfit (bisulfite)

Bisulfit ist die veraltete Bezeichnung für Hydrogensulfit, auch saures Sulfit genannt. Die schweflige Säure (—> Schwefeldioxid)

bildet als zweibasige Säure 2 Reihen von Salzen: • •

die Hydrogensulfite oder sauren Sulfite MeIHS03 (z.B. NaHS03) und die normalen (neutralen) Sulfite Me^SC^ (z.B. Na2S03). (Me1 = einwertiges Kation).

Die Hydrogensulfite sind alle leicht in Wasser löslich (—> Bisulfitlösung), manche, wie z.B. Calciumbisulfit (Ca(HS03)2), sind nur in wässriger Lösung bekannt. Die Hydrogen- oder Bisulfite der Basenkationen Magnesium, Natrium und Ammonium fungieren bei der entsprechenden —» Sulfitkochung als Aufschlusschemikalien und spielen damit bei der —• Chemikalienrückgewinnung aus der —» Ablauge eine entscheidende Rolle. AR

Bisulfitkochflüssigkeit (bisulfite cooking liquor)

—> Bisulfitlösung

Bisulfitkochung (bisulfite cooking)

Die Bisulfitkochung ist ein Spezialfall der —> Sulfitkochung, bei der aus —> Hackschnitzeln durch Einwirkung von —• Bisulfitlösung unter Einfluss von Druck und Temperatur —• Sulfitzellstoff erzeugt wird. Dabei kommt ein definiertes —• Kochregime zum Einsatz, das sich nach verschiedenen Kriterien unterteilen und einordnen lässt, z.B. in —• kontinuierliche Kochung oder —> diskontinuierliches Kochen, Aufschluss mit mehr oder weniger freiem Schwefeldioxid (S0 2 ) und daraus resultierendem pH-Bereich, differenzierte Druck-, Temperatur- und Zeitregimes in der —• Kochflüssigkeit. Als Aufschlusslösungen werden Bisulfitlösungen eingesetzt, die als Kation z.B. Calcium, Magnesium, Natrium oder Ammonium enthalten. Dabei ist, historisch gesehen, das —> Calciumbisulfit der Ausgangspunkt der Entwicklung gewesen. Aufgrund seiner schlechten Löslichkeit (nur im pH-Bereich unter 2,3) ist allerdings ein erheblicher S0 2 -

159 ein einwertiges Kation bedeutet (z.B. NaHS0 3 oder NH4HSO3) bzw. Me n (HS0 3 ) n , woals Kationen haben regional und zeitlich bei Men für mehrwertige Kationen steht (z.B. unterschiedliche Bedeutung erlangt. Erheb- Mg(HS0 3 ) 2 oder Ca(HS03)2). lich gestiegene Bedeutung ist im Verlauf der Das Bisulfit-Ion selbst ist ein einwertiges Entwicklung hingegen für das —• Magne- Anion, das beim Einleiten von —• Schwefelsiumbisulfit zu verzeichnen. Nachdem das dioxid in eine wässrige Lösung oder SuspenAusgangsproblem, die Notwendigkeit der sion oder Slurry von Hydroxiden oder Car—> Chemikalienrückgewinnung technisch und bonaten entsteht. Es hat als einwertiges Aniökonomisch zufriedenstellend gelöst werden on die Formel HS0 3 ". Die Bisulfite entstehen konnte, ist der Magnesiumbisulfit-Aufschluss und existieren im sauren Bereich, daher auch zum dominierenden Verfahren unter den die (ebenfalls nicht nomenklaturgerechte) Bisulfitkochungen geworden, da die Löslich- Bezeichnung saures Sulfit. keit in einem größeren pH-Intervall (zwiBei höheren pH-Werten bilden sich dageschen pH 1 und 5,6) gesichert ist und alle gen die Monosulfite (S0 3 2 ), die aber bei den sonstigen Randbedingungen weitgehend opti- multivalenten Kationen Calcium und Magnemiert werden konnten. sium nicht wasserlöslich sind. Die Bisulfite Der Chemismus der Bisulfitkochung ist re- der technisch interessanten Kationen sind im lativ kompliziert. Vereinfacht dargestellt, Gegensatz dazu alle wasserlöslich. Die Bisulwird im Verlauf der Bisulfitkochung die fite von Kalium und Natrium sind nur in möglichst vollständige Herauslösung des wässriger Lösung existent. Beim Aufkonzen—• Lignins aus dem Holzverband, den Hack- trieren (Wasserentzug) gehen sie in die entschnitzeln, angestrebt. Hauptreaktionen sind sprechenden Disulfite (Me I 2 S 2 0 5 , z.B. dabei Sulfonierung und —• Hydrolyse des Na 2 S 2 0 5 ) über. AR Lignins, das in seiner im —• Holz vorliegenden Konstitution nicht wasserlöslich ist. Durch die Einfuhrung der stark hydrophilen Bitumen Sulfogruppe entstehen die —• Ligninsulfon- ( bitumen , asphalt) säuren, die ihrerseits gut wasserlöslich sind Als Bitumen werden die bei schonender Aufund somit über die —• Ablauge aus dem Sys- bereitung von Erdöl mittels Vakuumdestillatem ausgeschleust werden können. Zurück tion gewonnenen hochmolekularen Kohlenbleiben im Idealfall eine möglichst unverän- wasserstoffgemische (—• Kohlenwasserstoff) derte —• Cellulose sowie, je nach Wunsch, bezeichnet. Es handelt sich dabei um braunMöglichkeit und Bedingungen, —• Hemicel- gelb bis schwarz gefärbte, halbfeste bis lulosen in unterschiedlicher Qualität und springharte, schmelzbare Produkte, in denen in einem kolloiddispersen Zweiphasensystem Menge sowie sonstige Holzbegleitstoffe dunkle harz- bis kohlenartige Teilchen in einschließlich —• Restlignin. AR einer öligen Grundmasse fein verteilt sind. Bitumen wird hauptsächlich zum ImprägBisulfitlösung nieren und zum Abdichten im Straßenbau, (bisulfite liquor) beim Bautenschutz und beim GrundwasserDie Bisulfitlösung ist eine wässrige Lösung schutz sowie zur Dachpappenherstellung von Alkali- oder Erdalkali-Bisulfit, die als verwendet. Bitumenklebstoffe sind Lösungen Aufschlussmedium (—• Kochflüssigkeit) bei von Bitumen in Benzin, Benzol oder Trichloder —•Bisulfitkochung zur Erzeugung von rethylen und dienen zum Verkleben von —• Sulfitzellstoff dient. Bisulfit ist die veral- Fußbodenbelegen (Parkett, Fliesen, PVCtete, nicht nomenklaturgerechte, triviale Be- Beläge). Bitumenlacke werden als Schutzanzeichnung für Hydrogensulfit, das saure Salz striche für Metalle, z.B. als Unterbodenschutz der schwefligen Säure. Die allgemeine For- von Kraftfahrzeugen, und im Bautenschutz mel der Bisulfite lautet Me ! HS0 3 , wobei Me1 verwendet. Überschuss erforderlich, um das Bisulfit in

Lösung zu halten. Ammonium und Natrium

160 Beschichtungen und Imprägnierungen mit Bitumen werden auch bei der Papierherstellung vorgenommen. —• Bitumenpapiere und —> Bitumenpappen sind nassfest, wasserdicht und praktisch wasserdampfundurchlässig. HA

Bitumenpapier (bitumized paper, tar paper)

Bitumenpapier, früher Teer- oder Pechpapier genannt, ist ein ein- oder mehrlagiges Papier, z.T. auch gekreppt (Bitumenkrepp), mit verringerter Wasser- und Dampfdurchlässigkeit, das entweder ein- oder beidseitig mit Bitumenmischungen beschichtet (früher Asphaltpapier) oder imprägniert, z.T. auch in der Masse mit Bitumen behandelt wurde. Weiterhin werden bitumenkaschierte Papiere, früher Doppelpechpapier genannt, als Packstoffe durch Verkleben von 2 Papierbahnen mithilfe einer Bitumenzwischenschicht hergestellt, die mitunter Textilien, Glasfasern, Kunststoffäden o.ä. als Einlagen enthalten (DIN 6730). Als Faserstoffe werden oft ungebleichte Sulfatzellstoffe, bei billigeren Sorten aber auch -> Sekundärfaserstoffe verwendet. Kraftpapiere für Bitumierzwecke sind vollgeleimt und maschinenglatt. In separaten Arbeitsgängen werden die dunkelbraun gefärbten Bitumenschmelzen mittels Walzenoder Rakelstreicheinrichtung auf das Papier aufgebracht. Das Zumischen von feinst dispergierten Bitumenemulsionen zum Faserstoff und deren Fällung durch Aluminiumsulfat (Bitumenleimung) ist dagegen bei der Herstellung von Lederpappe oder Karosseriepappe üblich. Bitumenpapiere sind nassfest, wasserdicht und witterungsbeständig, aber auch wärmeempfindlich. Durch die phenolischen Bestandteile (-> Phenole) des Bitumens erhöht sich zwar die Verrottungsbeständigkeit der Papiere, schließt aber deren Einsatz als Verpackungspapiere von Lebensmitteln aus. Bitumenpapiere werden deshalb vorrangig zum Verpacken technischer Güter, wie Metallteile oder Maschinen, verwendet. RH

Bitumenpappe (bituminized board, tar board)

Bitumenpappe ist eine mit Bitumen imprägnierte, beschichtete oder mit Bitumenpapier kaschierte Pappe (-• Kaschieren). Dazu zählen Bitumendachpappe und Bitumenisolierpappe, die oft in Endlosbahnen als Abdichtungsmaterial in der Bauindustrie Verwendung finden. RH

Blade Coater (blade coater)

Gebräuchliche Bezeichnung für ein —• Auftragswerk mit separater Dosierung der auf eine Papier- oder Kartonbahn aufgetragenen —• Streichfarbe, wobei als —• Dosierelement eine —• Rakel aus Bandstahl (Blade) verwendet wird (—• Combi-Blade-Auftragswerk). KT

Bladegestrichenes Papier (blade coated paper)

Es handelt sich um ein gestrichenes Papier, bei dessen Herstellung die überschüssige —• Streichfarbe mit einem Schaber als Teil eines —> Streichaggregats abgestreift wird (—> Bladestreichen). Der Schaber ist ein 5 bis 10 cm breites Metallband, dessen eine Seite unter einem bestimmten Winkel so auf die mit überschüssiger Streichfarbe versehene Bahn gedrückt wird, dass die gewünschte Streichfarbenmenge, gleichmäßig über die Bahnbreite verteilt, auf dem Papier verbleibt. Die Auftragsgewichte liegen üblicherweise bei 5 bis 15 g/m2 je Papierseite. Der Anschliff der Vorderkante, der Anpressdruck und der Winkel zur Bahn bestimmen neben den Streichfarbeneigenschaften das Auftragsgewicht und die Qualität der gestrichenen Oberfläche und damit des gestrichenen Papiers. Bladegestrichene Papiere besitzen eine hohe —• Glätte (—> Bedruckbarkeit), da die nasse Strichoberfläche durch das druckbedingt starre Blade eingeebnet wird. Das hat zur Folge, dass durch die Dickenschwankungen im —• Rohpapier die Strichdicke unterschiedlich ist (Egalisierstrich). Im Unterschied dazu erzeugen z.B. —> Luftmesser

161 bzw. —• Luftbürsten oder teilweise auch Rakelstäbe (—> Rakelstreichen) einen funktionalen Strich, bei dem die Strichdicke überall gleich ist, die Dickenschwankungen des Rohpapiers sich also auf der Oberfläche abbilden (Konturstrich). Bladegestrichene Papiere werden in einer separaten —• Streichmaschine oder innerhalb der Papiermaschine (—> Maschinenstreichen) mit einer wässrigen Dispersion aus —• Pigmenten und —> Bindemitteln versehen. Das Spektrum dieser Papiere reicht von —• LWCPapieren bis zu —• Kunstdruckpapieren und den einseitig gestrichenen —• Etikettenpapieren. PA

Blades wird die im Überschuss aufgetragene Streichfarbe von der Papieroberfläche egalisierend abgerakelt. Bei der Stiff Blade-Fahrweise (starre Schaberklinge) hat das Blade einen Anschliff (Fase) mit einem Winkel α von etwa 25° bis 45° in Schritten von jeweils 5°. Bei der Bent Blade-Fahrweise (durchgebogene Schaberklinge) hat das Blade einen rechtwinkligen Abschluss (Abb. 1).

Π

Α α

Bladestreichen (blade coating)

Beim Bladestreichen handelt es sich um eine der jüngsten Streichtechnologien. In einer Schaberstreichmaschine (blade coater, 1945 an Trist erteiltes Patent) wird eine hochkonzentrierte —• Streichfarbe oder sogar Streichpaste mittels einer nach dem Spachtelprinzip arbeitenden Metallklinge (Blade), die gegen einen mit Gummi ummantelten Zylinder (Gegenwalze) angepresst wird, auf die Papierbahn aufgetragen und egalisiert. Im Gegensatz zu den klassischen Konturstreichverfahren wird die Oberfläche des Papiers eingeebnet (d.h. die ungleichmäßige Papiertopographie wird egalisiert) und kommt somit der geometrischen Ebene am nächsten. Es können 2 Formen von Schaberstreichmaschinen unterschieden werden: •

•

Maschinen, bei denen Auftrag, Dosierung und Egalisierung in einem Arbeitsgang erfolgen. Maschinen, bei denen der Auftrag und evt. eine Vordosierung durch eine Tauchwalze oder durch ein Mehrwalzenauftragswerk erfolgen und die endgültige Dosierung und Egalisierung durch den —> Glättschaber (Blade) vorgenommen werden.

Das Blade ist ein Stahlblech mit einer Dicke d von ca. 0,25 bis 0,58 mm. Mithilfe des

Stiff-

BentBlade

Abb. 1: Stiff Blade und Bent Blade (Starre und durchgebogene Schaberklinge)

Bei der Stiff Blade-Fahrweise erfolgt die Egalisierung mit der Fase des Blades (Abb. 2). Je nach Bladedicke und Fasenwinkel können hohe Bladekräfte aufgebracht werden und damit durch das Abrakeln des Streichfarbenüberschusses geringe Auftragsgewichte bis minimal 6 bis 7 g/m2 je Papierseite erzielt werden.

Stiff Blade

Bent Blade

Abb. 2: Fahrweise bei Stiff Blade und Bent Blade

Bei der Bent Blade-Fahrweise können nur geringere Bladekräfte als bei der Stiff Blade-Fahrweise aufgebracht werden. Deshalb wird diese Fahrweise vor allem bei höheren

162 —> Auftragsgewichten und zur Erzielung hoher Glätten eingesetzt. Die besonderen Vorteile beim BladeStreichen sind die hohen Feststoffgehalte (um 55 %) der Streichfarbe und die hohe Streichmaschinengeschwindigkeit (bis 1 650 m/min). Der wichtigste Nachteil des Schaberstreichverfahrens ist die Tendenz zur Streifenbildung (—• Rakelstreifen), hervorgerufen durch Verunreinigungen der Streichfarbe oder des —• Rohpapiers. Größere Löcher in der Bahn oder unsauber geschnittene Bahnkanten fuhren mit großer Wahrscheinlichkeit zu Bahnabrissen. Außer dem Bladestreichen gibt es noch die Verfahren des —• Luftmesser- und —> Luftbürsten- oder —> Rollrakelstreichens. GZ

Blanc fixe (blanc fixe)

—> Bariumsulfat

Blasenbildung (blistering)

Unter Blasenbildung versteht man ein Anheben der Oberfläche von —• gestrichenen Papieren und gestrichenem Karton in Form von meist runden, scharf begrenzten Blasen beim Durchlauf der bedruckten Bahn durch den —• Heißluft- oder Gasflammentrockner einer Rollenoffsetmaschine (—• Rollenoffset). Durch die Einwirkung von Heißluft beim Trocknen der bedruckten Bahn kann eine schlagartige Dampfentwicklung im Papiergefüge hervorgerufen werden. Ein Anheben der Papieroberfläche vor allem in Volltonflächen (—• Vollton) und bei beidseitigem Druck beeinträchtigen in starkem Maße die Qualität des Druckerzeugnisses. Die papierbedingten Ursachen sind eine zu hohe —• Gleichgewichtsfeuchte des Papiers (über 40 % relative Feuchte) und eine durch die —• Satinage stark verdichtete, wenig poröse Strichschicht (—> Strich). Zu hohe Heißlufttemperaturen im Trockner sind der auslösende Faktor für die Blasenbildung. Eine Reduzierung der Temperatur kann in der Regel nur durch eine Verminderung der

Druckgeschwindigkeit kompensiert werden. Die moderne Trockner-Faustregel 1 m/s Druckgeschwindigkeit = 1 m Trocknerlänge ermöglicht durch Einstellung eines Temperaturprofils in verschiedenen Sektionen eine „sanfte" Trocknung. Zur Prüfung der Neigung zur Blasenbildung durch Hitzeeinwirkung kann der sog. ÖlbadTest angewandt werden. Praxisgerechter ist die Prüfung von Druckfarbe-PapierKombinationen auf die Blasenbildung durch Heißlufteinwirkung. In Verbindung mit —• Probedruckmaschinen können 2 Labortrockner eingesetzt werden: • •

FOGRA-HOT-Heißlufttrockenstrecke Prüfbau-Heißlufttrockner.

Mit diesen Systemen können beidseitige Drucke mit definierter Farbmenge hergestellt und anschließend kann der Einfluss von Druckgeschwindigkeit, Heißlufttemperatur und Temperaturprofil in den 3 Sektionen des Trockners auf die Blasenbildung untersucht werden. Literatur: Falter, K.-A.; Kirmeier, M.; Tonhäuser, W.: Ermittlung der Ursachen der Blasenbildung bei der Heißlufttrocknung im Rollenoffsetdruck. FOGRA-Forschungsbericht 42.009, FA München, 1994

Blaskasten (blow box)

Ein Blaskasten ist eine Einrichtung zur —> Taschenbelüftung in der —> MehrzylinderTrockenpartie. Mithilfe des Blaskastens wird heiße Luft gezielt in denjenigen Bereich der —• Trockenpartie geblasen, in dem die Papierbahn nach Verlassen der Oberfläche des jeweiligen Zylinders ausdampft. Die Luft nimmt den entstehenden Wasserdampf auf und führt ihn teils seitlich aus der Tasche heraus, teils wird die mit Wasserdampf angereicherte Luft auch mit einem —• Trockensieb aus der Tasche abtransportiert. Durch dieses gezielte Einbringen von Luft wird die

163 —• Verdampfungsleistung der —• Trockenzylinder und damit der Trockenpartie gesteigert.

Trockenzylinder

Prinzipielle Anordnung zur Bahnstabilisierung in einer einreihigen Trockenpartie (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology)

Blaskästen werden auch zur Korrektur des Feuchtequerprofils der Papierbahn benutzt. Dazu sind die Blaskästen über die Bahnbreite in Sektionen aufgeteilt, die jeweils unterschiedlich stark mit Heißluft beaufschlagt werden können. In schnell laufenden Trockenpartien werden Blaskästen in anderer Ausftihrung zur Stabilisierung des Bahnlaufs eingesetzt. Sie werden daher Bahnstabilisatoren genannt (Abb.). HO

Blastank (blow tank)

Der Blastank in einer Zellstofffabrik ist ein Druckgefäß zur Aufnahme der gekochten —> Hackschnitzel (des —• Zellstoffs nach —> Kochung) und der begleitenden —• Ablauge beim —> Ausblasen des —> Kochers. Der Behälter muss den Erfordernissen eines Druckbehälters entsprechen (Konstruktion, Material, Überwachungspflicht) und hat bei diskontinuierlichen Kochern mindestens ein doppelt so großes Volumen wie der Kocher. Der Blastank übernimmt weitere Vorgänge (Abkühlen, —> Abgasen, —> Wäsche), die anderenfalls im Kocher durchgeführt würden, und erhöht so die Durchsatzleistung des Kochers bzw. vermindert die Kocherumtriebszeit (Zeit zwischen Beginn des Befüllens des

Kochers und Beginn seines erneuten Befüllens). DA

Blaswalze (pocket ventilation

roll)

Eine Blaswalze ist eine Einrichtung zur —> Taschenbelüftung in der —• MehrzylinderTrockenpartie. Mithilfe von Blaswalzen wird heiße Luft durch die Trockenpartiebespannung (—> Trockensieb, —• Trockenfilz) hindurch gezielt in denjenigen Bereich der Trockenpartie geblasen, in dem die Papierbahn nach Verlassen der Zylinderoberfläche ausdampft. Die Luft nimmt den sich in der Tasche ansammelnden Wasserdampf auf und führt ihn teils seitlich, teils mit dem Trockensieb oder Trockenfilz aus der Tasche (Taschenbelüftung) heraus. Blaswalzen werden anstelle von Trockenfilz-Leitwalzen eingebaut. HO

Blattaufbau (sheet structure)

Der Blattaufbau von Papier und Karton kann einlagig, mehrlagig oder mehrschichtig sein. 1) Einlagiger Blattaufbau Bei der Blattbildung auf —• Langsieb- und —> Doppelsiebmaschinen legen sich die —> Fasern infolge eines Filtrationsprozesses (—• Entwässerung) weitestgehend lagenformig übereinander, während ein geringerer Anteil verfilzt ist. Diese ungeordneten Fasern, die in —»z-Richtung durch einzelne Faserlagen hindurchtreten, sind das Resultat eines Eindickungs- und Faserflockungsprozesses (—• Formation) (Abb. a). Ferner findet bei der Blattbildung auf Papiermaschinen in der Blattebene eine Ausrichtung der Fasern statt, die über der —> Blattdicke unterschiedlich sein kann (—• Faserorientierung). Neben den Fasern enthält das Papier noch —> Füll-, —• Fein- und —• Hilfsstoffe, die jedoch nicht gleichmäßig über die z-Richtung verteilt sind, sondern auf der —> Siebseite durch Auswascheffekte verarmen (—• Füllstoffverteilung). Diese —> Zweiseitigkeit ist bei auf —• Doppel-

164 siebformern hergestellten Papieren gering und hoch bei Papieren von Langsiebpapiermaschinen. Ferner ist das Blatt von —> Poren (—• Porosität) durchzogen.

verfilzte Fasern übereinanderliegende Fasern

( ^ t ^ ^ T F ^ A X ^ t o b e r e Lage untere Lage

obere Schicht

I M

Ο 1 ^

/

V

χ - j r j — u n t e r e Schicht

Blattaufbau a) einlagig, b) mehrlagig, c) mehrschichtig

Blattbildner (former, sheet former)

Der Blattbildner ist das Herzstück einer Papiermaschine, auf dem aus einer Stoffsuspension von etwa 1 % Stoffdichte das —> Faservlies als Papierbahn gebildet wird. Bei den in der Papierindustrie eingesetzten Blattbildnern oder Formern wird mit einem (—• Langsieb) oder 2 Sieben (—> Doppelsiebformer) eine Papierbahn geformt. Former werden für —> Hygienepapiere, —• grafische Papiere, —> Verpackungspapiere und für —> Karton eingesetzt. Die zur Verfügung stehenden Grundtypen sind Langsiebe, —• Rundsiebformer und Doppelsiebformer. Doppelsiebformer werden weiterhin in —> Gap- und —> Hybridformer unterteilt. BU

Blattbildung (sheet forming)

Unter Blattbildung versteht man die Bildung eines flächigen Gefüges (—> Faservlies) aus —> Fasern, —> Füll- und —> Hilfsstoffen in der —> Siebpartie einer Papiermaschine. Der Blattbildungsprozess, dem die Gesetze der —•Filtration zugrunde liegen, ist in seiner allgemeinsten Form der folgenden Abbildung zu entnehmen. Die Aufgaben der Blattbildungszone sind:

2) Mehrlagiger Blattaufbau Bei der Mehrlagenblattbildung werden die —> Faserstoffe für jede Lage mithilfe einzelner Langsiebe und/oder —• Rundsiebe getrennt geformt und anschließend als nasse • Bahn zusammengefügt (Abb. b). Einen derartigen Blattaufbau verwendet man z.B. bei • —• Verpackungspapieren oder —» Karton, um die einzelnen Lagen für bestimmte Eigenschaften (—> Biegesteifigkeit, —• Opazität, —• Weißgrad, —> Bedruckbarkeit) optimal gestalten zu können. • 3) Mehrschichtiger Blattaufbau Bei der Mehrschichtblattbildung werden im Gegensatz zur Mehrlagenblattbildung die verschiedenen Faserstoffe aus einem Mehrschichtstoffauflauf in einer gemeinsamen Blattbildungszone formiert. Hierbei findet eine mehr oder weniger starke Vermischung der einzelnen Lagen statt (Abb. c). Die unter 2) genannten Vorteile gelten auch für diesen Blattaufbau. PR

Trennung der Feststoffe von Flüssigkeit über eine Filtration Formgebung, d.h. Bildung eines Faservlieses mit möglichst homogener Massenverteilung und —• Faserorientierung in χ, y- und z-Richtung sowie einer geschlossenen —• Oberflächenstruktur Transport des gebildeten Faservlieses.

Zur Steuerung der Filtration und Formgebung dienen neben dem Papiermaschinentyp (—> Langsiebmaschine, —> Rundsiebformer, —• Saugformer-Kartonmaschine, —> Hybridformer, —• Gapformer), die Anordnung und Bestückungselemente der Siebpartie (—> Foils, —• Vakufoil, —• Formierleisten, —• Flachsauger, —• Nasssauger, —• Gautsche, —• Saugwalze, —> Egoutteur, Siebschüttelung, —» Formierwalze, —• Formierschuh), Faser-

165 und Suspensionseigenschaften, Siebgeometrie, Sieb-/Strahl-Verhältnis sowie die eingesetzten chemischen Hilfsmittel. In der Blattbildungszone bestimmt man somit entscheidend die geforderten Qualitätskriterien des Produkts (z.B. —> Formation, —> flächenbezogene Masse, —• Blattaufbau in z-Richtung (—• Füll- und —> FeinstoffVerteilung), Nadellöcher, —• Rollneigung, Festigkeitseigenschaften).

—> Sieb verantwortlich, entscheidende Voraussetzungen für eine gleichmäßige Blattbildung. Auch die Faserorientierung und die durch Sekundärströmungen hervorgerufene —> Streifenbildung im Papier werden maßgeblich durch den Stoffauflauf bestimmt. Der —• Blattaufbau von Papier und Karton kann einlagig, mehrlagig oder mehrschichtig sein. Neben der maschinellen Blattbildung gibt es für stoffliche und verfahrenstechnische Untersuchungen die Laborblattbildung (—• Laborblattbildner) zur Erzeugung von isotropen —• Laborblättern (—• Isotropie), während auf Papiermaschinen hergestellte Papiere durch eine —• Anisotropie gekennzeichnet sind. PR

Blattdicke (thickness, caliper)

—• Dicke (von Karton und Pappe)

Prinzip der Blattbildung mit Entwässerung

Obwohl die Bildung des Faservlieses auf der Siebpartie einer Papiermaschine stattfindet, hat der —• Stoffauflauf entscheidenden Einfluss auf die Blattbildung. In der Suspension bilden sich —• Flocken als Faser- und Füllstoffagglomerate, die im Stoffauflauf durch Turbulenzen dispergiert werden. Damit sollte eine homogenisierte Feststoff-Wasser-Mischung auf die Siebpartie gelangen. Allerdings findet bereits beim Austritt des Stoffstrahls aus dem Stoffauflauf und beim Auftreffen auf der Siebpartie eine Rückflockung statt. Nach dem Filtrationsvorgang, der bei —• Langsiebmaschinen an der —• Wasserlinie endet, sind die Flocken fixiert und für die kleinflächige, stochastische Massenverteilung von Papier, Formation genannt, verantwortlich. Ferner ist der Stoffauflauf für eine Vergleichmäßigung des Stoffstrahls über die Papiermaschinenbreite nach Menge und Richtung sowie für die Kontstanthaltung des Geschwindigkeitsverhältnisses Stoffstrahl zu

Papier,

Blaue Tonne (blue bin)

—> Grüne Tonne

Blauer Engel (blue angel)

Mit dem Blauen Engel können in Deutschland solche Produkte gekennzeichnet werden, die im Vergleich mit anderen Produkten für den gleichen Gebrauchszweck - also relativ gesehen - nach bestimmten Richtlinien besonders umweltfreundlich sind. Die besondere Umweltfreundlichkeit eines Produkts kann verschiedene Gründe haben: Es kann z.B. besonders lärm- oder emissionsarm sein, es kann —» Abfall vermindern oder —• Abwasser entlasten, schädliche Inhaltsstoffe reduzieren oder ganz vermeiden oder das —> Recycling fordern. Dabei dürfen die mit dem Umweltzeichen gekennzeichneten Produkte nicht weniger sicher oder gebrauchstauglich sein

166 als andere vergleichbare Produkte. All diese Gesichtspunkte sollen bei der Vergabe des Blauen Engels in einer ausgewogenen, ganzheitlichen Betrachtung von einer mit Fachleuten besetzten Jury berücksichtigt werden. Der Blaue Engel wurde 1977 von den für Umweltschutz zuständigen Ministern des Bundes und der Länder geschaffen. Das Umweltzeichen soll eine Einkaufshilfe für den Verbraucher darstellen. Die derzeit für Papier- und Kartonerzeugnisse vergebenen Blauen Engel beziehen sich auf —> Hygienepapiere, grafische —* Recyclingpapiere, —> Tapeten- und Rauhfaserpapiere, Recyclingkartons und —• Zeitungsdruckpapiere. Als Vorteil der Verwendung von Altpapier zur Herstellung von Papier oder Karton werden stets die reduzierte Abfallbelastung durch Altpapier, insbesondere bei Einsatz unterer und mittlerer —• Altpapiersorten, sowie eine verringerte Umweltbelastung (—• Abwasserbelastung, Wasser- und Energieverbrauch) aufgeführt, ohne dass jedoch die umweltentlastende Wirkung spezifiziert ist. Die Vergaberichtlinien für das Umweltzeichen definieren vollständig oder teilweise die einzusetzenden Altpapiersorten nach Hauptgruppen sowie den zu verwendenden Mindest· Altpapieranteil. Demnach müssen • • • • • •

Hygienepapiere zu 100 % Grafische Recyclingpapiere zu 100 % Papiertapeten zu mind. 60 % Rauhfasertapeten zu mind. 80 % Recyclingkartons zu 100 % Zeitungsdruckpapiere zu mind. 75 %

aus Altpapier bestehen. Darüber hinaus ist grundsätzlich auf halogenierte Bleichchemikalien (chlorhaltige —• Bleichmittel) und —> Komplexbildner vom Typ EDTA zu verzichten. Zusätzlich: •

müssen die für die Herstellung von Hygienepapieren eingesetzten Altpapiersorten den Anforderungen der —• Empfehlung XXXVI der Kunststoffkom-

•

•

•

•

mission des Bundesgesundheitsamts entsprechen; müssen grafische Recyclingpapiere die technischen Anforderungen von DINNormen erfüllen, sofern entsprechende Normen vorliegen (z.B. DIN 19309 für —> Kopierpapiere); dürfen Papier- und Rauhfasertapeten keine Inhaltsstoffe enthalten, die nach der —• Gefahrstoffverordnung eine Kennzeichnung des Produkts notwendig machen würden. Außerdem müssen die eingesetzten Hilfsstoffe in der Empfehlung XXXVI der Kunststoffkommission des Bundesgesundheitsamts enthalten sein; müssen Recyclingkartons die technischen Anforderungen gemäß DIN-Normen erfüllen, sofern entsprechende Normen vorliegen (z.B. DIN 19307 für Papier und Karton für Bürozwecke); darf der zusätzliche Faserstoffbedarf nur mit —• Primärfasern gedeckt werden, die unter vollständigem Verzicht auf halogenierte Bleichchemikalien und Komplexbildner vom Typ EDTA hergestellt wurden.

Der Blaue Engel kann bei der RAL (Reichsausschuss für Lieferbedingungen) beantragt werden, die einvernehmlich mit dem Umweltbundesamt auch die Anforderungkriterien überarbeitet und von Zeit zu Zeit neu festlegt. Literatur N.N. : Umweltzeichen: Produktforderungen, Zeichenanwender und Produkte. RAL Deutsches Institut für Gütesicherung und Kennzeichnung e.V., Sankt Augustin, 1997. Bezugsquelle: Umweltbundesamt, Berlin PU

Blei (lead)

Blei (chemisches Element mit dem Zeichen Pb von lateinisch plumbum) ist ein blaugraues, weiches Schwermetall (Dichte: 11,35 g/cm3, Schmelzpunkt: 327,5° C, Siedepunkt: 1 740° C). Es ist an der Luft leicht

167 oxidierbar. Die dabei entstehende Oxidhaut verhindert eine weitere Oxidation. Blei ist beständig gegenüber solchen Säuren, die mit ihm schwerlösliche Salze bilden, wie z.B. —• Schwefelsäure, während es von anderen Säuren angegriffen wird. In seinen Verbindungen tritt Blei zwei-, daneben auch vierwertig auf. Blei in Form von Dampf und Staub sowie viele —• Bleiverbindungen sind hoch toxisch. Das wichtigste und meistverbreitete Bleierz ist der Bleiglanz (Bleisulfid, PbS). Aus ihm wird Blei durch das Röstreduktionsverfahren hergestellt. Dabei wird der Bleiglanz durch Rösten in Bleioxid übergeführt und dieses mit Kohle (Koks) bzw. Kohlenmonoxid (CO) zu Blei reduziert. Blei wird in großen Mengen zur Herstellung von Akkumulatoren verwendet. Daneben dient es zur Herstellung von biegsamen und korrosionsfesten Kabelummantelungen, von Leitungsrohren und Behältern für aggressive Flüssigkeiten in der chemischen Industrie und von Schrotkugeln. Ferner wird es als Strahlenschutz gegen Röntgen- und Gammastrahlen eingesetzt. HA

immer besteht die einzelne Bleichstufe aus einer

Bleichanlage (bleach plant, bleaching department)

Bleichchemikalien (bleaching chemicals)

Unter Bleichanlage oder Bleicherei versteht man eine Anlage, in der die Reaktionsbehälter und Maschinen, die verbindenden Rohrleitungen, die Umfüllung, Lagerung und ggf. die Bereitung der —• Bleichchemikalien sowie die Steuerung zur Bleiche von z.B. —> Zellstoff oder —• Holzstoff angeordnet sind. Die maschinelle Gestaltung einer Bleichanlage hängt von der —• Bleichsequenz ab. Sie besteht aus wirtschaftlichen und aus qualitativen Gründen meist aus mehreren Bleichstufen: Zum einen vermindert die Mehrstufigkeit die Aufwendungen (Bleichchemikalien, Wärme), zum anderen müssen zur Erreichung bestimmter Ziele (z.B. hoher —• Weißgrad bei geringen Festigkeitsverlusten, niedrige Schmutzpunktzahl) unterschiedliche Bleichchemikalien und Verfahrensbedingungen angewendet werden. Fast

—• Bleichmittel

•

•

Behandlung, z.B. Einmischung der Chemikalien in speziellen Aggregaten und Reaktion unter bestimmten Bedingungen (Temperatur, pH-Wert, Zeit) z.B. im —• Bleichturm, und einer nachfolgenden Wäsche, um die unerwünschten Bleichprodukte zu entfernen, z.B. in —> Waschfiltern oder Waschpressen.

Bei Holzstoffen wird oxidierend und/oder reduzierend gebleicht (—• Holzstoffbleiche). Für hohe Qualitäten wendet man z.B. die Bleichsequenz —»Peroxid »Dithionit an und erreicht Weißgrade um 80 %. Bei Zellstoffen wird oxidierend gebleicht mit dem Ziel, Farbstoffe zu zerstören oder löslich zu machen (—•Zellstoffbleiche). Je nach Anforderung an die Zellstoffqualität (angebleicht bis hochveredelt) kann die Bleichsequenz 1 bis 8 Stufen haben und die unterschiedlichsten —• Bleichmittel verwenden. DA

Bleiche (historisch) (bleaching) (historical)

Die ältesten Bleichverfahren für Faserstoffe und Papier sind dieselben wie für Textilien: Wässern, Luft- und Rasenbleiche, wobei die letztere sich im Fernen Osten für Handpapiere bis in unsere Zeit erhalten hat. Auch das aus der —• Rindenbaststoff-Technik übernommene Abkochen der Faserstoffe in Aschelauge wirkt bleichend. Dies gilt auch für das Faulen der Hadern (Enzymwirkung), wie es in Europa seit dem Mittelalter unter Zusatz von —> Kalkmilch praktiziert wird. 1785 erfindet in Paris der Chemiker Berthollet die Bereitung von —• Chlorgas aus Kochsalz, konzentrierter —> Schwefelsäure und Braunstein. Er empfiehlt dessen Anwen-

168 2) Ligninentfernende Bleiche Für hohe und höchste Weißgrade wird die ligninentfernende Bleiche angewendet. Dabei werden —• Zellstoffe in mehrstufigen Bleichsequenzen mit hochreaktiven, oxidativen Bleichmitteln behandelt. Das nach dem Zellstoffkochen (—• Kochen) noch verbliebene Lignin (—> Restlignin) wird weitestgehend abgebaut und gelöst; zusätzlich werden lichtabsorbierende Gruppen chemisch umgewandelt. Je nach der Art der verwendeten Bleichchemikalien spricht man von —• chlorfreier Bleichen Bleiche (—• TCF-Bleiche), —• chlorarmer (bleaching) Unter Bleichen versteht man einen Prozess, Bleiche ( - • ECF-Bleiche) oder - • Chlorbleibei dem unter Einwirkung von Chemikalien che. die Reinheit und die Weiße eines Faserstoffs In dem Bleichprozess können durch Variaverbessert werden. Bei diesem Prozess wer- tion der Bleichbedingungen und der Bleichden Bestandteile des Faserstoffs entfernt oder chemikalien die Zellstoffeigenschaften (z.B. chemisch modifiziert. Die Führung des Viskosität, Mahlverhalten, Saugvermögen, Bleichprozesses und die eingesetzten Zugfestigkeit) in weiten Grenzen verändert —> Bleichmittel hängen in erster Linie vom werden. FI Charakter des Faserstoffs und von der angestrebten Faserstoffqualität ab.

dung fur die Bleiche von Textilien und von —• Hadern für die Papierherstellung. Die Erfindung von —•Holzschliff und —•Zellstoff erfordert eine großindustrielle Bleiche. Dabei setzt sich das Hypochlorit-Verfahren (—• Calciumhypochlorit) durch, das heute aus Umweltgründen durch Bleichverfahren mit —• Peroxid, —• Ozon und am Rande auch mit —• Enzymen ersetzt wird. TS

1) Ligninerhaltende Bleiche Bei Hochausbeutestoffen, —•Halbzellstoffen oder —• Holzstoffen wird eine Weißgraderhöhung (—• Weißgrad) mit möglichst geringen Substanzverlusten angestrebt. Die in diesem Fall angewendete ligninerhaltende Bleiche modifiziert die gefärbten Bestandteile des Faserstoffs. Dabei werden die chromophoren Gruppen (—• Chromophoren), die —• Licht absorbieren, chemisch umgewandelt. Der Reaktionsmechanismus besteht aus einer Oxidation oder Reduktion konjugierter Doppelbindungssysteme. In der Industrie wird die ligninerhaltende Bleiche in ein- oder zweistufigen —• Bleichsequenzen unter Verwendung von —• Wasserstoffperoxid als Oxidationsmittel oder —• Natriumdithionit bzw. —• Formamidinsulfinsäure (FAS) als Reduktionsmittel durchgeführt. Auf diese Weise werden weder ein hoher Weißgrad noch eine hohe Weißgradstabilität erreicht. Die erzielte Verbesserung der optischen Eigenschaften ist jedoch ausreichend für die mit diesen Faserstoffen hergestellten Papierqualitäten (z.B. —• SCPapier).

Bleichereiabwasser (bleaching effluent)

Unter dem Begriff Bleichereiabwasser werden die bei der Faserstoffbleiche in den einzelnen —• Bleichstufen anfallenden Abwässer verstanden. In einer Zellstofffabrik stellen sie die Hauptabwasserlast dar. Die Abwasserinhaltsstoffe hängen vom Zellstofftyp (—• Sulfit- oder —• Sulfatzellstoff) und von der —• Bleichsequenz ab. Generell bestehen sie aus organischen Säuren, aus phenolischen Verbindungen und aus Neutralverbindungen, wie aliphatischen und aromatischen Ketonen und Aldehyden. Da die analytische Bestimmung der Einzelkomponenten im Bleichereiabwasser sehr aufwendig ist, werden zur Charakterisierung der Abwasserqualität Summenparameter verwendet (—• BSB, - • CSB, - • AOX). Die bei der —• Chlorbleiche in höheren Konzentrationen anfallenden organischen Chlorverbindungen (AOX) haben wegen ihrer mutagenen und toxischen Eigenschaften nicht nur zur Entwicklung chlorarmer und chlorfreier Bleichtechnologien (—• ECFBleiche, —» TCF-Bleiche) geführt, sondern auch zu vielfaltigen Aktivitäten zur Wieder-

169 Verwendung der —» Bleichereiabwässer und darüber hinaus zur Schließung interner Kreisläufe mit dem Ziel der Erfassung der Bleichereiabwässer und deren Umsetzung (Verbrennung) in der —• Chemikalienrückgewinnung. Die in Bleichereien mit geschlossenem Wasserkreislauf gebleichten Zellstoffe werden als TEF-Zellstoffe (totally effluent free - vollständig abwasserfrei) bezeichnet. Das Bleichen mit geschlossenem Wasserkreislauf steht erst am Anfang der Entwicklung. FI

ungebleichter ungebleu Zellstoff

d

D

1) Beim offenen Waschaggregat —• Frischwasser wird direkt in geleitet.

System (Abb. a) wird jedes mit Waschwasser als versorgt und das —> Filtrat die —> Abwasserreinigung

2) Beim geschlossenen System (Abb. b) fließt das Frischwasser auf das letzte Waschaggregat und wird dann im Gegenstrom über alle Waschfilter geführt. Beim ersten Wäscher wird es dann entweder einer Wiederverwendung zugeführt oder in die Abwasserreinigung abgelassen. Zwischen diesen Kreislaufsystemen sind auch Zwischenlösungen möglich, z.B. die Aufsplittung des Waschwassers in 2 Ströme (Abb. c), wobei einmal die sauren Filtrate im Gegenstrom auf die Waschfilter der sauren —• Bleichstufen (C = Chlorierung, D = Chlordioxidstufe, A = Saure Stufe, Ζ = Ozonstufe) und die alkalischen Filtrate auf die Waschaggregate der alkalischen Bleichstufen (E = Alkaliextraktion, Ρ = Peroxidstufe, Ο = Sauerstoffstufe) geführt werden.

E

PI •gebleichtc Zellstoff

Abwasser

a) offenes System ungebleichter Zellstoff

Bleichereikreislauf (bleach plant circulation)

Unter Bleichereikreislauf wird das System der Wasserführung in einer Mehrstufenbleicherei (—> Zellstoffbleiche) einer Zellstofffabrik verstanden. Geht man von dem konventionellen Aufbau einer Mehrstufenbleiche aus mehreren —• Bleichtürmen mit danach angeordneten Waschaggregaten aus, so gibt es 2 Schaltungen:

Waschwasser

_l ι

Waschwasser

rfl 41dI

~ Hz

τ

J

Abwasser

P2

PI

L

gebleichter — 1 Zellstoff

b) geschlossenes System ungebleichter Waschwasser Zellstoff

D

—

E -

Waschwasser

PI - - P2

ΓΤΠ

gebleichter Zellstoff

Abwasser Abwasser (sauer) (alkalisch)

c) Aufsplittung der Waschwässer Bleicherei-Kreislaufsysteme

Eine Optimierung der Bleichereikreisläufe führt zu einem niedrigen spez. Frischwasserverbrauch in der Bleicherei (-» Bleichen) und damit zu einer geringen Abwassermenge. Sie ist die Voraussetzung für eine Wiederverwendung der Bleichereifiltrate und für eine mögliche Schließung der Bleicherei bis zum Endstadium des vollständig abwasserfreien (TEF = totally effluent free) Systems. FI

Bleichlösung (bleaching liquor)

Die Herstellung einer Bleichlösung ist bei der Bleiche von —> Zellstoff, —> Holzstoff oder —> Deinkingstoff erforderlich, um die Dosie-

170 rung kristalliner (z.B. —• Formamidinsulfinsäure) oder pulverformiger (z.B. —> Natriumhydrosulfit) Chemikalien zu erleichtern. Die Bleichlösung kann in einem Ansatzbehälter diskontinuierlich aufbereitet werden. Für einige Bleichverfahren wird die aktive Bleichlösung durch das Mischen verschiedener Komponenten erzeugt. Dies gilt z.B. für die —• Peroxidbleiche (Komponenten: —» Wasserstoffperoxid, —• Natronlauge, —> Wasserglas —• Komplexbildner). Die Zubereitung der Bleichlösung kann auch in einer Mischkaskade kontinuierlich erfolgen. SÜ

Folgende Bleichmittel werden häufig verwendet:

Bleichmittel (bleaching agents)

Bleichsequenz (bleaching sequence)

Als Bleichmittel werden bei der Bleiche von —> Zellstoff, —• Holzstoff, oder —> Deinkingstoff Chemikalien eingesetzt, die die —> Helligkeit oder den —• Weißgrad von Faserstoffen und —> Pigmenten erhöhen. Bleichmittel sind entweder starke Oxidationsoder Reduktionsmittel. Die oxidierende Bleiche führt zu einem Abbau der farbgebenden Substanzen (z.B. Oxidation von Chinonen im —• Restlignin von Zellstoff zu Carbonsäuren, die unter alkalischen Bedingungen in Lösung gehen). Die teilweise oder vollständige Zerstörung dieser Substanzen führt zu hohen Weißgraden von Zellstoff. Gleichzeitig verursacht dies einen Ausbeuteverlust und eine entsprechende —• Abwasserbelastung durch organische Verbindungen (z.B. —• Kohlenhydrate). Reduktionsmittel beeinträchtigen die —> Ausbeute deutlich weniger, da sie durch Unterbrechung der Konjugation der Elektronen in den —> Chromophoren nur entfärben. Dies macht reduktiv gebleichte Substanzen anfälliger gegenüber einer Rückbildung der farbgebenden Strukturen oder einer —• Vergilbung unter dem Einfluss von —* Licht und Wärme (—> Holzstoffbleiche). Die Auswahl des Bleichmittels hängt vom erwünschten Weißgrad und der zu bleichenden Substanz ab. Die Zahl der technisch üblichen Bleichchemikalien ist aus ökologischen und ökonomischen Gründen begrenzt.

Unter einer Bleichsequenz versteht man die aufeinander folgende Anordnung mehrerer, oftmals unterschiedlicher —» Bleichstufen in einer kontinuierlichen Bleicherei. Sie gibt Auskunft über die Anzahl der Bleichstufen und über die Art und Reihenfolge der eingesetzten Bleichchemikalien (—> Bleichmittel). Zur Kurzbeschreibung einer Bleichsequenz werden Symbole verwendet, die in der Regel von dem verwendeten Bleichmittel abgeleitet wurden:

•

•

Zur Bleiche von Zellstoffen starke Oxidationsmittel, die das Restlignin zerstören: —• Sauerstoffdelignifizierung, —> Chlordioxid, —» Peroxid, —> Peressigsäure, —> Ozon. Zur Bleiche von Holzstoffen und Deinkingstoffen werden neben Wasserstoffperoxid (—• Peroxidbleiche) auch Reduktionsmittel verwendet: —»Dithionit, —• Formamidinsulfinsäure. SÜ

C D E H Ο Ρ Pa Q X Y Ζ

-

Chlorierung Chlordioxidbleiche Alkaliextraktion Hypochloritbleiche Sauerstoffdelignifizierung Peroxidbleiche Peroxisäurestufe Chelatisierungsstufe Enzymanwendung (Biobleiche) Dithionitbleiche Ozonbleiche

Wird in einer Bleichstufe mit mehreren Bleichchemikalien gearbeitet, werden die Symbole zusammengefasst. Dann steht z.B. EOP für eine alkalische Extraktionsstufe, die mit —> Sauerstoff und —» Peroxid intensiviert wird. Typische Bleichsequenzen für Sulfitzellstoff sind:

171 • •

OP-EOP-P-P ( - • TCF-Bleiche) oder OP-E-P-D (-> ECF-Bleiche).

In der Sulfatzellstoffbleiche arbeitet man u.a. mit: • •

OP-Q-Z-P-Z (TCF-Bleiche) oder OP-D-EP-D (ECF-Bleiche).

FI

Bleichstufe (bleaching stage)

Unter Bleichstufe wird die Prozesseinheit einer —• Bleichsequenz verstanden. Konventionell besteht sie aus folgenden Aggregaten: •

•

•

•

•

Chemikalienmischer zur Einmischung der Bleichchemikalien (—> Bleichmittel) in die Faserstoff-Wasser-Suspension Dampfmischer zur Einstellung der Reaktionstemperatur mittels Niederdruckdampf Dickstoffpumpe zum Transport der aufgeheizten und mit Chemikalien versetzten Faserstoffsuspension zum —• Bleichturm Bleichturm-Reaktionsbehälter, dessen Volumen auf die erforderliche Reaktionszeit ausgelegt ist Waschaggregat zum Auswaschen der Restchemikalien und der Reaktionsprodukte aus dem Faserstoff (—•Waschfilter).

Nach den in einer Bleichstufe zugesetzten Bleichchemikalien werden sie mit einer speziellen Bezeichnung versehen (z.B. D für Chlordioxidbleichstufe, Ρ für Peroxidbleichstufe). Die bei einer —» Zellstoffbleiche in Frage kommenden Bleichstufen gehen aus dem Stichwort Bleichsequenz hervor. FI

bzw. bei der —» Hochkonsistenzbleiche mit dem krümeligen Faserstoff (nur von oben) beschickt. Im ersteren Falle kann bei größerer Höhe (z.B. über 20 m) sogar gasformiges —> Bleichmittel (z.B. —> Sauerstoff) ohne größere Verluste eingesetzt werden, weil ein ausreichender Gegendruck besteht. Die gleichmäßige Durchströmung stellt sicher, dass der Bleichvorgang örtlich wie ein stationärer Vorgang mit abnehmender Bleichmittelkonzentration abläuft, was zu einer weitgehenden Ausnutzung der Bleichwirkung des Bleichsmittels führt und unerwünschte Vermischungen vermeidet. Für die Hochkonsistenzbleiche werden Abwärtstürme benutzt, seitdem entsprechende —> Austragsvorrichtungen (Schnecken, Scraper) zur Verfügung stehen. Das Material für Bleichtürme hängt vom verwendeten Bleichmittel ab und kann aus Stahl mit Anstrich, Beschichtung oder Gummierung, aus Edelstahl oder aus innen keramikverkleidetem Beton bestehen; früher waren auch Holztürme im Einsatz. Moderne Konstruktionen von Bleichtürmen können mehrere —• Bleichstufen in einem Turm beinhalten, wobei zwischen den Stufen Waschzonen, z.B. mit Ringsieben, angeordnet sind, die die Zuführung und Entnahme von Waschflüssigkeiten gestatten. DA

Bleiverbindungen (lead compounds)

Blei tritt in seinen anorganischen Verbindungen in den Oxidationsstufen + 2 und + 4 auf; organische Bleiverbindungen leiten sich von der Oxidationsstufe + 4 ab. Alle Bleiverbindungen sind, wie auch metallisches —• Blei, giftig. Die Giftwirkung beruht u.a. auf der Inaktivierung von —> Enzymen, die für die Hämoglobinbildung wichtig sind, sowie auf der Störung der Blutbildung und der Gefäßnerven. Blei wird u.a. in den Knochen Bleichturm unter gleichzeitiger Calciumverdrängung (bleaching tower) Der Bleichturm ist ein zylindrischer Reaktor sowie in Leber und Nieren abgelagert. zur —• Bleiche von —• Zellstoff und —• Holz- Von den anorganischen Bleiverbindungen stoff. Er wird entweder von unten mit Pum- haben Bleipigmente eine besondere Bedeupendruck (Aufwärtsturm) oder von oben tung. Bleiweiß (basisches Bleicarbonat, (Abwärtsturm) mit der Faserstoffsuspension 2PbC03 · Pb(OH)2) hat, mit Leinöl ange-

172 rührt, als Malerfarbe eine sehr hohe Deckkraft und Witterungsbeständigkeit. Es wurde bereits im Altertum für Decken- und Wandmalereien verwendet. In der Kunstmalerei wird Bleiweiß, mit Mohnöl versetzt, als Kremserweiß bezeichnet. Bleichromat und Bleioxidchromat werden als Buntpigmente unter den Bezeichnungen Chromgelb, Chromgrün und Chromorange/Chromrot genutzt. Wegen ihrer physiologischen Bedenklichkeit - bei einigen wurden carcinogene Eigenschaften nachgewiesen wurden diese Pigmente in den vergangenen Jahren zunehmend durch chromatfreie Pigmente ersetzt. In Farben zum Bedrucken von Papieren sind in Deutschland keine bleichromathaltigen Pigmente mehr enthalten. Solche Pigmente werden wegen ihrer —• Lichtechtheit in geringen Mengen nur noch bei der Herstellung einiger —• Dekorpapiere verwendet. Unter den Bleioxiden haben Mennige (Pb 3 0 4 ) als Rostschutz- und Grundierungsmittel sowie Bleidioxid (Pb02) zur Herstellung von Zündhölzern und in der Pyrotechnik technische Bedeutung. Bleioxid (PbO) wird zur Herstellung von Bleiglas sowie für keramische Glasuren verwendet. Mit Bleiacetat oder Bleinitrat getränkte Filterpapierstreifen dienen als Bleipapier in der analytischen Chemie zum Nachweis von —• Schwefelwasserstoff. Von den organischen Bleiverbindungen haben Bleialkyle mit der allgemeinen Formel PbR4 (R = Alkylrest) große Bedeutung erlangt. Vorwiegend Bleitetraethyl, aber auch Bleitetramethyl wurden und werden noch in vielen Regionen der Welt als Antiklopfmittel dem Benzin zugesetzt. Die AntiklopfWirkung der Bleialkyle beruht auf dem Abfangen unerwünschter Radikal-Kettenreaktionen bei der Benzinverbrennung in Motoren durch dabei gebildete Ethylradikale und durch feinst verteiltes Bleioxid. Nach Einführung von bleifreiem Benzin ist die Produktion von Bleitetramethyl und Bleitetraethyl in den Industriestaaten stark rückläufig. HA

Blindendruckpapier (braille printing paper)

Blindendruckpapier ist ein hochwertiges, hadernhaltiges oder nur aus Hadern bestehendes gelbliches, hochsatiniertes Papier (-» Satinage). Das Papier muss gut prägefähig (-> Prägen) und sehr zäh sein, damit das eingeprägte Nadelmuster, die von Louis Braille entwickelte Blindenschrift, sich deutlich abhebt und gut vom blinden Leser erfühlt werden kann. Die flächenbezogene Masse beträgt 140 g/m2. RH

Blisterverpackung (blister package)

Die Blisterverpackung ist eine insbesondere für den Selbstbedienungshandel entwickelte Verpackungsform. Sie besteht aus einer Blisterkarte und einer Blisterhaube. Die Blisterkarte ist ein bedruckter und mit einem speziellen siegelfähigen —> Lack (Blisterlack) veredelter Karton. Die Blisterhaube ist ein formstabiles, tiefgezogenes, transparentes Kunststoffteil aus PVC- oder PET-Folie, dessen Größe vom Packgut bestimmt wird. Beim Abpackprozess wird die mit dem Packgut (z.B. einer Zahnbürste) gefüllte Blisterhaube auf die Blisterkarte gesiegelt. Die Blisterverpackung und die mit ihr verwandte —• Skinverpackung präsentieren das Packgut geschützt und doch sichtbar, während die Blisterkarte alle notwendigen Produktinformationen enthält. Neuerdings werden auch Blisterverpackungen angeboten, bei denen die Blisterhaube aus Karton besteht. Die Sichtbarkeit des Packguts gewährleisten hier Fensterstanzungen in der Blisterhaube. WN

Blockbodenbeutel (block bottom bag)

Beutel

Blockfertigungsstraße (block line)

Unter Blockfertigungsstraßen versteht man sowohl Fertigungsstraßen zur Herstellung

173 von Schreib- und Notizblöcken als auch von Buchblocks. 1) Fertigungsstraßen zur Herstellung von Schreib- und Notizblöcken Ein Block kann nach unterschiedlichen Bindeverfahren hergestellt werden. Die Verbindung der Einzelblätter kann entweder mit einem dünnen Klebstofffilm an einer der Schnittkanten oder durch seitliche Heftung mittels Drahtklammer erreicht werden. Bei einer Heftung (—»Heften) mit Klammern wird in der Regel eine Perforation (—• Perforieren) der Einzelblätter zum leichteren Abreißen vorgenommen.

mit Blumenpapieren zu verwechseln, die höhere flächenbezogene Massen haben und für die Herstellung von Kunstblumen durch Tauchen in Wachs eingesetzt werden. RH

Bodenschutz (soil protection)

Bodenschutz erstreckt sich auf alle Maßnahmen und Regelungen zum Schutz, zur Pflege und Sanierung von Böden und Bodenfunktionen. Bislang gibt es in Deutschland keine einheitliche gesetzliche Regelung des Bodenschutzes in Form eines Bodenschutzgesetzes. Der Boden wird lediglich in zahlreichen Einzelgesetzen als Schutzziel erwähnt, z.B. 2) Fertigungsstraßen zur Herstellung von im Bundesnaturschutzgesetz, im —> Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz, in der Buchblocks Unter einem Buchblock versteht man in der —• Gefahrstoffverordnung und im Baupla—> Buchbinderei ein Halberzeugnis, die Vor- nungsrecht. Das Fehlen eines eigenständigen stufe zum fertigen Buch. Nach dem —> Falzen Bodenschutzgesetzes schlug sich in den verder Druckbogen werden diese auf einer Zu- gangenen Jahren in Bodenschutzproblemen, sammentragmaschine in der richtigen Rei- wie Versauerung des Bodens und Altlasten, henfolge auf die endgültige Dicke zusam- nieder. Einige Bundesländer zogen daraus die mengefügt. Anschließend werden die zu- Konsequenzen und regelten den Bodenschutz sammengetragenen Buchblocks gebunden. entweder in einem eigenen Gesetz (BadenDies kann auf separaten —• Heftmaschinen Württemberg) oder im Zusammenhang mit (Fadenheftung oder Drahtheftung) oder durch Abfallgesetzen. —> Klebebindung erfolgen. Der gebundene Primäres Ziel des Bodenschutzes ist die ErBuchblock wird anschließend an Vorder-, haltung der Leistungsfähigkeit der BodenKopf- und Fußsteg glatt beschnitten und vor funktionen für Mensch und Naturhaushalt. dem Einhängen in die Buchdecke noch weiter Erreicht werden soll dies durch bearbeitet. Die Buchblockfertigung kann in Fertigungsstraßen (in-line-Maschinen) oder • die Verminderung des Eintrags qualitativ auch mit meist hintereinander angeordneten und quantitativ bedenklicher Stoffe Einzelmaschinen erfolgen. MZ • die Beschränkung von Flächeninanspruchnahme und Landschaftsverbrauch. Blumenseidenpapier (flower tissue)

Blumenseidenpapiere, auch Gärtnerseiden genannt, sind holzfreie, geleimte, oft auch nassfeste, einseitig glatte, weiße oder hellfarbige, z.T. auch leuchtend gefärbte Seidenpapiere in flächenbezogenen Massen von 20 bis 22 g/m2. Sie werden aus halb- oder ungebleichten Sulfit- oder gebleichten Sulfatzellstoffen hergestellt und zum Einwickeln von Schnittblumen oder Geschenken verwendet. Blumenseidenpapiere sind nicht

Teilziele zur Verminderung der Stoffeinträge in den Boden sind u.a.: •

•

•

die Inertisierung und sachgerechte Deponierung von nichtverwertbaren —» Abfällen die Sicherung und Dekontaminierung von Altlasten. Neue Altlasten müssen verhindert werden. die Verringerung des Schadstoffgehalts von Klärschlämmen

174 •

die Senkung von luftgetragenen Emissionen, bis die Schadstoff-Depositionen ein bodenverträgliches Niveau erreicht haben. HA

Bogenanleger (feeder, layboy)

dem Bogenstapel jeweils der unterste Bogen mittels Saugtechnik separiert und transportiert wird. SD

Bogenausleger (sheet delivery)

Der Bogenausleger, auch Ausleger genannt, Die Bogenanleger werden zur Einzelblattver- ist eine Baugruppe in —> Bogendruckarbeitung in den unterschiedlichsten Maschi- maschinen, die den bedruckten Bogen vom nen der grafischen Industrie (—> Druck- letzten —> Druckwerk transportieren, ausmaschinen, —> Falzmaschinen, Zusammentra- richten und auf einem —• Stapel kantengenau gemaschinen) und der Bürotechnik (z.B. ablegen. Kopiermaschinen) eingesetzt. Mithilfe dieser In einem Kettenausleger wird der bedruckte Technik können Einzelbogen aus einem Papierbogen vom Druckzylinder des letzten —> Stapel (unten oder oben) gegriffen und Druckwerks an die Auslegegreifer (—> Greitransportiert werden. Die Bogenanleger wer- fer), die sich an einer an Ketten geführten den bezüglich der Abzugstechnik in Saugan- Brücke befinden, übergeben und zum Ablaleger und Friktionsanleger unterschieden. Bei gestapel transportiert. Zwischen letztem Sauganlegern wird über Gummisaugnäpfe Druckwerk und dem eigentlichen Kettenausoder Saugräder und ein über Kompressoren lager können sich auch ein oder mehrere erzeugtes —> Vakuum der Bogen angesaugt Übergabezylinder befinden. Vor allem bei und vom Stapel separiert. Anschließend er- —> Druckmaschinen, die Lackierwerke besitfolgt die Übergabe an ein Greifersystem oder zen, sowie bei —• Schön- und —• Widerdruck an Einzugswalzen, die für den Weitertrans- muss beim Transport des Bogens darauf port innerhalb der entsprechenden Maschine geachtet werden, dass es nicht zum sorgen. —> Abliegen der Druckfarbe oder zu Kratzern Bei Friktionsanlegern erfolgt der Bogen- kommt. Auch bei hohen Fortdruckgeschwintransport über in Transportrichtung der Bo- digkeiten muss kantengenau übereinander gen rotierende Reibräder. Der Stapeltisch gestapelt werden, darf der einzelne Bogen dieser Anlegeltypen wird leicht schräg ge- nicht unkontrolliert flattern und sich rollen. stellt, um den Bogenabzug zu erleichtern. An Die Möglichkeit muss bestehen, bei laufender der Bogenoberfläche wird durch die spezielle Maschine zur Kontrolle der —> Druckqualität Oberflächenbeschaffenheit der Reibräder ein einzelne Bogen zu entnehmen. Aus diesem Hafteffekt verursacht und dabei der Bogen Grund ist in den Auslegern eine Vielzahl von transportiert. Die Bogenseparierung und der Zusatzaggregaten integriert. Transport können auch durch kombinierte Druckmaschinen mit einer hohen Zahl an Verfahren von Blas- und Saugluft sowie Druckwerken und entsprechend hoher FarbFriktionsrädern erfolgen. belegung erfordern eine verlängerte Auslage, Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal von um Platz für den Einbau von Trocknern zu Bogenanlegern ist neben der Abzugstechnik schaffen. Vor allem für die —> Infrarot- und durch die Art der Bogenzuführung gegeben. —> UV-Trocknung sind sie oft mit austauschSpeziell in Maschinen der Druckweiterverarbaren Kassetten ausgestattet, um eine beitung kommen sowohl Rundstapel-, Flach- schnelle Umrüstung zu ermöglichen. stapel- und Flachstapel-Unterfluranleger zum Zugunsten eines berührungsfreien Laufs Einsatz. Bei Rundstapelanlegern wird erst ein wird der Bogen über Luftpolster schwebend Schuppenstrom der Bogen gebildet, während geführt. Flachstapelanleger direkt vom Bogenstapel Bogenschieber und Bogengeradstoßer sorabziehen. Die Unterfluranleger stellen eine gen für ein exaktes Ablegen des Bogens auf Sonderform der Abzugstechnik dar, da von dem Stapel. Falls nötig, wird der Bogen über

175 einen Entroller geführt. Dieser besteht aus 2 dicht nebeneinander liegenden Rundstäben, zwischen denen der Bogen angesaugt wird. Pudergeräte bestäuben den bedruckten Bogen mit feinem Puder, um das Ablegen oder Verkleben der Druckfarbe im Stapel zu verhindern. BG

gibt Schöndruck- sowie Schön- und Widerdruck-Maschinen (—> Schöndruck, —> Widerdruck). NE

Bogenkalander (sheet calender)

—> Kalander Bogendruckmaschine (sheet-fed (printing) press)

Als Bogendruckdruckmaschinen werden —> Druckmaschinen bezeichnet, die den Bedruckstoff im bogenförmigen Zustand verarbeiten. Je nach —> Druckverfahren wird unterschieden in: • • •

Tiegeldruckmaschinen Flachform-Druckmaschinen (—• Schnellpresse) Bogen-Rotationsdruckmaschinen.

Charakteristisch für Bogendruckmaschinen sind spezielle Baugruppen zum Transport des zu bedruckenden Bogens von der Bogenanlage bis zur Bogenauslage, die bestimmte Operationen des Bedruckstofflaufs übernehmen. Im Einzelnen sind dies:

Bogenkaschieren (sheet lamination)

Eine Sonderform des —• Kaschierens ist das Bogenkaschieren, dessen technische Realisierung in —• Bogenkaschiermaschinen erfolgt. Vom Bogenkaschieren spricht man, wenn das zu kaschierende Material in Bogenform vorliegt (z.B. Wellpappebogen oder bedruckte Kartonbogen). Das Material, mit dem kaschiert werden soll, kann als Bogen oder in Rollenform vorliegen. Im letzteren Fall gehört zum Bogenkaschieren ein Querschneideprozess, um die kaschierten Bogen zu vereinzeln. WN

Bogenkaschiermaschine (sheet laminator)

1) Eine Bogenkaschiermaschine ist eine — > Kaschiermaschine, die für das —• Kaschie• Vereinzelung der Bogen vom Stapel ren von Bogen ausgelegt ist. Sie besteht aus • Bogentransport den folgenden Baugruppen: Anleger, Kleb• Ausrichten des Bogens (Anlage) stoffauftragswerk, Kaschierwerk, Pressstation • Kontrolle der Bogenvereinzelung und und Auslage. Bogenkaschiermaschinen werder Anlage den z.B. eingesetzt, um Bogen einseitiger • Beschleunigung des Bogens —> Wellpappe mit zuvor hochwertig im • Bogentransport bei der Farbübertragung Offset (—» Offfsetdruck) bedruckten Kartonund —• Trocknen der Druckfarbe bogen zu kaschieren. Der —> Klebstoff - in • Bogenverlangsamung der Regel ein Dispersionsklebstoff - wird im • Auslegen des Bogens auf den Stapel. Klebstoffauftragswerk auf die Wellenkämme des Wellpappebogens aufgetragen. UnmittelBogendruckmaschien werden im —• Offset-, bar danach wird der bedruckte Kartonbogen —» Tief-, —> Buch-, —> Flexo- und im zugeführt und im Kaschierwerk passgenau —> Siebdruck eingesetzt. Entsprechend dem mit dem Wellpappebogen verklebt. Zur FiDruckverfahren unterscheidet man —> Bogen- xierung der Klebung werden die Bogen geschuppt übereinandergelegt und an die Pressoffsetdruckmaschinen und Bogentiefdruckstation übergeben, in der der notwendige maschinen (—> Tiefdruckmaschine). Nach der Pressdruck mittels Pressbänder über einen Anzahl der —• Druckwerke differenziert man ausreichend langen Zeitraum aufgebracht zwischen Einfarben- und Mehrfarben-Bogendruckmaschinen (—> Mehrfarbendruck). Es wird. Der fertige Verbund ist Rohmaterial für

176 die Herstellung von —> Verkaufständern und —> Displays. 2) Eine andere Form von Bogenkaschiermaschinen wird in der Druckweiterverarbeitung zum Bekleben von Druckbogen mit meist transparenten —• Kunststofffolien eingesetzt. Die Kunststofffolie wird von der Rolle verarbeitet. Der Klebstoff - meist ein- oder zweikomponentige Dispersionsklebstoffe - wird auf die Kunststofffolie in sehr dünner Schicht aufgetragen. Die Druckbogen werden zugeführt und im Kaschierwerk mit der Folie verklebt. Anschließend werden in der Lücke zwischen 2 aufeinander folgenden Bogen seitliche Einschnitte in der noch endlosen Folienbahn angebracht und der vordere Bogen beschleunigt. Durch die Zugkräfte reißt vom Einschnitt aus die Folie quer zur Zugrichtung und die kaschierten Bogen können nun vereinzelt ausgelegt werden. WN

ckiermaschine ist die Bogenauslage mit Stapelbildner. WN

Bogenoffsetdruck (sheet-fed offset)

Als Bogenoffsetdruck wird der —» Andruck und —• Auflagendruck mit —• Bogenoffsetdruckmaschinen bezeichnet, die bogenförmige —• Bedruckstoffe verarbeiten. NE

Bogenoffsetdruckmaschine (sheet-fed offset press)

Eine Bogenoffsetdruckmaschine (Bogenoffset-Druckmaschine) ist eine —• Offsetdruckmaschine für den —• Andruck und —• Auflagendruck bogenförmiger —• Bedruckstoffe. Folgende Baugruppen sind für Bogenoffsetdruckmaschinen charakteristisch: • •

Bogenlackiermaschine (sheet varnishing machine)

—• Bogenanleger —> Druckwerk mit —> Feucht—> Farbwerk Bogenführungseinrichtungen (—> Greifer) Bogenauslage (—• Bogenausleger).

und

• In der Druckweiterverarbeitung werden Bogenlackiermaschinen zum —> Lackieren von • Druckbogen eingesetzt. Eine Bogenlackiermaschine besteht aus den Baugruppen Bo1) Der Bogenanleger hat als erstes Aggregat genanlage, Lackierwerk, Trockner und Bo- der Bogendruckmaschine die Aufgabe, die genauslage. Lackierwerke sind in der Regel Bogen von einem —• Stapel zu vereinzeln und Walzenauftragswerke, deren technische sie taktgebunden und lagegenau der Anlage Auslegung im Wesentlichen von der Visko- zuzuführen. Dabei ist zu unterscheiden zwisität des —» Lacks bestimmt wird. Die Auf- schen Einzelbogenanlage (für kleinformatige tragswalzen können auch mit —• Klischees Maschinen) und Schuppen- oder Staffelanlabelegt werden, die den Lackauftrag auf be- ge. stimmte Bereiche des Druckbogens beschränken (Fassonlackierung). Die Trock- 2) Das Druckwerk als zentrale Baugruppe nung des aufgetragenen Lacks geschieht in jeder Druckmaschine übernimmt die Funkden dem Lackierwerk nachgeschalteten tion der Farbübertragung von der —> DruckTrocknern, deren Konfiguration von der form (Offsetplatte) über das —> Gummieingesetzten Lackart abhängt. Bei Disper- drucktuch an den Bedruckstoff und die Fühsionslacken wird mit Heißluft und/oder Infrarung des Bedruckstoffs. Beim typischen Dreirotstrahlung (—> Infrarottrocknung) getrock- Zylinder-Prinzip übernehmen die Drucknet. Bei Lösungsmittellacken wird Warmluft werkzylinder (Platten- bzw. Druckform-, zum Trocknen eingesetzt. Bei UV-Lacken ist Gummidrucktuch- und Gegendruckzylinder) die Trocknung eigentlich ein Härtungs- bzw. unterschiedliche Aufgaben. Der PlattenzylinVernetzungprozess, der unter der Einwirkung der dient dem lagegenauen Aufspannen der von intensiver UV-Strahlung abläuft (-» UV- Druckform. Über Friktion laufen die AufTrocknung). Die Endgruppe der Bogenla- tragwalzen der —• Druckfarbe und des

177 —• Feuchtmittels im Kontakt mit der Druckform und realisieren so die Einfärbung der Druckform an den druckenden Stellen und die Befeuchtung an den nichtdruckenden Stellen. Mithilfe von Druckkraft erfolgt die Übertragung der Druckfarbe und des Feuchtmittels auf den Gummidrucktuchzylinder. Auf dem Gummidrucktuchzylinder sind das Gummidrucktuch und je nach Art des —> Aufzugs entsprechende Unterlagen aufgespannt. Der Gegendruckzylinder, auch Druckzylinder genannt, gewährleistet im Abwälzvorgang mit dem Gummidrucktuchzylinder die Farbübertragung auf den Bedruckstoff, also das eigentliche —> Drucken. Gegendruckzylinder weisen daher eine glatte Zylinderoberfläche auf. Im Kanal des Gegendruckzylinders wird ein mechanisches Greifersystem gesteuert, das die Übernahme, das Führen und die Bogenabgabe an das nächste Druckwerk oder die Bogenauslage realisiert. Die Stellung der Druckwerkzylinder zueinander kann unterschiedlich sein. Vorwiegend sind Druckform- und Gummidrucktuchzylinder gleich groß. Jedoch gibt es auch Maschinen, bei denen der Gegendruckformzylinder den doppelten (selten dreifachen) Umfang gegenüber dem Druckform- und Gummidrucktuchzylinder hat. Bei Bogenoffsetdruckmaschinen mit Satellitenbauweise sind 4 Druckwerke um einen gemeinsamen Gegendruckzylinder angeordnet. Es werden also 4 Farben ohne Übergabe durch Kettengreifersysteme oder Übergabezylinder in einem Greiferschluss auf die Oberfläche des Bedruckstoffs übertragen. Das Farbwerk übernimmt Zufuhr, Verreibung, Transport und Auftrag der Druckfarbe auf den Druckformzylinder. Die Übertragung eines gleichmäßigen Farbfilms mit einer Dicke zwischen 2 bis 3 μηι an die Druckform ist Hauptaufgabe des Farbwerks. Schwankungen im Farbauftrag führen zur Änderung der Farbsättigung (—» Sättigung) in —• Volltonflächen, Tonwertverschiebungen (—> Tonwert) und Farbtonveränderung (—• Buntton) im —• Mehrfarbendruck. Im Bogenoffsetdruck werden wegen der Verwendung von —> Offsetdruckfarben mit hoher —> Kon-

sistenz Walzenfarbwerke eingesetzt, die aus Farbkasten, Farbduktor, Farbheber, Verreibwalzen, Beschwerwalzen und Farbauftragwalzen bestehen und folgende Funktionen erfüllen: • • •

Dosierung und Zufuhr der Druckfarbe Verreibung, Spaltung und Transport der Druckfarbe zu den Farbauftragwalzen Farbauftrag der Druckfarbe auf die Druckform.

Walzenfarbwerke für Bogenoffsetdruckmaschinen werden in einer Vielzahl verschiedener Konstruktionen realisiert. Großformatige Maschinen sind zusätzlich mit einer Farbwerktemperierung ausgerüstet, da sich Temperatureinflüsse im Farbwerkbereich (50 bis 60° C möglich) auf die Farbgebung störend auswirken. Das Feuchtwerk hat die Aufgabe, die Druckform an den nichtdruckenden Stellen mit einem gleichmäßigen Feuchtmittelfilm zu feuchten. Auch bei den Feuchtwerken gibt es einen Vielzahl von Prinzipien und Konstruktionen. In Bogenoffsetdruckmaschinen sind Alkoholfeuchtwerke im Einsatz, wobei zwischen Heberfeuchtwerken und heberlosen Feuchtwerken unterschieden wird. 3) Die letzte Baugruppe von Bogenoffsetdruckmaschinen ist die Bogenauslage, die die Aufgabe hat, die Druckbogen vom Gegendruckzylinder des letzten Druckwerks zum Auslegestapel zu führen und dort abzulegen. Unterschieden wird zwischen Normal- bzw. Niedrigstapelauslage und Hochstapelauslage. Die Stapelhöhe ist bei der Normalstapelauslage auf ca. 50 bis 60 cm limitiert. Sie wird in Einfarben- und Zweifarben-, seltener bei Vierfarbenmaschinen eingesetzt. Bei Mehrfarbenmaschinen und größeren Bogenformaten wird die Hochstapelauslage mit Stapelhöhen bis 150 cm verwendet. Vor der Bogenauslage (teilweise auch zwischen den Druckwerken) können Ultraviolettstrahler (—> UV-Trocknung) und Infrarottrockner (—> Infrarottrocknung) zum —> Trocknen der Druckfarbe angeordnet sein. Zusatzaggregate, wie z.B. Antistatik- oder

178 Entelektrisierungsanlagen und Bogenglätteinrichtungen, verbessern die —• Be- und —> Verdruckbarkeit des Bedruckstoffs. Bogenoffsetdruckmaschinen werden als Einfarbenmaschinen mit Drei-Zylinder-System, Mehrfarbenmaschinen in Reihen- oder Tandembauweise sowie als Schön- und Widerdruckmaschinen (—• Schöndruck, —> Widerdruck) eingesetzt. NE

Schlitze entwässert, ohne dass ein zusammenhängender Filterkuchen entstehen kann. Bogensiebe haben eine geringe Entwässerungsleistung pro Flächeneinheit des Siebs. Sie werden vor allem bei der Faserrückgewinnung und zum Eindicken von —• Rejekten eingesetzt. HO

Bogensignatur (signature title) Bogenschneider (sheet cutter)

—> Schneidmaschine

Bogensieb (bow screen ) Einlauf

Druckbogen von Büchern und —> Broschüren werden jeweils am Fuß der ersten Seite mit der fortlaufenden Bogenzahl (Prime) gekennzeichnet. Die Bogenzahl wird meist auf der dritten Seite, mit einem Stern versehen, wiederholt (Sekunde). Die Bogensignatur dient zur Kontrolle der richtigen Reihenfolge der Bogen im fertiggestellten Werk nach Beendigung der verschiedenen Schritte der Weiterverarbeitung (—> Kollationieren). Hierbei sind insbesondere Falz- und Faltvorgänge in der —• Druck- oder Weiterverarbeitungsmaschine zu beachten. BG

Bogenzähler (sheet counter)

Schema eines Bogensiebs (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology)

Das Bogensieb ist ein —• Eindicker zur —> Entwässerung von Suspensionen. Es besitzt keine beweglichen Elemente. Das Bogensieb (Abb.) besteht aus einer bogenförmigen Siebplatte, deren Schlitze horizontal angeordnet sind. Die Schlitzweiten liegen bei 0,15 bis 2,0 mm. Das Bogensieb ist im Wesentlichen vertikal ausgerichtet. Die Suspension wird mittels Düsen oder eines Verteilers (z.B. Überlaufwehr) im oberen Teil auf das Sieb aufgebracht. Dabei wird die Suspension durch die quer zur Abflussrichtung liegenden

Bogenzähler werden zum Zählen von gestapelten Papierbogen eingesetzt. Üblicherweise wird ein beweglicher Zählkopf über die Ecke eines Papierstapels geführt. Während des Zählens wird die Kante jedes Bogens angesaugt und registriert. Die Leistung des Zählers beträgt bis zu 100 000 Bogen je Stunde. HM Bogenzählmaschine (sheet counter)

—• Bogenzähler

Bombierung (crowning)

Unter Bombierung, auch Bombage genannt, versteht man eine meist konvexe Balligkeit (größerer Walzendurchmesser in der Walzenmitte, kleinerer Durchmesser an beiden Walzenrändern) von Walzen, insbesondere von Presswalzen, um deren Durchbiegung

179 aufgrund der aufgebrachten Presskraft und des Eigengewichts zu kompensieren und dadurch die —> Linienkraft über die —> Maschinenbreite (z.B. von Papiermaschinen) konstant zu halten. Damit soll eine ungleiche Auswirkung über die Papierbahnbreite, z.B. in der —• Pressenpartie bei der —• Entwässerung oder im —• Glättwerk hinsichtlich —> Glätte und —> Glanz, vermieden werden. Die berechnete oder empirisch ermittelte Bombierungskurve wird durch —• Walzenschleifmaschinen auf die Walze übertragen. Neben der Bombierungshöhe, d.h. dem Ausmaß der Radiuszunahme in der Walzenmitte, ist besonders der Verlauf der Bombierungskurve zwischen Walzenmitte und Walzenrand bedeutsam. Durch die ballige Walzenkontur werden im Betrieb allerdings unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten über die Walzenlänge hervorgerufen, was zu negativen Nebenerscheinungen führt, wie z.B. zu Reibung mit der Gegenwalze, Reibung an Papier und —• Filz, Abnutzung oder Vorlauf von —> Sieb und Filz in der Bahnmitte. Eine bestimmte Bombierung gilt, streng genommen, nur für eine bestimmte Linienkraft. Je elastischer jedoch der —•Nip ist, desto größer ist der tolerierbare Linienkrafitbereich, in dem diese Walzen betrieben werden können. Für harte Nips, größere Maschinenbreiten und größere Linienkraftbereiche werden —> Durchbiegungsausgleichswalzen eingesetzt, die meist zylindrisch geschliffen sind. Mittels innerhalb der Walzen eingebrachter Kräfte lassen sich unterschiedliche Biegelinien einstellen. Bei der Bombierungskurve von —> Glättund —• Kreppzylindern ist zudem die Auswirkung von innerem Dampfdruck und den verschiedenen Temperaturdifferenzen in —> Zylindermantel und -deckel in die Bombierungsberechnung mit einzubeziehen. HO

Bottich (vat)

Als Bottich wird ein offener, meist runder Behälter mit ebenem Boden bezeichnet. Früher wurden Bottiche aus Holz gefertigt und

bei der Papierherstellung, z.B. als Stapelbehälter, benutzt. Heute wird diese Bauart, mit entsprechendem —> Rührwerk ausgerüstet, zur Aufbereitung von —> Hilfsstoffen (z.B. Farbstoffe, —• Streichfarben) verwendet. HO

Brandschutzbeauftragter (company fire safety officer)

Im Gegensatz zu den —> Umweltschutzbeauftragten und den —• Sicherheitsbeauftragten ist das Amt des Brandschutzbeauftragten nicht eigens gesetzlich geregelt und wird auch nur selten durch Einzelanordnung vorgeschrieben. Es wird jedoch häufig von den Brandschutzversicherungen gefordert, wie auch die Berufsgenossenschaften im Einzelfall auf eine Bestellung drängen. Es empfiehlt sich auch aus Haftungsgründen, diesen Wünschen meist zu entsprechen. Hierbei müssen dem Brandschutzbeauftragten aufgrund seiner Vorbildung die Probleme des betrieblichen Brandschutzes ebenso bekannt sein wie die speziellen Betriebsverhältnisse, die im Betrieb vorhandenen Arbeitsstoffe und die verfahrenstechnischen Besonderheiten der Produktionsabläufe (—• Umwelthaftung). Literatur: Arbeitssicherheit durch vorbeugenden Brandschutz. Schrift der Berufsgenossenschaften ZH 1/112 „Brandschutz im Betrieb - VdS 2000", gemeinsam herausgegeben vom Bundesverband der Deutschen Industrie (BDI) und dem Verband der Schadensversicherer (VdS). MR

Brauchwasser (process water, industrial water)

Als Brauchwasser werden alle in die ZellStoff- und Papierfabrik eingespeisten Frischwasserströme bezeichnet. Im Einzelnen fallen darunter: • das mit dem Stoff in Berührung kommende —> Frischwasser (siehe auch —• Fabrikationswasser) • das nur zu Kühlzwecken in getrenntem Leitungssystem geführte Kühlwasser,

180 das nicht mit dem Stoff in Berührung ser entzogen wird und somit eine Verkommt sprödung der Papierfasern eintritt. Bei dem • das zur —> Dampferzeugung benötigte Durchlauf der Falzaggregate in der Rollen—• Kesselspeisewasser. SW maschine kann eine Schwächung oder Beschädigung des Papiergefüges erfolgen, die unter ungünstigen Voraussetzungen zu einem Bruch der Fasern führt. Braunschliff Vom Fehlermerkmal „Brechen im Falz" (brown mechanical pulp) Braunschliff ist eine spezielle Art von sind vornehmlich Papiere mit einer flächen2 —> Holzschliff, die in Deutschland in der bezogenen Masse unterhalb von 80 g/m Bismarckschen Holzschleiferei zu Var- betroffen. Bei —• gestrichenen Papieren mit zin/Pommern entwickelt und seit Mitte dieses höherer flächenbezogener Masse wird durch Jahrhunderts durch —• Altpapier verdrängt die Hitzeeinwirkung in den Trockenaggregawurde. Wird das Rundholz (—• Industrieholz) ten und nachfolgenden Falzungen überwievor der mechanischen Zerfaserung mit Was- gend der Papierstrich (—• Strich) gebrochen, serdampf unter Druck behandelt, so färbt es ohne dass die Fasern des —• Streichrohpapiers eine entscheidende Schädigung erleisich braun. Die Dampfbehandlung erfolgte in Druckge- den. Von der Forschungsgesellschaft Druck fäßen mit 50 bis 60 m 3 Volumen, die mit e.V. (—» FOGRA) wurden Grenzwerte aufgeKupfer ausgekleidet waren und etwa 25 m 3 stellt, die festlegen, welche Restfestigkeit die Holz fassten. Das Holz wurde auf Loren in für Rollenoffset eingesetzten Papiere nach die liegenden Kocher eingefahren. Nach dem einer Hitzeeinwirkung aufweisen müssen, Verschluss der Kocher erfolgte die Dämp- damit eine gesicherte Verarbeitung im Falzfung bei 140 bis 150° C für etwa 6 bis 8 h. apparat gewährleistet ist. Anschließend wurde das Holz im —• SchleiVerstärkend wirken sich bei diesen Effekfer verschliffen. Dank dieser thermischen ten des Falzbrechens Klammerheftungen aus, Vorbehandlung kann neben —•Fichte auch die zur Fixierung der Einzelseiten einer die harzreiche Kiefer verarbeitet werden. Rückstichbroschur durchgeführt werden Durch den Dämpfvorgang erweicht die müssen. Das Durchstechen der Heftlagen im —> Mittellamelle zwischen den Fasern im Falzbereich kann eine Sollbruchstelle verurHolzgefüge, wodurch der Schleifvorgang sachen, und bei einer unzureichend exakt weniger Energieaufwand erfordert und ein ausgeführten Heftung lösen sich selbst bei geringsten Beanspruchungen der Bogeninlangfaserigerer Stoff als beim SteinschliffVernenteile die Textseiten aus der Heftung. fahren ohne Vorbehandlung gewonnen wird. In den Rollenoffset-Druckereien wird inAus Braunschliff wurden vor allem Pappen hergestellt. Der steigende Einsatz von Altpa- zwischen verstärkt eine Wiederbefeuchtung pier hat den Braunschliff immer mehr ver- der getrockneten Papierbahn vorgenommen, drängt. Der hohe manuelle Aufwand, die oder es besteht oftmals die Möglichkeit einer schlechte Automatisierbarkeit und die starke Falzbefeuchtung, um dem Effekt des Bre—> Abwasserbelastung haben das Verfahren chens im Falz entgegenzuwirken. bedeutungslos gemacht. BL Als ein sehr effektives Verfahren zur Verbesserung der Qualität der Bindung von Erzeugnissen aus dem Rollenoffset hat sich Brechen im Falz auch die Falzklebung, längs und quer zur (fold cracking) durchlaufenden Bahn, erwiesen, bei der anAls Brechen im Falz wird eine typische Feh- stelle des Düsenauftrags von Wasser im Belererscheinung des —• Rollenoffsetdrucks be- reich des Falzes —• Klebstoff übertragen zeichnet, bei der als Folge der Hitzeeinwir- wird. Die dünne Klebstoffspur stellt eine kung bei der —• Konvektionstrocknung der Verbindung zwischen den einzelnen Seiten —• Druckfarben auch dem Papiergefüge Was- der —• Broschüren her. Nach dem Dreiseiten-

181 beschnitt werden im Falzbereich die Textseiten durch den Klebstoff fixiert. SD

Laufrichtung (Maschinenrichtung)

Breitbahn (short grain)

Nach DIN 6730 wird ein Bogen oder Blatt, dessen kurze Seite parallel zur —> Laufrichtung der Papierbahn verläuft, mit Breitbahn (BB) bezeichnet (Abb.). Die Kennzeichnung des Papierbogens in Bezug auf die Laufrichtung ist uneinheitlich. Eine alte, aber heute noch übliche Bezeichnung der Laufrichtung erfolgt, indem nach der Formatangabe (—• Format) des Papierbogens die Bezeichnung Breitbahn oder —• Schmalbahn, abgekürzt BB oder SB, angefugt wird: z.B.: 70 χ 100 cm BB (Breitbahn) 70 χ 100 cm SB (Schmalbahn) Eine weitere veraltete Bezeichnungsart ist das Unterstreichen der Maßangabe, die die Länge der Papierkante angibt, die in —• Querrichtung verläuft: z.B.: 70 χ 100 cm (Breitbahn) 70 χ 100 cm (Schmalbahn) Nach einem Vorschlag der Internationalen Fachkommission Buchbinderei und Druckweiterverarbeitung INTERGRAF (April 1992) soll die Bezeichnung so erfolgen, dass das Format in [mm] angegeben wird und das Maß, das die Länge der Papierkante angibt, die in Laufrichtung verläuft, mit dem Kürzel M (für —• Maschinenrichtung) versehen wird: z.B. : 700 Μ χ 1000 mm (Breitbahn) 700 χ 1000 M mm (Schmalbahn) Nach DIN EN 644 wird das Format durch 2 Maße bestimmt, die in [mm] angegeben werden. Das zweite Maß der Formatangabe stimmt mit der Laufrichtung überein: z.B.:

1000 χ 700 (Breitbahn) 700 χ 1000 (Schmalbahn)

Diese Norm weicht von der Festlegung nach DIN 476 ab, wonach die Größe eines Blatts oder eines Bogens in den Maßen Breite χ Länge angegeben wird und die Breite stets das kleinere Maß ist. NE

Breitenbezogene Bruchkraft (tensile strength)

Die Bruchkraft F ist die beim einachsigen Zugversuch nach DIN EN ISO 1924-2 gemessene Kraft im Augenblick des Zerreißens (Bruchs) der Probe. In der Norm ist die Bruchkraft als eigenständige Kenngröße nicht mehr definiert. Definiert wird jedoch die auf die Anfangsbreite Wj der Probe bezogene Bruchkraft als breitenbezogene Bruchkraft S, die sich nach folgender Gleichung berechnet: S =— w i

[kN/m]

mit F : mittlere maximale Zugkraft in [N] Wj: Anfangsbreite des Prüfstreifens in [mm] Papier wird bei seiner Produktion und Weiterverarbeitung sowie bei seinem Gebrauch in mechanischer Hinsicht am häufigsten durch Zugkräfte beansprucht. Eine der Standardprüfungen an Papier ist daher der einachsige Zugversuch. Im Zugversuch werden als Kenngrößen der Papierfestigkeit neben der breitenbezogenen Bruchkraft die —•Bruchdehnung sowie das —> Arbeitsaufnahmevermögen und zur Charakterisierung des Kraft-Verformungsverhaltens im elastischen Bereich der —• Elastizitätsmodul ermittelt.

182 Der Zugversuch wird mittels einer Zugprüfmaschine mit einer konstanten Belastungsgeschwindigkeit von (20 ±5) mm/min durchgeführt. Während des Zugversuchs werden die Zugkraft und die —> Dehnung der Probe gemessen. Zur Bestimmung des Arbeitsaufnahmevermögens oder des Elastizitätsmoduls ist eine kontinuierliche Aufzeichnung und Speicherung der Zugkraft- und Dehnungs-Messdaten während des Zugversuchs notwendig. Die zu prüfenden Proben müssen eine Breite von 15 mm und eine Länge von 180 mm aufweisen. Bei der Bestimmung der Bruchkraft werden aus den Einzelwerten der Bruchkraft getrennt nach —» Längs- und —• Querrichtung die arithmetischen Mittelwerte in Newton [N] errechnet, die der weiteren Auswertung zugrunde gelegt werden, z.B. zur Berechnung der breitenbezogenen Bruchkraft. WS

Sieb Aufrichtung I

I Breitstreckwalze

BU

Bremsgenerator (brake generator)

Eine —• Abwickelrolle muss zur Erzeugung eines —> Bahnzugs und damit zur Kontrolle der —» Bahnspannung während des Wickelvorgangs feinfühlig gebremst werden. Dazu Breitstreckwalze werden bei modernen Maschinen nicht mehr (spreader roll) Breitstreckwalzen sind Walzen, die eine —• Abwickelbremsen, sondern BremsgeneAusbildung von Längsfalten oder Rillen in ratoren eingesetzt. Bremsgeneratoren sind einer Papierbahn verhindern und für einen Maschinen in Gleichstrom- und Drehstromruhigen Lauf von —> Sieben und —• Filzen in technik, die sowohl als Motoren als auch der Papiermaschine sorgen. Sie sind aus Generatoren arbeiten können. mehreren geraden und kurzen WalzenabBei einem großen Durchmesser der Abwischnitten aufgebaut, die von einem flexiblen ckelrolle reicht beim Beschleunigen der am Mantel überzogen sind. Die Walzenab- Umfang der Abwickelrolle angreifende Mateschnitte sind auf einer gebogenen Wal- rialbahnzug meist nicht aus, um die Abwizenachse angeordnet. ckelrolle zu beschleunigen. Beim Einsatz Auf der Breitstreckwalze werden Kräfte eines Bremsgenerators arbeitet er in diesem von der Bahnmitte in Richtung —• Führerseite Betriebszustand als Motor. Sobald die Beund —> Triebseite wirksam, also in Richtung triebsgeschwindigkeit erreicht ist, arbeitet der der beiden Bahnränder (Abb.). Bei Sieben, Bremsgenerator als Generator, dessen Strom Filzen und der Papierbahn kann bei Einsatz in das Netz eingespeist wird. Das Gleiche gilt von Breitstreckwalzen ein faltenfreier Lauf auch für die Verzögerung. KT erreicht werden. Grundsätzlich wird mit einer Breitstreckwalze eine Bahnverbreiterung erzielt. Einsatzmöglichkeiten der BreitstreckBrennstoff aus Müll (BRAM) walzen sind bei Sieben nach den Antriebs(waste derived fuel , WDF) walzen und vor der —• Brustwalze gegeben. Brennstoff aus Müll hat je nach ZusammenBei der Papierbahn werden Breitstreckwalzen setzung im Mittel einen Heizwert von 6 000 z.B. nach der —> Leim- oder —• Filmpresse bis 12 000 kJ/kg (Heizwert von aschefreiem und vor den Walzenspalten von —• Kalandern Papier: 15 000 kJ/kg), der durch die thereingesetzt. misch verwertbare organische Fracht be-

183 stimmt ist. Als typische Zusammensetzung werden 50 % biologische Substanzen, bis zu 20 % Papier und ca. 10 % Kunststoffe genannt. Inerte Bestandteile, wie Glas und Metalle, nehmen durchschnittlich einen Anteil von 10 bzw. 5 % der Müllfraktion ein. Im Müllkessel lassen sich ca. 3 t Dampf je t Müll erzeugen mit einem Wärmeinhalt, der bei 75 bis 80 % des Gesamtpotentials liegt. Als Mindestmüllmenge für die Wirtschaftlichkeit eines Müllkraftwerks gelten im Allgemeinen 120 000 t/a. In den meisten Kraftwerken werden aus dem Brennstoff Müll Strom und Fernwärme erzeugt. Die elektrische Energie wird nach Abzug des Eigenbedarfs in das öffentliche Netz, die Fernwärme ganzjährig in Warmwassernetze abgegeben. Bei einer verbrannten Müllmenge von 8 Mio t/a, die von derzeit in Betrieb befindlichen 47 Müllkraftwerken verwertet werden (in Deutschland fallen zur Zeit ca. 30 Mio t Hausmüll, hausmüllähnlicher Gewerbeabfall und Sperrmüll an), ergibt dies ein Energiepotential von 6,5·1013 kJ. Dies entspricht 0,6 % des Primärenergiebedarfs in Deutschland. In Großstädten können 4 bis 5 % des gesamten bzw. 10 bis 17 % des HaushaltsStrombedarfs aus Müllkraftwerken gedeckt werden. Aus einer Tonne verbranntem Müll entstehen 250 bis 350 kg Schlacke und Schrott, was eine Volumenreduzierung auf 10 % bedeutet, 25 bis 80 kg —»Flugasche und etwa 8 bis 15 kg Salze bei der Rauchgasreinigung. Die heißen —• Rauchgase (über 1 000° C) geben ihre Wärme im —• Dampferzeuger an die Kesselanlagen ab und kühlen sich auf etwa 200° C ab. Danach werden die Rauchgase gereinigt (entstaubt, anschließend Nassstufe). Der ΝΟχ-Gehalt wird nach dem katalytischen Verfahren reduziert. Die Abscheidung von —• Dioxin kann im Aktiv-Koks-Reaktor erfolgen. Der anfallende Filterstaub kann durch Einschmelzen bei über 1 200° C immobilisiert werden (Flugascheverglasung). Im Schmelzofen werden Schwermetallverbindungen (—• Schwermetalle) abgedampft. Dioxine werden hier thermisch zerstört. Als verwendbare Endprodukte des thermisch

verwerteten Hausmülls fallen Glasgranulate und Schwermetallkonzentrate an. DE

Brennstoff aus Papier BRAP (paper derived fuel)

Brennstoff aus Müll BRAM

Briefkurs (stock exchange selling rate)

—• Währungskurs

Briefmarkenpapier (stamp paper)

Briefmarkenpapiere sind Wertpapiere zur Herstellung von Briefmarken mit einer flächenbezogenen Masse von ca. 100 g/m2, —> gestrichen und —• ungestrichen, meist —• holzfrei. Häufig verwendete Druckverfahren sind neben dem —• Offsetdruck Rakelund Stichtiefdruck. Bei den gestrichenen Sorten wird die —• Streichfarbe den speziellen Druckverfahren angepasst. Die Rückseite enthält eine Gummierung auf Basis —• Polyvinylalkohol (PVA) oder —• Dextrin, die durch Anfeuchten klebrig werden. Für Automaten werden auch Briefmarken mit Haftkleber eingesetzt. Briefmarkenpapier enthält in Europa einen speziellen Fluoreszenzfarbstoff (—> Fluoreszenz), der die automatische Briefsortierung ermöglicht. Die Produktion erfordert gewisse Sicherheitsmaßnahmen (—•Wertpapiere) und eine genaue Kontrolle, da jede Änderung den philatelistischen Wert beeinflussen kann. Die Produktionsmenge in Westeuropa beträgt einschließlich ähnlicher Produkte, wie Steuerbanderolen, jährlich etwa 7 000 t. PA

Briefordner (file folder)

Briefordner, nach DIN 821 als Schriftgutbehälter bezeichnet, sind Ordnungsmittel zum Abheften, Aufheben und Archivieren von Schriftstücken und Dokumenten in Buchdeckelform. In den meisten Briefordnern wird eine Hebelmechanik verwendet mit in der

184 Regel 2 aufklappbaren Drahtbügeln, die es erlauben, gelochte Schriftstücke nach Ordnungsprinzipien abzuheften. Die Vorläufer der heutigen Briefordner (griech.: biblorhaptes = heftendes Buch) kamen im 19. Jh. auf den Markt. Durch die Einführung der Hebelmechanik (1893) mit Umlegebügel war der Briefordner, wie er bis heute gebräuchlich ist, geboren. Durch Vereinbarungen der Briefordner-Konvention (1913) wurde z.B. der Lochabstand zum Einheften auf 80 mm festgelegt. Neuere Entwicklungen gehen dahin, die Dokumentenund Schriftgutverwaltung über elektronische Ordnungssysteme (PC) zu gestalten. MZ

Briefordnerherstellmaschine (file folder production line)

Briefordnerherstellmaschine (—• Briefordner) oder besser Briefordnerherstelllinie ist ein Sammelbegriff für Maschinen, die zur Herstellung von Briefordnern eingesetzt werden. Die industrielle Briefordnerfertigung ist ein sehr komplexer und zum Teil automatisierter Herstellungsprozess, der vom Nutzenzuschnitt der Einzelmaterialien über den Kaschiervorgang der Einzellagen, Rillen der Ordnerdeckel, Herstellung und Einfügen der Hebelmechanik sowie dem Anbringen von Kantenverstärkungen, Grifflochstanzung und Rückenetikettierung auf Fertigungsstraßen abläuft. MZ

Briefpapier (letter paper, note paper)

Briefpapiere sind im weitesten Sinne Schreibpapiere für Briefbögen. Sie sind stets vollgeleimt, z.T. zusätzlich oberflächengeleimt, meist -> holzfrei, füllstoffhaltig und satiniert (-> Satinage), weiß oder farbig, z.T. optisch aufgehellt (-• optische Aufheller), oft auch geprägt (-> Prägen), gerippt (-> geripptes Papier), mit Wasserzeichen oder mit dekorativen Schnittkanten (-• Büttenrandpapier) versehen. Briefpapiere müssen mit Tinte beschreibbar sein, eine gute Formation und Opazität aufweisen sowie eine geschlossene Oberfläche besitzen. Die flä-

chenbezogene Masse der Papiere beträgt im Allgemeinen 60 bis 100 g/m2. RH

Briefumschlag (envelope)

Der Briefumschlag ist eine aus Papier hergestellte Umhüllung von Briefsendungen, die in —> Briefumschlagmaschinen hergestellt wird. Briefumschläge werden in verschiedenen —• Formaten mit oder ohne Fenster angeboten. Die Verschlusslasche von Briefumschlägen bezeichnet man als Mundklappe. Die Mundklappe ist mit einem Klebstoffauftrag versehen, mit dem sie nach dem Befüllen des Umschlags gegen den Umschlag geklebt wird. Eingesetzt werden wasserreaktivierbare —• Klebstoffe auf Stärkebasis, kaltsiegelfahige Klebstoffe auf Naturkautschukbasis oder Haftklebstoffe, die mit Silikonpapier (—• silikonisiertes Papier) abgedeckt werden müssen, um ungewolltes Verkleben zu verhindern. Fensterbriefumschläge enthalten ausgestanzte Fenster, die mit transparenter —• Kunststofffolie oder —• Pergaminpapier abgedeckt sind. Briefumschläge können zu Werbezwecken außen und innen mehr oder weniger aufwendig bedruckt sein. WN

Briefumschlag-Futterseidenpapier (envelope lining tissue)

Briefumschlag-Futterseidenpapiere sind farbige, oft holzfreie Seidenpapiere zum Ausfüttern wertvollerer Briefhüllen (-• Briefumschlagpapier) in flächenbezogenen Massen von meist 20 bis 25 g/m2. Sie sollen das Durchscheinen der Schrift nach außen verhindern. RH

Briefumschlagmaschine (envelope machine)

Mithilfe von Briefumschlagmaschinen werden —» Briefumschläge hergestellt. Briefumschlagmaschinen verarbeiten in aller Regel —> Rollenpapiere. Sie beinhalten alle notwendigen Bearbeitungsstufen, die zur Produktion gebrauchsfertiger Briefumschläge notwendig sind. Dazu gehören die zum Be-

185 drucken des Papiers notwendigen —• Druckwerke ebenso wie Falz-, Stanz- und Klebevorgänge einschließlich des Klebstoffauftrags auf die Mundklappe. Briefumschlagmaschinen sind sehr schnell laufende Maschinen. Hochleistungsmaschinen produzieren z.B. mehr als 45 000 Standardbriefumschläge pro Stunde. WN

Briefumschlagpapier (envelope paper)

Papier zur Umhüllung von Briefsendungen, d.h. zur Herstellung von Briefhüllen (siehe DIN 678 und 6733). Die Briefhüllen selbst müssen den jeweiligen postalischen Anforderungen genügen (DIN 6730). Die holzhaltigen oder holzfreien Papiere mit flächenbezogenen Massen von 70 bis 140 g/m2 werden einseitig glatt oder satiniert, weiß oder farbig und vollgeleimt gefertigt. Neben der Beschreib- und Bedruckbarkeit werden an die Papiere hohe Anforderungen hinsichtlich der Festigkeiten, insbesondere der Falzfestigkeit, gestellt. Außerdem muss das Papier eine gute Opazität aufweisen. RH

Bringsysteme (drop-off system)

Unter Bring- und Holsystemen versteht man verschiedene Erfassungssysteme für —> Altpapier aus privaten Haushalten. Wird das Altpapier vor der Haustür der Haushalte abgeholt, so spricht man von einem Holsystem, während ein Bringsystem dadurch charakterisiert ist, dass der Bürger als Konsument sein Altpapier selbst zu einem bestimmten Sammelort/Sammelbehältnis bringen muss. 1) Bringsysteme Vertreter für Bringsysteme sind Wertstoffhöfe und —> Depotcontainer. In Wertstoffhöfen können stets verschiedene Arten an Wertstoffen, meist unter kontrollierter Aufsicht, abgegeben werden. Depotcontainer stehen dagegen meist unbeaufsichtigt. Sie werden sowohl als Einkammersystem als auch als Mehr-

kammersystem angeboten. Während in Einkammersystemen nur ein Wertstoff, z.B. Altpapier, erfasst wird, können in Mehrkammersystemen mehrere Wertstoffe getrennt entsorgt werden. Depotcontainer erfassen als Einkammersystem daher alle eingeworfenen Altpapiersorten gemischt, während bei Mehrkammersystemen z.B. grafische Altpapiere separat von —> Verpackungsmaterialien eingeworfen werden können, so dass eine gegenseitige Vermischung unterbleibt. Durch Bereitstellung zweier einzelner Depotcontainer kann ebenfalls eine separate Erfassung von grafischem Altpapier und Verpackungspapieren erfolgen. Von Nachteil ist der große Platzbedarf von Mehrkammercontainern oder 2 gleichzeitig bereitgestellten Einkammercontainern, die jedoch durch ihren Stauraum den Zyklus bis zum Entleeren verlängern. Das minimiert sowohl Transport- als auch Entleerungskosten. 2) Holsysteme Als Holsysteme haben sich vor allem die Bündelsammlung als Straßensammlung (von Vereinen und karitativen Verbänden organisiert) und Monotonnen in privaten Haushalten durchgesetzt. Mit Bündelsammlungen werden meist Druckerzeugnisse, die mittels —• Deinking bevorzugt zu —» Druckpapieren und —> Hygienepapieren aufbereitet werden, gesammelt. Von Nachteil bei der Straßensammlung ist, dass das Sammelgut witterungsbedingt durchnässt sein kann, meist kein Verpackungsmaterial separat erfasst wird und die erfassbaren Altpapiermengen von der Installation weiterer Sammelsysteme abhängen. Mit der Altpapiertonne (—• Grüne Tonne) wird das gemischt anfallende Altpapier der privaten Haushalte kontinuierlich gesammelt und in meist zweiwöchigen Abständen abgeholt. Wegen der benötigten Anzahl an Tonnen für die verschiedenen zu erfassenden Stoffkomponenten als Wertstoffe (z.B. Altpapier, Kunststoffe, Glas) sowie Hausmüll und Biomüll eignet sich die Papiermonotonne vor allem in städtischen Bereichen mit hoher Siedlungsdichte, wo dann auch sehr hohe Erfassungsmengen realisiert werden können.

186 Wichtige Qualitätsmerkmale der gesammelten Altpapiere sind Sortenreinheit und Verschmutzungsgrad. Von ihrer Güte hängen in entscheidendem Maße die Einsatzmöglichkeiten des Altpapiers ab. Das Sammelsystem spielt für die Sammelgüte eine entscheidende Rolle und beeinflusst sowohl quantitative als auch wirtschaftliche Kriterien der Altpapiererfassung, da das erfasste Altpapier stets manuell nachzusortieren ist (—• Altpapiersortierung), um bestimmte Altpapiersorten gemäß der Qualitätsbeschreibung der —• Altpapiersortenliste bereitstellen zu können. In Deutschland wurden in den vergangenen Jahren etwa zwei Drittel des aus privaten Haushalten erfassten Altpapiers mittels Depotcontainer und Straßensammlung erfasst. Vor allem in ländlichen Gemeinden hat die Straßensammlung jahrzehntelange Tradition. Monotonnen werden vom Verbraucher ebenfalls angenommen und können zu guten PU Sammelergebnissen führen.

Bristolkarton (imitation bristol)

Beim Bristolkarton handelt es sich um einen aus 3 oder mehr Schichten zusammengeklebten Karton. Die beiden Deckschichten bestehen aus —• holzfreiem Stoff; die Einlage ist holzhaltig (DIN 6730). Die flächenbezogene Masse liegt bei 250 bis 1000 g/m2. Bristolkarton wird für grafische Zwecke verwendet, wie Bildpostkarten, —• Displays, Poster oder Visitenkarten. Genuine Bristol bezeichnet in Großbritannien einen mehrlagigen Karton aus handgeschöpftem Schreib- oder Zeichenpapier. In den USA versteht man unter Bristol Board einen —> ungestrichenen oder auch ein- oder beidseitig gestrichenen Karton im Dickenbereich von 150 bis 600 μιη, der zwischen Text and Cover und Bleached Board für Verpackungszwecke anzusiedeln ist. Typische Einsatzzwecke sind dort auch Softwareverpackungen, Flugtickets und Baseballkarten. Bristol Board besitzt eine hohe —> Bruchkraft, eine hohe —• Biegesteifigkeit und eine gute —> Bedruckbarkeit. PA

Broschur (brochure)

Eine Broschur ist ein buchbinderisches Erzeugnis, bei dem der Umschlag direkt mit dem Broschurblock verbunden ist und - mit Ausnahme der Englischen Broschur - keine überstehenden Kanten aufweist. Die Broschur wird nach Blätter-, Einlagen- und Mehrlagenbroschur klassifiziert. Einzelne Blätter oder Falzbogen, die noch nicht geheftet oder klebegebunden sind, werden zu einem —» Stapel zusammengetragen, der als Rohblock bezeichnet wird. Dieser Rohblock wird durch Heften (z.B. mit Verbindungsmitteln, wie Heftdraht, Zwirn, Kordel, Metall- oder Kuststoffspirale) oder Klebebinden (meist nach Vorbehandlung der Klebekanten) verbunden und zur Erzielung des erforderlichen —» Formats beschnitten. Nach dem Wegschneiden ungleicher Papierränder, zumeist als Dreiseitenbeschnitt, wird der Broschurblock mit einem Umschlag fest verbunden. 1) Bei der Blätterbroschur werden die einzelnen Blätter (meist Papierbogen) durch mechanische Hilfsmittel zusammengehalten. Häufig bestehen die Deckblätter aus Karton oder Pappe. Hierzu gehören z.B. Ring-, Schnur-, Rollier- und Ringbindebroschur. 2) Eine Einlagenbroschur besteht aus einem oder mehreren in der Mitte gefalzten Doppelblättern, die ineinander gesteckt sind und dadurch eine Lage bilden. Außen befindet sich meistens ein Broschurumschlag aus Karton oder Pappe. Gebunden werden Einlagenbroschüren durch Drahtrückstichheftung, Knotenfadenheftung, Rückstichhefitung oder Steppheftung. 3) Bei der Mehrlagenbroschur werden mehrere Lagen, also in der Mitte gefalzte Doppelblätter, die ineinander gesteckt sind, übereinander zusammengetragen und durch einen Vorsatz miteinander verbunden. Der Vorsatz dient dazu, die Verbindung zwischen den übereinander liegenden Lagen und der Buchdecke herzustellen. Hierzu wird an der

187 ersten und letzten Seite des Buchblocks ein Doppelblatt (Vorsatz) angeklebt. Das Anwendungsspektrum der Broschur reicht vom Paperback über Zeitschriften und Kalender bis zum Schulheft. NE

Bruchdehnung (stretch at break, elongation at rupture)

beanspruchung definiert. Zur Berechnung des Bruchkraftindex I wird die beim einachsigen Zugversuch bestimmte breitenbezogene Bruchkraft einer Probe auf deren flächenbezogene Masse bezogen: I = - 1 0 > = - L - 103 [Nm/g] g wrg

Die Bruchdehnung ε Β ist das Verhältnis zwischen der Längenänderung Δ1Β beim Zerreißen (Bruch) eines Probestreifens und der freien Einspannlänge lj bei Beginn des Zugversuchs. Die freie Einspannlänge einer Probe entspricht dem Abstand der Einspannklemmen der Zugprüfmaschine. Die Bruchdehnung wird beim einachsigen Zugversuch mit konstanter —• Dehngeschwindigkeit bestimmt. Die in DIN EN ISO 1924-2 genormten Versuchsbedingungen für den einachsigen Zugversuch werden unter dem Stichwort —• breitenbezogene Bruchkraft näher beschrieben. Die Bruchdehnung gibt Aufschluss über das Verformungspotential von Papier unter Zugbelastung, bevor dieses reißt. Sie berechnet sich nach folgender Formel:

mit S: breitenbezogene Bruchkraft in [kN/m] g: mittlere flächenbezogene Masse in [g/m2] F : mittlere maximale Zugkraft in [N] Wj: Anfangsbreite des Prüfstreifens in [mm]

ε

Bruchlast (breaking force , breaking load)

Β

= ^ i

100 [%]

mit beim Zerreißen Δ1β: Längenänderung (Bruch) der Probe in [mm] Ii: freie Einspannlänge der Probe in [mm] WS

Der Bruchkraftindex unterscheidet sich von der bisher im Vordergrund stehenden, aber nicht mehr normgerechten —• Reißlänge nur durch die Fallbeschleunigung im Nenner. Die in DIN EN ISO 1924-2 genormten Versuchsbedingungen zur Bestimmung der Bruchkraft im Zugversuch werden unter dem Stichwort —• breitenbezogene Bruchkraft näher beschrieben. WS

Bei dem Begriff Bruchlast handelt es sich um einen veralteten Begriff, der in der europäischen Normung durch den Begriff Bruchkraft bzw. —• breitenbezogene Bruchkraft ersetzt wurde. WS

Bruchkraftindex (tensile index)

Bruchmechanik (fracture mechanics)

Die beim einachsigen Zugversuch bei konstanter —• Dehngeschwindigkeit bestimmte —• breitenbezogene Bruchkraft von Papier ist - abgesehen von stofflichen und herstellungstechnischen Parametern - abhängig von seiner —> flächenbezogenen Masse. Um einen Vergleich von Papieren unterschiedlicher flächenbezogener Masse zu ermöglichen, wurde der Bruchkraftindex als ein relatives Maß für die Festigkeit von Papier unter Zug-

Bei der Bruchmechanik handelt es sich um einen Zweig der Festigkeitslehre, der sich mit den Ursachen des Entstehens und Ausbreitens von Rissen in Bauteilen und der Beschreibung der Bruchvorgänge der verschiedensten Materialien, wie z.B. Metalle, Kunststoffe, Keramiken und Verbundwerkstoffe, beschäftigt. Unter Bruch wird dabei die vollständige oder teilweise Trennung eines ursprünglich

188 unbeschädigten Materials verstanden. Dem Bruch eines Materials geht meistens die Bildung und Fortpflanzung von einem oder mehreren Rissen voraus. Fehlstellen, die zu Rissen fuhren, sind in den meisten Materialien vorhanden. Einen wesentlichen Teil der Bruchmechanik stellt daher die Beschäftigung mit dem Verhalten von Rissen dar. Ein Ziel der Bruchmechanik ist die Charakterisierung der —> Bruchzähigkeit von Materialien mithilfe von entsprechenden Parametern. Dadurch werden praktische Hinweise für die Konstruktionstechnik gegeben, wie sich Risse in Bauteilen verhindern lassen, oder für die Betriebstechnik, wie sich entstandene Risse beeinflussen lassen. Die Bruchmechanik lässt sich in 3 Bereiche unterteilen: •

•

•

die linear-elastische Bruchmechanik, die sich mit linearem, zeitunabhängigem Materialverhalten beschäftigt die elastisch-plastische Bruchmechanik, die sich mit nichtlinearem, zeitunabhängigem Materialverhalten beschäftigt die Kriechbruchmechanik, die sich mit zeitabhängigem Materialverhalten beschäftigt.

Bei Papier haben bisher nur die linearelastische und die elastisch-plastische Bruchmechanik Anwendung gefunden, so dass das zeitabhängige Materialverhalten des Papiers unberücksichtigt bleibt. Die linear-elastische Bruchmechanik verliert jedoch ihre Gültigkeit, wenn bedeutende plastische Verformungen im Material dem Bruch vorausgehen. Aus diesem Grund ist die linear-elastische Bruchmechanik auf Papier nicht anwendbar. In neuerer Zeit wird daher bei Papier die elastisch-plastische Bruchmechanik angewandt. Die Bruchmechanik wird überall dort als wissenschaftliches Hilfsmittel eingesetzt, wo es nicht zu einem Bruch eines Materials und den damit verbundenen Folgen kommen darf. Als Beispiele sind die Luft- und Raumfahrt, der Fahrzeugbau, der Stahl- und Massivbau, aber auch die Papierindustrie zu nennen. WS

Bruchwiderstand (breaking resistance , tensile strength)

Bei dem Begriff Bruchwiderstand handelt es sich um einen veralteten Begriff, der in der europäischen Normung durch die Bruchkraft bzw. —• breitenbezogene Bruchkraft ersetzt wurde. WS

Bruchzähigkeit (fracture toughness)

Der Begriff der Bruchzähigkeit wird auf 2 verschiedene Weisen verwendet: 1) Im deutschen Sprachgebrauch handelt es sich bei der Bruchzähigkeit um einen Kennwert der linearen —• Bruchmechanik. Für ein linear-elastisches Material stellt die Bruchzähigkeit einen Materialkennwert dar, mit dem sich die Beanspruchung der Spitze einer Fehlstelle (z.B. Riss, Loch) bei Belastung charakterisieren lässt. Somit lässt sich das Bruchverhalten des Materials unter Belastung beschreiben. Bei der Auslegung einer Konstruktion kann auf diese Weise ein Werkstoff gewählt werden, der eine genügend große Bruchzähigkeit aufweist, so dass bei der zu erwartenden Werkstoffbelastung an den in jedem Werkstoff enthaltenen Fehlstellen kein Risswachstum auftritt. 2) Im englischen Sprachgebrauch wird die Bruchzähigkeit (fracture toughness) auch als Bezeichnung für die Eigenschaft eines Materials verwendet, Fehlstellen unter Belastung zu tolerieren und nicht, ausgehend von der Fehlstelle, zu reißen. Sie charakterisiert das Bruchverhalten des Materials. Bei Benutzung der direkten Übersetzung ins Deutsche hat der Begriff Bruchzähigkeit somit 2 Bedeutungen. Die Kenntnis der Bruchzähigkeit von Papier würde eine Vorhersage und Optimierung der —• Runnability des Papiers in der —• Papiermaschine, —> Druckmaschine und in Weiterverarbeitungsmaschinen ermöglichen. Papier weist immer Fehlstellen (Löcher, Risse oder —• Splitter) auf, die zu einer Verminderung der Papierfestigkeit führen. Reichen die

189 Festigkeitseigenschaften des Papiers nicht aus, um diese Fehlstellen bei der jeweiligen Zugbelastung zu tolerieren, kommt es zu Bahnabrissen (—• Bahnreißer) und damit zu kostenintensiven Produktionsausfällen. Bei den üblichen Testmethoden für Papier zur Beurteilung der Runnability, wie Festigkeitsparameter des Standard-Zugversuchs (z.B. —• breitenbezogene Bruchkraft), —• Weiterreißarbeit nach Brecht-Imset und —• Durchreißwiderstand nach Elmendorf, wird das Vorhandensein von Fehlstellen nicht oder nicht korrekt simuliert, so dass eine Beurteilung der Runnability anhand dieser Parameter nicht sinnvoll ist. Es besteht daher Bedarf nach einer Materialkenngröße, die die Bruchzähigkeit von Papier beschreibt. Diese Kenngröße sollte sich anhand von Laborversuchen, unabhängig von der Proben- und der Fehlstellengröße der Papierproben, bestimmen und anschließend auf die Praxisverhältnisse übertragen lassen. Ein Parameter zur Charakterisierung der Bruchzähigkeit eines Materials ist z.B. das —> J-Integral, dessen Anwendbarkeit für Papier geprüft wird. WS

Bruttoinlandsprodukt (BIP) (gross domestic product , GDP)

—» Inlandsprodukt

Bruttosozialprodukt (BSP) (gross national product , GNP)

—• Sozialprodukt

BSB (BOD)

—> Biochemischer Sauerstoffbedarf

BSB 5 (BODs)

—> Biochemischer Sauerstoffbedarf

BSI British Standards Institution, London.

Britische Normungsorganisation. Organisation zur Festsetzung und Bekanntmachung aller nationalen englischen Normen der Industrie, Wissenschaft und Technik. BSI ist eine unabhängige Organisation mit der Hauptaufgabe: Standardisierung mit den Schwerpunkten Produktzertifizierung, QuaBrustwalze litätssicherung, Normen, Prüfung und Aus(breast roll) FA Die —» Siebpartie des —» Langsiebs einer bildung. Papiermaschine beginnt mit der Brustwalze. Das —• Sieb wird von der Brustwalze in Maschinenlaufrichtung umgelenkt. Die Walze Buchbinderei besteht aus einem Stahlrohr mit eingepress(book binding) tem Zapfen. Sie wird vom umlaufenden Sieb Buchbinderei ist das handwerkliche oder in Drehung versetzt, da sie keinen eigenen industrielle Zusammenfügen von Druckbogen Antrieb hat. Beim Siebwechsel wird die durch —• Heften bzw. —• Klebebinden zu Brustwalze gehoben bzw. gesenkt. Zur Ver- Broschüren (—• Broschur) oder Büchern mit besserung der —• Formation der Papierbahn festen Buchdecken. Viele Druckerzeugnisse kann die Brustwalze in horizontaler Richtung der grafischen Industrie liegen nach Verlasgeschüttelt werden (Brustwalzenschüttelung). sen der —> Druckmaschinen bereits in der für Beim —> Doppelsiebformer werden die er- die Verwendung vorgesehenen Form vor sten Walzen nach dem —> Stoffauflauf (z.B. —• Zeitungen, Illustrierte). In der Mehr—• Formierwalze und Brustwalze genannt. zahl wird jedoch aus drucktechnischen und Die Formierwalze ist jene Walze, auf deren Kostengründen in wesentlich größeren Formaten gedruckt, was eine DruckweiterverarSieb der Suspensionsstrahl zuerst auftritt. BU beitung in Buchbindereien zu Büchern, Broschüren oder Zeitschriften oder anderen Produkten zur Folge hat. Es wird dabei in hand-

190 werkliche und industrielle unterschieden.

Buchbinderei

1) Handbuchbinderei Einzelanfertigungen und Kleinstauflagen von Büchern werden in Handbuchbindereien angefertigt. Die prinzipiellen Arbeitsschritte unterscheiden sich im Grundsatz nicht von denen der industriellen Buchherstellung, jedoch steht hierbei die handwerkliche Arbeitsweise im Vordergrund. Außerdem werden in handwerklichen Buchbindereien auch Sonderarbeiten, wie z.B. Schmuckkassetten und Restaurationsarbeiten, durchgeführt. Von größerer Bedeutung, im Gegensatz zur industriellen Buchbinderei, sind in der Handbuchbinderei die verschiedenen Einbandarten. Der vollständig zusammengetragene Buchblock, an dem am ersten und letzten Bogen das Vorsatz angeklebt wird, wird anschließend durch Heften oder Klebebinden weiterverarbeitet. Nach Abpressen und Rückenrunden und anderen Arbeitsschritten wird der fertige Buchblock in die separat angefertigte Buchdecke eingehängt. In der Handbuchbinderei werden die verschiedensten Geräte zur Buchherstellung eingesetzt (—• Buchbindereimaschinen). 2) Industrielle Buchbinderei Die Entwicklung der industriellen Buchbinderei begann etwa um 1870 infolge gewaltiger Umwälzungen auf dem deutschen Buchmarkt. Aufgrund der erheblichen Nachfrage nach Gesang- und Gebetbüchern sowie nach den von neu gegründeten Verlagen herausgegebenen Romanen und Lexika (z.B. Brockhaus und Meyer), die von den handwerklichen Buchbindereien nicht mehr bewältigt werden konnte, wurden Maschinen entwickelt, die die Herstellung von Büchern erleichterten und ein rationelles Arbeiten ermöglichten. In den heutigen Industriebuchbindereien werden die aus der Druckerei angelieferten Großbogen (Pianobogen) in die entsprechenden Falzbogen aufgeteilt. Je nach Größe der Druckbogen und —> Ausschießen der Druckbogen enthalten diese oft mehrere 4-, 8-, 12-, 16- oder 32-seitige Bogen. Dazu werden die

Pianobogen auf Schneidmaschinen in Stapeln in die entsprechenden Formate geschnitten. Je größer die Seitenzahl eines Falzbogens ist, um so rationeller ist die anschließende Weiterverarbeitung, aber um so mehr Falzbrüche hat der Bogen in der —> Falzmaschine zu durchlaufen. Bei einem 4-seitigen Bogen (Viertelbogen) wird nur ein Falzbruch erzeugt. Bei einem 8-seitigen (halber Bogen) oder 16-seitigen Bogen (ganzer Bogen) müssen entsprechend mehr Falzbrüche in der Falzmaschine durchgeführt werden. Die gefalzten Bogen werden in Bündel- oder Stangenpressen signaturweise zusammengepresst, wodurch eine bessere Lager- und Transportfähigkeit sowie die notwendige Pressung der Falzbrüche erreicht werden. Nachdem alle Einzelbogen gefalzt sind, kann mit dem Zusammentragen begonnen werden. Dazu werden in Zusammentragemaschinen die einzelnen Falzbogen so aufeinander gelegt, dass die Seitenzahlen fortlaufend hintereinander liegen. Dies erfolgt dadurch, dass die Einzelbogen aus einem Vorratsmagazin entnommen und auf ein Transportband gelegt werden, auf dem sich bereits die Einzelbogen aus den vorhergehenden Vorratsmagazinen befinden. Anhand von Hilfsmarkierungen (—> Flattermarken) am Rücken der Falzbogen können die zusammengetragenen Buchblocks nochmals auf Vollständigkeit und die richtige Reihenfolge kontrolliert werden (—> Kollationieren). In modernen Zusammentragmaschinen erfolgen diese Kontrollen durch optische Abtastung. Die Weiterverarbeitung spaltet sich danach in 2 unterschiedliche Richtungen auf: zum einen die konventionelle, aufwendige und qualitativ hochwertige Fadenheftung sowie zum anderen die schnellere, rationellere Klebebindung. Ein Kompromiss aus diesen beiden klassischen Bindeverfahren stellt das Fadensiegeln dar. Dazu wird in der Falzmaschine vor dem letzten Falzbruch ein thermisch aktivierbarer Faden in den Falzbogen wie eine Klammer eingebracht und auf der Außenseite des Bogens angesiegelt. Erst danach wird der letzte Bruch gefalzt. Für diesen Vorgang sind Zusatzaggregate in der Falzmaschine notwendig.

191 Nach dem Beieimen der gehefteten Buchblocks bzw. dem Klebebinden spalten sich wiederum die weiteren Verarbeitungsschritte auf: • •

Broschürenfertigung (Paperback) Festeinbandfertigung (Hardcover).

1) Bei der Broschürenfertigung wird ein flexibler, bedruckter und veredelter Umschlagkarton mit dem Rückenklebstoff angeklebt und angepresst. Nach einer kurzen Trocken- und/oder Abkühlzeit wird das Buch an den Vorder-, Kopf- und Fußseiten beschnitten. Dies erfolgt in der Regel in Dreiseitenschneidmaschinen, in denen die 3 Schnitte fast gleichzeitig erfolgen. Zuerst wird das Buch an Kopf und Fuß zeitgleich durch 2 parallel laufende Messer beschnitten und kurz zeitversetzt erfolgt der Schnitt an der Buchvorderkante. Danach ist die Broschürenfertigung abgeschlossen und es folgen noch Verpacken, Transport, Lagerung und Auslieferung an den Kunden. 2) Bei der Buchfertigung mit fester Einbanddecke wird der geklebte Buchblock dreiseitig beschnitten und je nach Gestaltung des Buchs gerundet, hinterklebt und das Kapitalband angeklebt. Die Art der runden Rückengestaltung wird vorwiegend im deutschsprachigen Raum gepflegt, wogegen in anderen Ländern (insbesondere in angelsächsischen) ein gerader Buchrücken bevorzugt wird. Beim Hinterkleben wird der Buchrücken wieder, meist mit einem tierischen Heißleim (—> Glutin), beleimt und ein Papierstreifen aus Kraftpapier, an dem bereits an den oberen und unteren Enden das Kaptitalband in der Maschine angeklebt wurde, angedrückt. Danach wird der Buchblock in die Einhängemaschine überführt, und es erfolgt die Zusammenführung mit der Buchdecke. Dazu wird der Buchblock mittig auf ein vertikal laufendes Schwert aufgelegt und zwischen Leimwalzen hindurchgeführt. Die beiden außenliegenden Vorsatzblätter werden mit —• Klebstoff benetzt. Der Buchblock wird von unten in die bereitgestellte Buchdecke eingeführt und die Buchdeckel durch Walzenpaare am Vorsatz

angepresst. Anschließend wird zur besseren Scharnierwirkung an der Buchdecke der Falz eingebrannt. Nach einer angemessenen Trockenzeit unter Druck hat das Buch seinen maschinellen Fertigungsweg beendet. In einem gesonderten buchbinderischen Arbeitsgang wird die Buchdecke hergestellt. Hierbei erfolgt das Zusammenfugen von 2 formatgleichen Pappen, einer Rückeneinlage (meist dünnerer Schrenzkarton) und dem Überzugsmaterial. Als Überzugsmaterialien werden in den meisten Fällen bedruckte und veredelte (folienkaschierte oder lackierte) Papiere oder textile Einbandmaterialien eingesetzt. In wenigen Fällen der industriellen Buchfertigung wird Buchbinderleder als Überzugsmaterial für Buchdecken verwendet. Dies findet in der handwerklichen Buchbinderei mehr Anwendung. Die künstlerische Gestaltung der Buchdecken kann noch durch Heißfolienprägungen (Goldprägung) ergänzt werden. Ebenfalls können noch weitere Schmuck- und Funktionsausstattungen am Buch erfolgen, wie z.B. das Schnittfarben, Zeichenbandeiniegen oder Schutzumschlaganlegen. In letzter Zeit werden immer häufiger die gedruckten Bogen bereits in der —• Druckmaschine gefalzt (Rotationsoffsetdruck). Hierbei werden häufig die Bogen im sog. „Kommen und Gehen" gedruckt, d.h. die Druckbogen sind als Doppelnutzen ausgelegt und ergeben nach dem Zusammentragen 2 komplette Buchblocks. Hierbei muss nach dem Bindevorgang, noch vor dem Dreiseitenbeschnitt, zusätzlich ein Trennschnitt durchgeführt werden. Die gesamte Buchfertigung in modernen industriellen Buchbindereien wird mit elektronisch gesteuerten Maschinen bzw. verketteten Fertigungsstraßen durchgeführt. Mit dem System „Cameron" wurde eine Buchfertigungstraße geschaffen, in der vom Rotationsdruck bis hin zur fertigen Broschur alles in einer Fertigungslinie abläuft. Soll ein Druckerzeugnis als Zeitschrift oder Magazin erscheinen, werden die gefalzten Druckbogen auf Sammelheftern verarbeitet.

192 In dieser Fertigungsstraße werden die Falzbogen aus dem Vorratsmagazin entnommen, in der Bogenmitte geöffnet und auf einem Transportsattel abgelegt. Die so übereinander gelegten, gesammelten Lagen werden in der Drahtheftstation (Heften) durch den Rücken der Lagen hindurch mittels einer Drahtklammer verbunden. Das Beschneiden der drahtgehefteten Erzeugnisse erfolgt anschließend im Trimmer (Dreiseitenbeschnitt) auf das gewünschte Endformat. Meist werden die Zeitschriften noch im Sammelhefter zu mehreren Exemplaren gebündelt bzw. in weiteren Stationen für den Einzelversand fertiggemacht. MZ

Buchbindereimaschinen (book binding machines)

Als Buchbindereimaschinen werden Maschinen und Geräte bezeichnet, die in industriellen und handwerklichen —• Buchbindereien eingesetzt werden. Seit Anfang des 19. Jh. war man bestrebt, die buchbinderischen Tätigkeiten durch den Einsatz von Maschinen zu erleichtern. Zu dieser Zeit war die Nachfrage nach einer lohnenden Fabrikation solcher Maschinen noch zu gering. Eine der mühsamsten Arbeiten, die der damalige Buchbinder ausführte, war das Beschneiden des Buchblocks. Der alte Beschneidehobel war ein sehr beschwerliches Werkzeug. 1844 und 1852 meldete Massiquot eine einfache Hebel- und Radschneidemaschine zum Patent an. Die Funktionsweise der heutigen Schneidemaschinen entspricht noch immer dem damaligen Prinzip. Ein weiterer großer Durchbruch für die industrielle Buchherstellung gelang 1849 mit der Erfindung der Falzmaschine des Amerikaners Smith. In der Folge wurden von einigen europäischen Herstellern Falzmaschinen gebaut, darunter auch 1860 von der Firma Martini in Frauenfeld, Schweiz. 1907 wurde der erste Falzautomat Europas von der Firma Gutberiet in Leipzig vertrieben. Als weiterer großer Durchbruch kann die Erfindung der Firma Brehmer 1875/76 mit der Drahtbuchheftmaschine angesehen werden. 1880 wurde von dem Amerikaner Smyth die erste Fadenheftma-

schine in Leipzig vorgestellt, die jedoch erst 1884 nach weiteren Verbesserungen von Brehmer als Fadenbuchheftmaschine der Fachwelt vorgeführt wurde. Um die Jahrhundertwende kam die erste Anleimmaschine auf den Markt, aus der die Entwicklungen zur Deckenmachmaschine und Bucheinhängemaschine hervorgingen. Bis zum heutigen Tage sind die Entwicklungen weiter fortgeschritten, insbesondere mit der Einführung der —> Klebebindung in der industriellen Buchherstellung. Die Pionierarbeit auf diesem Gebiet hat zweifellos Lumbeck geleistet. Bei den heutigen Buchbindereimaschinen sind die meisten ursprünglichen Funktionsabläufe erhalten geblieben (Abb.), wobei Entwicklungen insbesondere in der Steuerungstechnik und im Einsatz elektronischer Datenverarbeitung stattgefunden haben. Anfänglich wurden Buchbindereimaschinen eingesetzt, um einzelne buchbinderische Handgriffe nachzuahmen oder maschinentechnisch umzusetzen. Daraus entwickelte sich ein Fertigungsablauf, der auf Einzelmaschinen durchgeführt wurde (Abb.). Mehr und mehr wurde dann versucht, zusammenhängende Arbeitsabläufe in einer Maschine zusammenzufassen und schlussendlich auch die Zuführung und die Auslage mit einzuschließen. Dies führte zu selbsttätig arbeitenden Maschinen - zu Buchbindeautomaten - , bei denen der Mensch lediglich überwachende Funktion hat. Als Beispiel hierfür seien die modernen Falzautomaten erwähnt. Noch heute sind einzelne Buchbindereimaschinen bei der Produktion von Druckweiterverarbeitungserzeugnissen im Einsatz. Hier seien z.B. Planschneider, —• Falzmaschine, Fadenheftmaschine, Deckenautomaten und Heißfolien-Prägepressen genannt. Es ist z.B. nicht sinnvoll, die Deckenfertigung mit dem Deckenprägen in-line zu verbinden, weil sich eine frisch gefertigte Decke nicht zum —• Prägen eignet. Einzelmaschinen, die in ihren Arbeitsgängen hintereinander ablaufen und die von der Maschinenleistung zusammenpassen, wurden miteinander verbunden. Typisches Beispiel ist hierfür der Sammelhefter, in dem die Einzelbogen zusammengetragen, geheftet und beschnitten werden.

193 Buchdruck (letterpress)

Der Buchdruck ist das älteste —•Druckverfahren, das um 1443/44 von Johannes Gutenberg in Mainz erfunden wurde. Da Gutenberg und andere Frühdrucker zunächst nur Bücher herstellten, entstand die Bezeichnung Buchdruck. Beim Buchdruck liegen alle nichtdruckenden Stellen der —> Druckform gegenüber der Druckfläche vertieft. Der Buchdruck gehört daher zur Gruppe der Hochdruckverfahren (—• Hochdruck) und weist ein grundsätzlich anderes Einfärbprinzip auf als der —> Flachdruck und der —• Tiefdruck. Die erhaben stehenden Druckelemente werden beim Buchdruck mit einer relativ hochviskosen —• Druckfarbe eingefärbt. Im nachfolgenden mechanischen Druckvorgang wird die Druckfarbe durch den Anpressdruck des Tiegels oder Gegendruckzylinders der —• Druckmaschine auf den —> Bedruckstoff übertragen. Dabei führt der hohe Anpressdruck dazu, dass die Druckfarbe von der Mitte der DruckSchema der prinzipiellen Anordnung von Buchelemente (z.B. Buchstaben) nach den Ränbindereimaschinen zur Herstellung von Büchern, dern zu gequetscht wird (Quetschrand) und Broschüren und Zeitschriften auf der Rückseite des Papiers mehr oder weniger starke Einprägungen erkennbar sind Ein weiteres typisches Beispiel ist eine (Abb.). —» Klebebindemaschine, die mit einer ZuZur Übertragung textlicher und/oder bildlisammentragemaschine in ein Verbundsystem cher Darstellungen auf den Bedruckstoff gekoppelt wurden. Die weitere Vernetzung werden manuell oder maschinell hergestellte von Buchbindereimaschinen führte in den Druckformen eingesetzt. Zur Wiedergabe letzten Jahrzehnten zur in-line Produktion, von Texten (—• Satz) dienen einerseits bebei der möglichst viele Arbeitsabläufe so wegliche Lettern (Typen), die vom Schriftmiteinander verbunden werden, dass sich setzer zusammengesetzt werden. Beim Maeine komplette Fertigungslinie ergibt. Wenn schinensatz wird andererseits die Schrift vom ersten Arbeitsablauf, dem Zusammen- immer neu gegossen, entweder als Einzeltype tragen, bis hin zum gestapelten und verpack- (Monotype) oder als ganze Zeile (z.B. Linoten Buch eine durchgehende Produktionskette type, Intertype). Erfolgt die Satzherstellung von Buchbindereimaschinen hergestellt ist, mit Fotosetzmaschinen, so ist von dem auf wird dies mit in-line Produktion bezeichnet. fotografischem Wege erstellten Schriftsatz Ein Extrembeispiel für die in-line Produktion eine Hochdruckform anzufertigen (—• Klivon Büchern ist das Cameron-System, in der schee). einzelne Buchbindereimaschinen so gekopFür den —> Auflagendruck verwendet man pelt sind, dass vom Rotationsdruck bis hin entweder den Originalsatz oder Duplikate. zur fertigen —• Broschur alles in einer Ferti- Als Duplikatverfahren dient für einfache gungslinie abläuft. MZ Arbeiten, wie z.B. den Druck von —• Zeitungen, die Stereotypie. Je nach dem —• Druckprinzip ist die Druckform plan- oder Zylinder-

194 formig. Für —> Rotationsdruckmaschinen kommen nur Duplikate des Schriftsatzes in Frage, wie Rundstereos, Galvanos oder Wickelplatten.

1. Janua tgliederbe 300 zu 2 200 zu 1 Erkennungsmerkmal des Buchdrucks oben: Druckbild, unten: Einprägung auf der Rückseite (Quelle: Institut für Papierfabrikation, T U Darmstadt)

gabe, insbesondere des Schriftsatzes, sowie die wirtschaftliche Herstellung von kleinen Auflagen. Dennoch wurde der Buchdruck durch den —> Offsetdruck weitgehend verdrängt. Je nach Format und Auflagenhöhe erfolgt der Auflagendruck auf verschiedenen Maschinentypen, wie Tiegel, Zylinder-Flachformmaschinen, —> Bogen- oder —> Rollendruckmaschinen (—> Buchdruckmaschinen). Im Buchdruck werden Zeitungen, Bücher (—• Werkdruck) und Broschüren (—> Broschur) sowie Werbedrucke und Geschäftsdrucksachen (—• Akzidenzdruck) hergestellt, wobei die Verdrängung durch den Offsetdruck, der sich zum dominierende Druckverfahren entwickelt hat, etwa 1960 begann. NE

Buchdruckmaschine (letterpress machine) Eine Buchdruckmaschine ist eine —• Druckmaschine, bei der die Farbübertragung auf den —> Bedruckstoff über eine —> Druckform erfolgt, deren druckende Elemente erhöht liegen und nicht flexibel, sondern starr sind. Buchdruckmaschinen werden - historisch bedingt - auch als Hochdruckmaschinen bezeichnet. Die heute noch eingesetzten Hochdruckmaschinen lassen sich gemäß ihrem Druckprinzip in: • Tiegeldruckmaschinen • Zylinder-Flachform-Druckmaschinen • Rollenrotationsmaschinen unterteilen.

Die Herstellung von Druckformen für bildliche Darstellungen erfolgt durch manuelle Verfahren (Linol-, Holz- und Bleischnitt), größtenteils jedoch fotometrisch (Klischees in Metall oder Kunststoff) sowie durch elektromechanisches Gravieren. Vorteile des Buchdrucks sind die einfache Herstellung und ggf. Korrektur der Druckform, die konturenscharfe Druckbildwieder-

1) In einer Tiegeldruckmaschine steht die flache Druckform senkrecht und wird durch rotierende Farbwalzen eingefarbt. Der Bedruckstoff wird über einen mit einem —> Aufzug versehenen Drucktiegel mit einer großen Kraft schwingend an die Druckform geführt. Aufgrund der erforderlichen hohen Anpressdrücke sind Tiegeldruckmaschinen nur für kleine Formate bis 46 cm χ 58 cm ausgelegt. Tiegeldruckmaschinen werden heute hauptsächlich zum —> Stanzen, —• Rillen, —> Ritzen, Nummerieren, Prägen und Heißfolienprägen eingesetzt.

195 2) Bei Zylinder-Flachform-Druckmaschinen, auch als —> Schnellpressen bezeichnet, ist die Druckform ebenfalls flach, der Gegendruck wird jedoch durch einen Zylinder erzeugt. Schnellpressen wurden als Eintouren-, Zweitouren- sowie als Stoppzylinder- und Schwingzylindermaschinen gebaut. Sie werden heute noch zum Eindrucken von kleinen Texten, zum Stanzen, Rillen, Nummerieren, Prägen und Heißfolienprägen verwendet. 3) Die Grundeinheit einer Rollenrotationsmaschine, auch als —> Rollendruckmaschine bezeichnet, ist das Schön- und -Wider-Druckwerk (—> Schöndruck, —• Widerdruck) in Brückenbauart (Abb.). Durch den Einbau von Eindruckwerken kann diese Grundeinheit so erweitert werden, dass auf einer oder beiden Bahnseiten zweifarbig gedruckt werden kann. Die Grundeinheiten lassen sich zu einem Vierfarben-Druckwerk oder einem sog. Sechser-Turm erweitern. Die moderne Rollenrotationsmaschine wird als Reihenrotationsmaschine gebaut und in Unter- und Oberbau unterteilt. Im Unterbau befinden sich die Papierabrollstationen, während im Oberbau die Druck- und Farbwerke sowie Falzapparate sind. Jede Papierabrollstation hat 3 Abwickelstellen, die je eine Rolle aufnehmen können. Diese Rollensterne haben —> achsen-

lose Abwicklungen, wo die Rollenhülsen (—» Hülse) direkt von verstellbaren Lagern gehalten werden. Rollenrotationsmaschinen werden im —• Zeitungsdruck und vor allem im Etikettendruck (—> Etikettendruckmaschine) sowie —> Endlosdruck eingesetzt. Für den Zeitungsdruck sind die Rollenrotationsmaschinen meist mit einem Kurzfarbwerk, dass auch als —> Anilox-Farbwerk bezeichnet wird, ausgestattet (—» Anilox-Hochdruck). BG

Buche (beech) Buche, Rotbuche (Fagus sylvatica). Die Buche ist mit einem Anteil von 14 % an der Waldfläche Deutschlands das wichtigste einheimische —• Laubholz. Ein Sechstel des Holzeinschlags von ca. 40 Mio m 3 entfällt auf Buche. In Europa liegt ihr Arealschwerpunkt in West- und Mitteleuropa, wo sie ebenfalls dominierender Laubbaum ist. Die Buche gehört zur Gruppe der zerstreutporigen Laubhölzer. —> Splint- und —> Kernholz der Buche ist teils gleichfarbig blassgelblich bis rötlichweiß, in gedämpftem Zustand rötlichbraun, teils mit rotbrauner Kernfärbung (Baum mit unregelmäßiger Farbkernbildung, sog. Rotkern der Buche, —• Kernholz). Mittlerer Faseranteil: um 40 %, Li—ι ι— Faserlänge: 0,6 bis H 1 I 1,3 mm. Mit einer mittleren Rohdichte von 0,68 g/cm 3 ist Buchenholz mittelschwer bis schwer und von großer Härte; mit hohen Festigkeitseigenschaften und außerordentlicher Abriebfestigkeit, dazu zäh. Das Holz schwindet verhältnismäßig stark und hat ein nur geringes Stehvermögen. Es ist SechserVierfarbenGrundeinheit Grundeinheit Grundeinheit nicht dauerhaft, jedoch Turm mit 1 Eindruck- mit 2 Eindruck- Druckwerk mit Ausnahme des Rotwerk Werken kerns leicht imprägnierDruckwerkkonfiguration von Rollenrotationsmaschinen fur den Buchdruck bar.

196 Die Buche wird äußerst vielseitig eingesetzt. Zu den Hauptverwendungsbereichen zählen die Herstellung von Möbeln, der Innenausbau (Treppen, Parkett, Holzpflaster, Trennwände), Eisenbahnschwellen, Küchenund Haushaltsgeräte aller Art, Werkzeugteile und -stiele. Außerdem bedeutendes —• Industrieholz für die Herstellung von Span- und Faserplatten sowie Sperrholz, einschließlich verschiedenster Spezialplatten. Die Buche ist prinzipiell zur Herstellung von —> Kurzfaserzellstoff geeignet, besonders für —• Chemiezellstoffe. WE

• • • • •

Für die Zellstoff- und Papierindustrie sind hauptsächlich folgende anlagenbezogenen Verordnungen relevant: • •

Buchenzellstoff (beech pulp) —> Laubholzzellstoff

Bündelsammlung (bundle collection) —> Altpapier-Sammelsysteme

Bundes-Immissionsschutzgesetz (Federal Ambient Pollution Control Act) Ziel des Gesetzes ist es, Menschen, Tiere und Pflanzen, den Boden, das Wasser, die Atmosphäre sowie Kulturgüter vor schädlichen Umwelteinwirkungen zu schützen, die durch Immissionen verursacht werden, sowie dem Entstehen schädlicher Umwelteinwirkungen vorzubeugen. Das BImSchG ist seit seinem Inkrafttreten 27 Mal verändert worden und enthält 27 Durchfuhrungsverordnungen (BImSchV) sowie weitere 5 Allgemeine Verwaltungsvorschriften (BImSchVwV z.B. die —> Technische Anleitung Luft). Nahezu alle Vorschriften beziehen sich unmittelbar oder mittelbar auf die Errichtung und den Betrieb von Anlagen (—> Anlage im Sinne des Bundes-Immissionsschutzgesetzes). Der sachliche Geltungsbereich erstreckt sich auf Anlagen aus allen Bereichen: Industrie, Gewerbe, Handwerk, Land- und Forstwirtschaft, hoheitliche und private Bereiche. Das Immissionsschutzrecht gliedert sich in 5 Hauptbereiche:

anlagenbezogener Immissionsschutz produktbezogener Immissionsschutz verkehrsbezogener Immissionsschutz gebietsbezogener Immissionsschutz organisationsbezogener Immissionsschutz.

• • •

•

Verordnung über genehmigungsbedürftige Anlagen (4. BImSchV) Verordnung über das Genehmigungsverfahren (9. BImSchV) Emissionserklärungsverordnung (11. BImSchV) Verordnung über —> Großfeuerungsanlagen (13. BImSchV) Verordnung über Verbrennungsanlagen für —• Abfälle und ähnliche brennbare Stoffe (17. BImSchV) —• TA Lärm und TA Luft. GT

Bunte Akten (colored ledgers) Unter bunten Akten (B7 gemäß D I N EN 643 bzw. J l l und J19 nach der deutschen —• Altpapier-Sortenliste) ist eine heterogene Mischung aus verschiedenen —> Altpapieren, die im Büroalltag anfallen (z.B. —> Briefpapier, —> Kopierpapier (weiß, grau, gefärbt), Tabellierpapier, —• Faxpapier, —• Selbstdurchschreibepapier, —> Briefumschläge und —> Versandtaschen) zu verstehen. Diese Altpapiersorten sollten frei von Aktenordnern und —> Kohlepapieren sein. Sie werden sowohl im Originalzustand als auch aus Datenschutzgründen nach einem Shreddervorgang (—• Shreddern) zu Altpapierballen verpresst und gehandelt. Bunte Akten werden im Allgemeinen einem Deinkingprozess (—> Deinking) unterzogen und vor allem zur Herstellung von —• Hygienepapieren eingesetzt. Die gemeinsame Erfassung von Büroaltpapier mit Verpackungsmaterialien und Karton macht eine aufwendige manuelle Sortierung erforderlich, damit eine Altpapiermischung

197 ohne ungebleichtes (braunes) Fasermaterial bereitgestellt werden kann. Eine separate Erfassung von ausschließlich —• grafischen Papieren aus Büros und Verwaltungen stellt die Grundlage für eine hochwertige Qualität der Altpapiersorte bunte Akten dar. (Neue CEPI-/B.I.R.-Sortenliste siehe Anhang.) Literatur: D I N EN 643: Europäische AltpapierStandardsorten-Liste (Stand: August 1994) VDP-Altpapier-Liste der Deutschen Standardsorten und ihre Qualitäten (Stand: Juni 1997) PU

Buntheit (chroma) Nach DIN 5033-1 beschreibt die Buntheit die Verschiedenheit einer —• Farbe vom gleichhellen Unbunt (—• Unbuntpunkt). Ein Buntheitswert ist abhängig vom Helligkeitsniveau (—> Helligkeit). Für die Buntheit ist ein der Empfindung annähernd entsprechendes Maß die Buntheit C * a b (—• CIELAB-Farbenraum). Im Gegensatz zur Buntheit stellt die —> Sättigung eine von der Helligkeit unabhängige Beschreibung der Farbigkeit dar. Damit ist bei Farben gleicher Helligkeit und gleicher Buntheit auch die —> Sättigung idenPR tisch.

Buntpapier (fancy paper , decorated paper) Oberbegriff fur farbige und in der Oberfläche behandelte Papiere, z.T. gestrichen, bedruckt, lackiert, marmoriert, gemustert, velouriert, bronziert; die Oberfläche kann zusätzlich auch geprägt sein. Metallpapiere fallen nicht unter den Oberbegriff Buntpapier (DIN 6730). In der Masse gefärbte Papiere gehören dagegen nicht zu den Buntpapieren, sondern werden als farbige Papiere bezeichnet. Die holzfreien oder leicht holzhaltigen, vollgeleimten Papiere mit einer flächenbezogenen Masse ab 60 g/m 2 werden z.B. für Dekorationszwecke, als Geschenk-Einschlag-

papier, als Überzugspapier für Kartonagen oder für Bucheinbände verwendet. Buntpapiere werden z.T. in separaten Arbeitsgängen Oberflächen- oder tauchgefärbt bzw. mit Farbpigmenten bedruckt bzw. beschichtet (z.B. farbige Chromopapiere). Art und Sortenvielfalt der Buntpapiere werden stark von Modetrends, neuen Herstellungsverfahren und Verpackungsmethoden sowie gesetzlichen Auflagen (z.B. Verpackungsverordnung) bestimmt. Deshalb haben Buntpapiere an Bedeutung verloren. RH

Buntpapier (historisch) (decoratedpaper (historical) —• Dekorpapier (historisch)

Buntton (hue) Der Buntton (früher: Farbton) beschreibt die Art der Buntheit einer —> Farbe. Er wird im täglichen Leben mit Begriffen wie rot, gelb, blau oder violett bezeichnet. Man geht von der Vorstellung aus, dass durch additive Zumischung von Unbunt (—• Unbuntpunkt) zu einer gegebenen Farbe deren —• Buntheit nicht verändert wird. Tatsächlich treten in vielen Fällen kleine Buntton-Verschiebungen auf. Trotzdem wird der Buntton aus Zweckmäßigkeitsgründen häufig aufgrund der additiven Mischung definiert. Daher liegen jeweils alle —• Farbarten gleichen Bunttons in der —> Normfarbtafel auf Strahlen, die durch den Unbuntpunkt gehen. Als Kennzahl für den Buntton lässt sich der Bunttonwinkel verwenden (—• CIELAB-Farbenraum). PR

Bunttongleiche Wellenlänge (dominant wavelength) Die bunttongleiche Wellenlänge λd [nm] ist eine —> Helmholtz-Maßzahl und kennzeichnet den valenzmetrischen —• Buntton, d.h. die Art der —• Buntheit einer —> Farbe, die im täglichen Sprachgebrauch z.B. als rot, gelb oder blau bezeichnet wird. Das HelmholtzSystem nach D I N 5033-3 setzt voraus, dass bunttongleiche Wellenlängen auf Geraden

198

Burnout -Test (burnout test) Der Burnout-Test dient zur Bestimmung des —> Auftragsgewichts von Pigmentstrichen (—> Strich). Hierzu legt man die gestrichene Papier- oder Kartonprobe in eine wässrige Ammoniumchloridlösung (25 g/1 Ammoniumchlorid in einer 50 : 50 VolumenprozentMischung aus Iso-Propanol oder —> Ethanol und Wasser). Die durchtränkte Probe wird anschließend getrocknet (z.B. im Trockenschrank) und danach etwa 3 bis 6 min in einen Ofen gelegt, der auf etwa 200° C aufgeheizt ist. Hierbei kommt es zur Verkohlung der —> Cellulose, so dass das Streichrohpapier dann schwarz erscheint. Die —• Helligkeit (—> CIELAB-Farbenraum) der Probe korreliert mit dem Auftragsgewicht des Strichs. Ferner lässt sich die Strichverteilung auf der Papieroberfläche nach dem Burnout-Test gut erkennen und als Strichungleichmäßigkeit bildanalytisch (—> Bildanalysator) quantifizieren. PR

Menge beinhaltet —> holzfreie ungestrichene Papiere, während —• Recyclingpapiere als holzfreie oder —• holzhaltige Papiere aus —• Deinkingstoff in geringeren Mengen hergestellt werden. Der Bereich der flächenbezogenen Masse erstreckt sich schwerpunktmäßig von 60 bis 90 g/m 2 . Holzfreie Büropapiere bestehen zu 70 bis 80 % aus gebleichtem —•Zellstoff als Mischung von langfaserigem —• Nadelholz- und kurzfaserigem —• Laubholzzellstoff sowie aus 20 bis 30 % Füllstoff in Form von —• Kaolin oder —> Calciumcarbonat. Büropapiere werden nur maschinenglatt (—• maschinenglattes Papier) gefertigt, also nicht satiniert (—• satiniertes Papier). Holzhaltige Büropapiere werden nicht aus —• Primärfaserstoffen, sondern zu 100 % aus deinktem Altpapierstoff hergestellt, wobei dieser Deinkingstoff vor allem aus Zeitungen und Illustrierten besteht. Büropapiere müssen geleimt sein, damit z.B. beim Tintenstrahldrucken (—• InkjetPrinter) die flüssige Farbe nicht verläuft. Um ohne Störungen Kopierpapiere einsetzen zu können, müssen sie frei von Blasen (—• Cockling) sein und dürfen nicht stauben (—• Stauben). Da ein Teil der Büropapiere für längere Zeit archiviert werden muss, sollen sie auch nicht vergilben (—> Vergilbung) und müssen alterungsbeständig sein, ohne als Folge der Lagerungszeit an Festigkeit zu verlieren (—> Alterung). Eine Voraussetzung für ein alterungsbeständiges Papier ist seine Herstellung im neutralen Bereich (—• neutrale Fahrweise) in Anwesenheit von Calciumcarbonat als Puffer. GG

Büropapiere (office papers) Büropapiere sind zusammen mit Administrationspapieren ein Teil des großen Bereichs der grafischen Papiere, zu denen auch —• Druck- und Pressepapiere (z.B. —• Zeitungsdruckpapier) gehören. Sie werden im Bürobereich von Verwaltung und Wirtschaft eingesetzt, in erster Linie als —> Kopier-, Endlosformular-, —• Schreib- und —• Schreibmaschinenpapiere verwendet. Die größte

Bürsten (brush finishing ,brush polishing) Unter Bürsten versteht man die Oberflächenbehandlung gestrichener Papier- oder Kartonoberflächen mit rotierenden Bürsten in einer —• Bürstmaschine zum Zwecke der Glanzerzeugung (—• Glanz). Das Verfahren hat den Vorteil, die —> Dicke bzw. das —> spez. Volumen des Materials nicht zu verringern, so dass die —> Biegesteifigkeit nicht beeinträchtigt wird. Daher wird das Bürsten hauptsäch-

vom —> Unbuntpunkt der —• CIE-Normfarbtafel zum Spektralfarbenzug bzw. bei Purpurfarben zur —• Purpurgeraden liegen. Die Erfahrung zeigt, dass hierbei in vielen Fällen dennoch kleine Buntton-Verschiebungen empfunden werden. Demnach liegen die bunttongleichen Wellenlängen auf leicht gekrümmten Linien. Daher findet man in der Literatur statt des Begriffs bunttongleiche Wellenlänge —> dominante Wellenlänge. Die Berechnung der bunttongleichen Wellenlänge ist unter Helmholtz-Maßzahlen nachlesbar. PR

199 lieh für die Veredelung von KarFlächenbürstung Kontaktbürstung ton eingesetzt, dessen spez. Volumen neben der Glanzerhöhung Vorrang hat. Bei der Kontaktbürstung sind neben der Drehzahl der Bürste deren Besatzlänge, die Besatzdichte (g/dm 2 ) und die Eindringtiefe t, bei der Flächenbürstung dagegen der Umschlingungswinkel (α) und die Bahnspannung bestimmend für den Effekt (Abb.). Die Drehrichtung der —• Bürstwalzen wird bei höheren Bürstverfahren Bahngeschwindigkeiten vorwiegeschwindigkeit (mehr als 200 m/min) fällt gend gegenläufig gewählt. Der Erfolg einer der durch Bürsten erzielbare Glanz rasch ab. Bearbeitung von Papier- oder KartonoberfläDer Staubabsaugung muss besondere Aufchen mit einer Bürstmaschine ist von Faktomerksamkeit gewidmet werden. Staub und ren abhängig, die in der folgenden Tabelle einzelne, durch statische Aufladung an der zusammengefaßt sind. Bahn haftende Bürsthaare werden vorzugsDie Art und der Aufbau des Bürstwalzenweise außerhalb der Maschine abgesaugt. besatzes differieren mit dem Bürstverfahren: Die durch Bürsten erzielbaren Glanzwerte Bürstwalzen mit Lochbindung werden vorwerden heute auch mit anderen Oberfläwiegend für die Flächenbürstung eingesetzt; chenveredelungsverfahren (—> Softkalander, für die Kontaktbürstung wählt man dagegen —• Janus Concept) on-line und bei weit höhemeist homogen gebundene Bürstwalzenberen Bahngeschwindigkeiten erreicht. sätze. Papier/Karton Strichqualität Strichauftrag Streichverfahren Bahngeschwindigkeit Bahnspannung

Bürstmaschine Anzahl der Kontaktstellen Drehzahl der Bürstwalzen Drehrichtung der Bürstwalze Eindringtiefe der Bürstwalze Umschlingungswinkel Qualität und Dichte des Bürstwalzenbesatzes

Einflussgrößen beim Bürsten

Der Pigmentstrich (—• Strich) muss auf die hohe Scheuerbeanspruchung beim Bürsten ausgerichtet sein. Nicht ausreichend gebundene Striche können u.U. vollständig von der Papier- oder Kartonoberfläche abgebürstet werden. In der Praxis werden mit der Kombination von Linien- und Flächenbürsten optimale Ergebnisse erzielt. Mit steigender Bahn-

Literatur: Schiunke, J.: Bürsten von Papier und Karton. Wochenblatt für Papierfabrikation 105 (1977), Nr.10, 349-351 SZ

Biirstenbefeuchter (brush moistener) Durch Befeuchten mit einem Bürstenbefeuchter (rotierende Bürstenwalze) wird der —• Trockengehalt der Papierbahn am Ende der Papiermaschine vor dem Aufrollen reduziert und/oder vergleichmäßigt. Befeuchtet wird eine zugunsten eines gleichmäßigen Feuchtequerprofils bewusst übertrocknete Bahn (auf etwa 2 bis 3 % Trockengehalt), wobei das Wasser gleichmäßig aufgenommen werden kann. Die zugeführte Wassermenge beträgt bis etwa 8 % vom Papiergewicht. Von der rotierenden Bürstenwalze wird durch einen Abstreifer Wasser fein zerstäubt und auf die Papierbahn abgeschleudert. Das

200 Wasser kann von der Bürstenwalze unterschiedlich aufgenommen werden. Die Bürstenwalze taucht z.B. direkt in eine Wanne ein. Die Bürstenwalze kann auch einen Wasserfilm indirekt von einem feststehenden Verteilblech oder einer rotierenden Verteilwalze abnehmen. Die Umfangsgeschwindigkeit der Bürstenwalze kann im Verhältnis zur Geschwindigkeit der Papierbahn reguliert und konstant gehalten werden. BU

gelten Bahnzug gegen die laufende Bahn gedrückt. Daneben sind Drehzahl und (mitoder gegenläufige) Drehrichtung der Bürsten sowie der Umschlingungswinkel mitbestimmend für den Bürsteffekt und damit für die Glanzerhöhung. Die folgende Abbildung veranschaulicht die Kombination von Flächen· und Kontaktbürstung, eine Verfahrensvariante, die sich für die Erzeugung höchster Glanzwerte bewährt hat. Auslegung von Bürstwalzen:

Bürstenstreichverfahren (brush coating) Beim Bürstenstreichverfahren handelt es sich um ein Streichfarben-Auftragsverfahren, bei dem die —• Streichfarbe mit einer Bürste dosiert wird. Dieses im vergangenen Jahrhundert als Stand der Technik allein gültige Streichverfahren wird heute nicht mehr angewandt (bis in die 1990er Jahre in Ostdeutschland noch im Einsatz). KT

2-8m Maschinenbreite: 400 800 mm Durchmesser: 45 - 60 mm Besatzhöhe: (freie Borstenlänge) 250 - 350 g/dm 2 mittlere Besatzdichte: 1 000 - 2 000 m i n 1 Bürstendrehzahl: Als Besatzmaterial für die Bürsten werden vorwiegend Rosshaare verwendet, wahlweise aber auch Schweine- oder Kunststoffborsten. Diese werden in Loch- oder in homogener Kunststoffbindung auf gebogenen Bürstsegmenten fixiert, die dann zu vollständigen Bürstwalzenoberflächen zusammengefugt und auf dem Grundkörper befestigt werden. Außerhalb der Maschine (vor der Zugpartie) werden von beiden Seiten der Bahnoberfläche Staub und einzelne Bürsthaare abgesaugt, die im Bereich der rotierenden Bürsten nicht

Bürstmaschine (brushing machine) Mithilfe von Bürstmaschinen wird —> Glanz an den Oberflächen gestrichener, kompressionsempfindlicher Papier- und Kartonsorten erzeugt, ohne deren —• spez. Volumen bzw. —> Dicke zu verringern. Beim —> Bürsten werden rotierende —• Bürstwalzen gegen die Bahnoberfläche gedrückt. Durch Reibung und die dadurch erzeugte Wärme entsteht an der Strichoberfläche Glanz. Wird die Papier- oder Kartonbahn über eine Trommel gefuhrt, an die mehrere Bürstwalzen angelegt werden können, spricht man von Kontaktbürstung, auch als Trommel- oder Linienbürsten bezeichnet (Abb.). Bei der Flächenbürstung wird die Bürstwalze, zwischen 2 Leitwalzen positioniert, durch den exakt gere- Kombination von Flächen-und Kontaktbürstung

201 entfernt werden konnten und durch statische Aufladung an der Bahn haften. Der durch Bürsten erzielbare Glanz fällt mit steigender Bahngeschwindigkeit rasch ab. Auch moderne Bürstmaschinen erreichen selten höhere Bahngeschwindigkeiten als 250 m/min. SZ

Bürstwalze (brush roll) —> Bürstmaschine

Bütte (ehest) Bütten sind meist zylindrische Behälter zum Stapeln (—• Stapelbütte) und Mischen (—• Mischbütte) von Stoffsuspensionen. Die verschiedenartigen Bütten besitzen jeweils ein spezielles —> Büttenrührwerk, um die für die Funktion erforderliche Energie in die Suspension einzubringen. In der —> Gautschbruchbütte wird z.B. die nasse Papierbahn an der Gautschstelle der Papierbahn zwischen —» Sieb- und —• Pressenpartie z.T. stippenfrei (—• Stippe) zerfasert. Eine wichtige Aufgabe beim Stapeln in einer Stapelbütte ist es, ein Entmischen der Suspension, also ein Aufschwimmen, Absetzen oder zu starkes Ausflocken der Feststoffe, zu verhindern. Dafür ist nur etwa die Hälfte bis ein Drittel der Energie erforderlich, die man für ein Mischen von mehreren Stoffkomponenten (z.B. —• Zellstoff, —> Holzstoff) aufbringen müsste. Bei einer Bauform eines Rührwerks für Stapelbütten wandert das Rührorgan (—> Rührwelle) in der Bütte auf einer Kreisbahn und bewegt nacheinander jeweils nur einen Teil des Bütteninhalts. Zum Mischen wird dagegen das ganze Volumen der Bütte mithilfe eines —> Büttenpropellers umgewälzt. Man spricht von liegenden Bütten, wenn die Grundfläche groß und die Höhe gering ist, von stehenden Bütten bei geringer Grundfläche und großer Bauhöhe. Bütten bestehen aus Edelstahl oder Beton. Betonbütten sind mit Fliesen, Färb- oder Kunststoffbelag aus-

gekleidet, um Ablagerungen zu vermeiden und die Reinigung zu erleichtern. HO

Büttenpapier (handmade paper, deckle-edge(d) paper) Echte Büttenpapiere sind mit der Schöpfform (-> Schöpftechnik) manuell hergestellte oder aus der Bütte bzw. mittels Rundsieben aus der Bütte geschöpfte (RundsiebBüttenpapiere) Produkte. Es handelt sich um hadernhaltige oder -> holzfreie, geleimte (Masse- und Oberflächenleimung) Papiere, die meist gerippt und oft mit Wasserzeichen versehen sind und im unbeschnittenen Zustand meist einen durch Stoffverdünnung gekennzeichneten faserigen Rand (echter Büttenrand) aufweisen (DIN 6730). Handgeschöpftes Büttenpapier (handmade paper) wird in Europa nur noch vereinzelt nach individuellen Rezepten für Repräsentationszwecke hergestellt. Imitierte Büttenpapiere (deckle-edge(d) paper) werden dagegen auf Langsiebmaschinen gefertigt, mittels -> Egoutteur meist gerippt und am Rand durch Abspritzen, Quetschen, Stanzen oder Beschneiden verändert (unechter Büttenrand). Die flächenbezogene Masse der Büttenpapiere beträgt ca. 90 bis 200 g/m 2 . Literatur: Schweizer, G.: Handschöpfen und handgeschöpftes Papier. Wochenblatt für Papierfabrikation 117 (1989), Nr. 11/12, 505-510 RH

Büttenpropeller (chest propeller) Ein Büttenpropeller ist ein Arbeitsorgan in einer —> Bütte, um mehrere Suspensionsströme zu mischen, die in die Bütte eingebracht werden, oder um ein Entmischen der darin befindlichen Suspension zu vermeiden. Eine mit einem Büttenpropeller (Abb.) ausgestattete Bütte wird —> Propellerbütte genannt. Die Büttenpropeller ähneln Schiffsantriebspropellern. Zur Anpassung an die erforderliche Mischwirkung sind die Winkel der Propellerflügel meist einstellbar. Büttenpropeller sind gute Mischorgane, da sie den

202 ganzen Inhalt einer Bütte umwälzen. Sie werden daher auch —> Umwälzpropeller genannt. Sie haben aufgrund der großen zu bewegenden Masse einen deutlich höheren Energieverbrauch als Rührorgane, die nur dafür zu sorgen haben, dass die Stoffsuspension sich nicht entmischt. Für letzteren Fall werden daher vorteilhafterweise —• Rührwellen eingesetzt.

Schema eines Büttenpropellers (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology) HO

Büttenrandpapier (deckle-edge(d) paper) Unter Büttenrandpapieren werden hochwertige Schreib- und Druckpapiere mit absichtlich ungleichmäßig faserigem Rand verstanden. Echte Büttenpapiere weisen einen „echten", imitierte Büttenpapiere einen „unechten" Büttenrand auf. Beide Büttenpapierarten sind visuell gut zu unterscheiden. RH Büttenrührwerk (chest agitator) Die Bezeichnung Büttenrührwerk ist ein Oberbegriff für Arbeitsorgane in —» Bütten, um die darin befindliche Stoffsuspension entweder zu mischen, suspendiert zu halten oder auch die enthaltenen Feststoffe zu desintegrieren. Man unterscheidet —• Büttenpropeller und —• Rührwellen.

1) Büttenpropeller, auch —» Umwälzpropeller genannt, werden üblicherweise zum Mischen eingesetzt. Die gute Mischwirkung wird erreicht, indem der Büttenpropeller den gesamten Inhalt der Bütte umwälzt (—• Mischbütte). 2) Rührwellen, auch als —> Propellerrührwerke bezeichnet, haben normalerweise die Aufgabe, Feststoffe (z.B. Fasern und —> Füllstoffe) in der Suspension nicht absetzen, aufschwimmen oder zu stark ausflocken zu lassen. Eine Bauart, die besonders gut dazu geeignet ist, Feststoffe in einem Flüssigkeits/Feststoffgemisch suspendiert zu halten, bewegt sich auf einer Kreisbahn in der Bütte und hält so jeweils lokal einen Teil der Suspension in Bewegung. Damit ist der erforderliche Energieaufwand um bis zu zwei Drittel gegenüber Büttenpropellern absenkbar. Ein solches Büttenrührwerk ist aber nicht zum Mischen geeignet. HO

Butzen (hickeys) Unter Butzen, auch Partisanen, Popel oder Fusseln genannt, versteht man aus der Papierbzw. Strichoberfläche (—• Strich) herausgelöste Partikel, Schneidstaub sowie Verunreinigungen aus der —• Druckfarbe und Zusammenballungen von Druckbestäubungspuder (—> Druckbestäubung), die sich auf dem —• Drucktuch der —> Offsetdruckmaschine absetzen, Druckfarbe annehmen und im Druckbild als Farbflecken mit einem weißen Hof zu erkennen sind. Lagern sich feuchtigkeitsannehmende Butzen ab, so zeichnen sich im Druckbild weiße Flecken ab. Diese —> Fehldruckstellen beeinträchtigen in starkem Maße die —> Druckqualität und erfordern ein häufiges Waschen des Drucktuchs und der —• Druckform. Produktionsverminderung, erhöhte —> Makulatur und Farbtonschwankungen (—• Farbton) sind die Folge. Weitere Ursachen können sein: Fusseln von Feuchtwalzenbezügen sowie verschlissene Färb- und Feuchtwalzen. Offsetdruckmaschinen können mit mechanischen Vorrichtungen (Popel-Rakel, Partisanenfanger) ausgerüstet

werden, die bei laufender Maschine Fremdpartikel vom Drucktuch entfernen. FA

BVD Bundesverband Druck e. V., Wiesbaden. 1869 gründeten über 80 Besitzer von Buchdruckereien als ersten deutschen Wirtschaftsverband den Deutschen Buchdrucker-Verein, traditionsbewusst in Mainz, dem Geburtsort Johannes Gutenbergs. Der Bundesverband Druck ist der Arbeitgeber- und Wirtschaftsverband der deutschen Druckindustrie. Seine Mitglieder sind 12 selbstständige Landesverbände mit annähernd 6 000 industriell und handwerklich produzierenden Druckereibetrieben als Einzelmitglieder. Die Mitglieder können Rechtshilfe, Beratung zu Fragen des Umweltschutzes, der Betriebswirtschaft und Technik sowie Aus- und Fortbildung in Anspruch nehmen. Ausschüsse des Bundesverbandes: Sozial-, Bildung- und Wirtschaftspolitik, Betriebswirtschaft, Technik und Forschung und Umweltschutz. Zu den wichtigsten Aufgaben als Arbeitgeberverband zählen die Verhandlungen und Auslegung der Tarifverträge. Fachbereiche des Bundesverbandes: Satzherstellung, Flexografie, Reproduktionstechnik, Flachdruck, Klein-Offsetdruck, Tiefdruck, Siebdruck, Zeitungs-, Endlosformulardruck und Druckweiterverarbeitung. FA

B-Welle (B-flute) —> Wellpappe

204 CAD (Computer Aided Design, CAD) Der Einsatz von Datenverarbeitungs-Systemen (DV-Systemen) für Aufgaben beim Entwickeln und Konstruieren wird mit CAD bezeichnet. Aufgaben lassen sich danach unterscheiden, in welcher Konstruktionsphase sie anfallen (Konzipieren, Entwerfen, Gestalten) und welcher Art sie sind (Lösungsfindung, Lösungsdarstellung, Berechnung bzw. Simulation). CAD ist der Grundstein für eine rechnerintegrierte Produktherstellung (—» CIM, Computer Integrated Manufacturing) bzw. eine rechnerintegrierte Fabrik (CAI, Computer Assisted Industry). VO

Cadmium (cadmium) Cadmium (Cd) ist ein zweiwertiges Element und bildet mit Zink (Zn) und —• Quecksilber (Hg) die II. Nebengruppe des Periodensystems der Elemente. Es ist ein silberweißes, weiches —• Schwermetall mit der Ordnungszahl 48 und einem Atomgewicht von 112,4. Der Schmelzpunkt liegt bei 321° C und der Siedepunkt bei 767° C. Cadmium oxidiert an der Luft. Cadmium kommt als Cadmiumblende, Cadmiumsulfid und Cadmiumcarbonat vor allem zusammen mit Zinkmineralien vor, Cadmiumminerale sind selten. Cadmium wird als Nebenprodukt der Zinkgewinnung durch Fällung aus Zinksulfatlaugen mit Zinkstaub und elektrolytischer Raffination oder durch Reduktionsprozesse bei hohen Temperaturen gewonnen. Wichtigstes Reduktionsmittel ist —• Kohlenstoff. Cadmium wird als Legierungszusatz für Lagermetalle und für leichtschmelzende Legierungen verwendet. Daneben dient es als Elektrodenmaterial für Nickel-CadmiumAkkumulatoren. Durch galvanisches Verkadmen wird ein wirksamer Korrosionsschutz für Stahl erreicht. Das Cadmiumisotop Cd 113 absorbiert sehr stark Neutronen und wird daher in Steuerstäben in Kernreaktoren eingesetzt. Einige —• Cadmiumverbindungen finden Verwendung als farbgebende, beson-

ders lichtechte Pigmente. Der Einsatz solcher Pigmente ist allerdings stark rückläufig. Der Eintrag von Cadmium in die Umwelt erfolgt u.a. durch Anlagerung an feine, nicht filterbare Staubpartikel bei Verbrennungsprozessen oder durch die Ausbringung von mit Cadmium kontaminiertem —• Klärschlamm als Düngemittel auf die Felder. Von den Pflanzenwurzeln wird Cadmium aufgenommen und gelangt so in die Nahrungskette. Cadmium hat die Eigenschaft, sich bei längerer Zufuhr selbst in geringsten Mengen in menschlichen und tierischen Organismen, hauptsächlich in Leber und Niere, anzureichern (—> Bioakkumulation). Cadmium kann ab einer bestimmten Konzentration, die individuell verschieden ist, Funktionsstörungen und Schädigungen an Organen verursachen. Cadmium gilt als krebserregend (Lunge) und ist in der Gruppe A2 bzw. Β der MAK-Liste ( M A K = —> maximale Arbeitsplatzkonzentration) den krebserregenden Stoffen zugeordnet. Literatur: Ewers, U.: Untersuchungen zur Cadmiumbelastung der Bevölkerung in der Bundesrepublik Deutschland. In: Schadstoffe und Umwelt. Bd. 4, Berlin, 1990 MO

Cadmiumverbindungen (cadmium compounds) Cadmiumverbindungen kommen in der Natur meistens zusammen mit den entsprechenden Zinkverbindungen vor (—• Cadmium). Einige Cadmiumverbindungen sind toxisch. Cadmiumoxid, -chlorid, -sulfat und -sulfid sind in den Gruppen A2 bzw. Β der MAK-Liste ( M A K = —> maximale Arbeitsplatzkonzentration) den krebserregenden Arbeitsstoffen zugeordnet. Cadmiumsulfid wird als Halbleiter für Anstrichstoffe, Emails, Keramik und Kunststoffe zur Herstellung von Fotowiderständen benötigt. Zinkcadmiumsulfid (ZnCdS) findet als leuchtend grünes Pigment zur Herstellung von Farbfernsehbildschirmen Verwendung. Das gelbe Cadmiumsulfid (CdS) und das rote Cadmiumselenid (CdSe) werden als Färb-

205 pigmente verwendet. Beide Verbindungen werden wegen ihrer geringen Löslichkeit zwar als wenig bioverfügbar angesehen, jedoch wird die von pigmenthaltigen Abfällen ausgehende Cadmium-Mobilisation als umweltbelastend eingeordnet. Deshalb sind in den vergangenen Jahren die Einsatzmengen dieser Pigmente ständig gesunken. In —> Druckfarben werden sie bereits seit mehr als 10 Jahren nicht mehr eingesetzt, weshalb auch die Cadmiumbelastung von Papierprodukten, altpapierhaltigen Papieren und Produktionsabfällen der Papierindustrie (—> Deinkingschlämme, —• Bioschlamm) sehr stark zurückgegangen ist. Häufig liegen die Cadmiumgehalte unterhalb der analytischen —> Nachweisgrenze. MO

Calciumbisulfit (calcium bisulfite) Calciumbisulfit ist eine früher übliche und in der Zellstoffmdustrie heute noch gebräuchliche Bezeichnung für Calciumhydrogensulfit Ca(HS0 3 ) 2 ( - • Bisulfit), das z.B. bei der Reaktion von —> Schwefeldioxid (SO2) mit —• Calciumcarbonat (CaC0 3 ) und Wasser in folgenden Teilreaktionen gebildet wird: CaC0 3 + H 2 0 + S0 2 CaS0 3 + H 2 0 + S 0 2

CaS0 3 + H 2 0 + C 0 2 Ca(HS0 3 ) 2

Die dritte Teilreaktion ist die Bildung von schwefliger Säure (H 2 S0 3 ) nach der Gleichung: H 2 0 + S02 i ; H2S03 wobei das Reaktionsgleichgewicht sehr stark nach der linken Seite verschoben ist. Mit den angeführten Gleichungen wird die Herstellung der Turmsäure für die Erzeugung von —> Sulfitzellstoff nach dem Calciumbisulfitverfahren beschrieben. Dabei wird Kalkstein (Calciumcarbonat) in fester Form in einen Säureturm eingebracht, gleichmäßig mit kaltem Wasser berieselt und von Röstgas (S0 2 ) umströmt. Das gebildete Calciumbisulfit bildet mit dem freien S0 2 die Turmsäure, die nach einer weiteren Aufstärkung mit

rückgeführtem S0 2 die Kochsäure ergibt. Der hohe S02-Überschuss ist erforderlich, da Calciumbisulfit nur unterhalb von pH 2 löslich ist. Calciumbisulfit spielte in den Anfangen der Sulfitzellstofferzeugung eine bedeutende Rolle bzw. die entscheidende Rolle als erstes industriell eingesetztes Aufschlussmedium (—• Aufschlussverfahren, —• Bisulfitlösung). Seit den 70er Jahren wurde Calciumbisulfit zunehmend durch —> Magnesiumbisulfit verdrängt. AR

Calciumcarbonat (calcium carbonate) 1) Natürliches Calciumcarbonat (ground calcium carbonate, GCC): Die Carbonate bilden eine Reihe ökonomisch sehr wichtiger Mineralien. Die Carbonate können als Salze der „Kohlensäure" ( H 2 C 0 3 ) betrachtet werden. Wichtigstes Strukturelement ist das planare Carbonat-Ion C0 3 2 ". Natürliches Calciumcarbonat repräsentiert das am häufigsten vorkommende Sedimentgestein auf der Erde. Sein Anteil an der Erdkruste beträgt ca. 1 %. Natürliches Calciumcarbonat kommt in 3 wesentlichen mineralogischen Modifikationen vor. Durch Biomineralisation und Reaktion von Calciumsalzen mit dem —> Kohlendioxid (C0 2 ) der Luft entstand - und entsteht - in den Ozeanen die Kreide (CaC0 3 ): Ca 2 + + C 0 2 + 2 OH"

CaC0 3 + H 2 0

Geologische Transformation (Druck) und thermische Metamorphose (Druck und Temperatur) formten aus der Kreide die Gesteinsarten Kalkstein und Marmor. Natürliches Calciumcarbonat eroberte in den letzten beiden Jahrzehnten wichtige Bereiche der europäischen Papierproduktion (Abb. 1). Als Rohmaterial werden neben Kreide in überwiegender Menge Marmor und Kalkstein verwendet. In den Sektoren der —> holzfrei —> ungestrichenen und holzfrei —• gestrichenen Papiere ist natürliches Calciumcarbonat bereits zum dominierenden —• Füllstoff und —> Streichpigment geworden (Abb. 2).

206 von 40 bis 95 % kleiner 2 μιτι zur Anwendung. Für —> Vorstriche und mattgestrichene Papiere wird eine Kornfeinheit von ca. 60 % < 2 μ m bevorzugt. Die feinsten Qualitäten mit bis zu 100 % kleiner 2 μηι werden in —> Einfach- und —• Deckstrichen verwendet. In L WC-Tiefdruckpapieren ( - • LWCPapiere) werden derzeit nur geringe Mengen Calciumcarbonat eingesetzt. Calciumcarbonat wird vor allem in Europa in vielen Produktionsstätten hergestellt. Die Aufbereitung erfolgt nach einer Vorzerkleinerung des im Tagebau gewonnenen MateriAbb. 1: Rasterelektronenmikroskopische Aufnahals im Wesentlichen durch Mahl- und Sichme von natürlichem Calciumcarbonat (GCC) tungsprozesse unter Einsatz von Mahlhilfsmitteln (z.B. Polyacrylaten). Aufgrund dieser modernen Aufbereitungsmethoden unterAuch in Nordamerika, Asien, Australien und scheiden sich die natürlichen CalciumcarboAfrika wurde natürliches Calciumcarbonat zu nate verschiedener Herkunft neben der cheeinem wichtigen Faktor für eine technolomischen Reinheit und dem Weißgrad nur gisch und wirtschaftlich vorteilhafte Papiernoch in der unterschiedlichen Korngröße. produktion. Die Säurelöslichkeit von CalciDank der Vielzahl von Produktionsstätten umcarbonat erfordert eine Papierherstellung (z.B. in Frankreich, Deutschland, Norwegen, im leicht alkalischen bzw. neutralen pHBereich (—> neutrale Fahrweise). Heute lie- Spanien und Österreich) sind die Frachtwege zu den Papierfabriken relativ kurz. Zum gen technisch und wirtschaftlich erfolgreiche Konzepte sowie eine breite Erfahrung bezüg- größten Teil erfolgt die Belieferung in vorlich alkalisch holzfreier und (pseudo) neutra- dispergierter (Slurry-) Form bis zu einem Feststoffgehalt von ca. 76 %. Aufgrund der ler holzhaltiger Papierherstellung vor. rhomboedrischen Struktur lassen sich Der Papierindustrie wird je nach den An—• Streichfarben mit hohem Feststoffgehalt forderungen ein Weißgradbereich (—•Weißund günstigem rheologischen Verhalten grad) von 80 bis 96 % angeboten. Die Korn(niedrige —> Viskosität, keine Neigung zur größen liegen in einem Bereich von 40 bis —• Dilatanz) herstellen. 100% kleiner als 2 μηι. Als Füllstoffe für Daraus resultieren eine niedrige ungestrichene —• Natur- und —• Rohpapiere kommen Produkte mit einer Teilchengröße Trocknungsenergie und ein ausgezeichnetes LaufVerhalten auf der —• Streichmaschine bei hohen Geschwindigkeiten. Der Bindemittelbedarf ist im Vergleich zu Verbrauch [Mt/a] —• Kaolin meist niedriger. Die Kombination von natürlichem Calciumcarbonat und —> Talkum hat sich als gute Lösung bei Problemen im —> Tiefdruck Füllstoff (Matt- und Halbmattsektor) und 1965 70 75 80 85 90 95 auch bei —• Offsetdruckpapieren bezüglich einer verbesserten —> Scheuerfestigkeit im MattAbb. 2: Verbrauch an natürlichem Calciumcarbonat in der Papier- sektor mit niedrigem —> Glanz industrie (Westeuropa) und hoher —> Glätte bewährt.

207 Aufgrund der unterschiedlichen Kristall2) Gefälltes Calciumcarbonat formen können gefällte Calciumcarbonate bei (precipitated calcium carbonate, PCC): Durch Einleiten von —> Kohlendioxid (CO2) gleicher Korngröße unterschiedliche spez. in Calciumhydroxidlösungen (hergestellt Oberflächen aufweisen. Grundsätzlich nimmt durch Reaktion von —> gebranntem Kalk jedoch die spez. Oberfläche mit zunehmender (CaO) mit Wasser) wird gefälltes Calcium- Teilchenfeinheit des PCC zu. Der Weißgrad carbonat (präzipitiertes Calciumcarbonat, von PCC liegt mit 95 bis 97 % sehr hoch. Beim PCC ist die Weiße abhängig von der PCC) gewonnen (Abb. 3). chemischen Reinheit des gebrannten Kalks. Verunreinigungen im Kalk (Mangan und/ CaO + H 2 0 —• Ca(OH)2 oder Eisen) führen zu einem reduzierten Ca(OH)2 + C0 2 — CaC03 Weißgrad. Bei der Zigarettenpapierherstellung (—• Zigarettenpapier) (etwa 25 % —• Aschegehalt) kann auf PCC nicht verzichtet werden, da die mechanische Verhakung der stäbchenförmigen Kristalle für die Stabilisierung der Zigarettenasche unerlässlich ist. In der letzten Zeit hat der Einsatz von PCC als Füllstoff und als Streichpigment wegen des hohen Weißgrads und der hohen Anforderungen an die —> Opazität deutlich an Interesse gewonnen, nachdem die Nachteile wie höhere Kosten und niedriger Feststoffgehalt der Streichfarben - weitgehend beseitigt werden konnten. So können die Kosten durch Abb. 3: Rasterelektronenmikroskopische Aufnahdie Herstellung des PCC in der Papierfabrik me von gefälltem Calciumcarbonat (PCC) erheblich reduziert werden. Für den Einsatz von PCC muss das bei der Fällung anfallende PCC mit einem Feststoffgehalt von ca. 18 % Die Fällung geschieht bei einem Feststoffgehalt von etwa 18 %. Über die Prozessführung über verschiedene Entwässerungsstufen auf (z.B. Änderung der Konzentration des Koh- einen Feststoffgehalt von 72 bis 75 % gelendioxids) können bei der Herstellung des bracht werden. Neben hoher Weiße der gestrichenen Papiere kann man durch die Wahl PCC sowohl die Morphologie (Kristallform) der Teilchenform und -große gezielt Mattals auch die Korngröße gesteuert werden. Ein GZ PCC muss nach der Ausfällung nicht mehr und Glanzeffekte einstellen. vermählen werden. Es gibt eine Reihe von Kristallformen, die ein PCC dabei annehmen kann. Die rhomboedrische, die aragonitische (langgestreckte Stäbchen) und die skalenoedrische (zigarrenförmige) Kristallform haben sich für den Einsatz in der Papierindustrie als besonders geeignet erwiesen. Diese unterschiedlichen Teilchenformen lassen sich durch die Wahl der Fällungsbedingungen einstellen. Diese Primärteilchen sind - vor allem im trockenen Zustand - teilweise zu Agglomeraten zusammengefügt. Die durchschnittliche Teilchengröße kann von 0,03 bis zu 0,6 μ m variiert werden.

Calciumchlorid (calcium chloride)

Calciumchlorid (CaCl2 · 6 H 2 0) ist eine farblose, kristalline, in Wasser sehr gut lösliche Verbindung. Bei Erhitzen auf etwa 200° C geht es in das wasserfreie Calciumchlorid über. Es ist sehr —•hygroskopisch, d.h. es nimmt aus feuchter Umgebung Wasser unter Rückbildung von CaCl2 · 6 H 2 0 auf. Aufgrund dieser Eigenschaft wird es zum Trocknen von z.B. Gasen oder als Trocken-

208 mittel (Wasserentzug) für organische —• Lösungsmittel verwendet. SE

Calciumhypochlorit (calcium hypochlorite) Calciumhypochlorit hat die chemische Formel Ca(OCl) 2 und war ein weitverbreitetes —• Bleichmittel für die —• Bleiche von Zellstoff (-> Sulfitzellstoff). Die Herstellung erfolgt durch Einleiten von —> Chlorgas (Cl 2 ) in - > Kalkmilch (Ca(OH) 2 ): 2 Ca(OH) 2 + 2 Cl 2 — Ca(OCl) 2 + CaCl 2 + 2 H 2 0 Das entstehende Produkt wird als —• Chlorkalk bezeichnet und besteht aus Calciumhypochlorit und Calciumhydroxid im Verhältnis 3:1. Es kommt als Pulver in den Handel und wird zum Bleichen, Desinfizieren und zur Desodorierung verwendet. Chlorkalk enthält 25 bis 36 % Aktivchlor. Die mit der Verwendung von Chlorkalk verbundenen Verkrustungsprobleme durch sich abscheidende Calciumsalze und der geringe Gehalt an Aktivchlor in diesen —» Bleichlösungen haben dazu geführt, dass Chlorkalk heute fast vollständig durch —> Natriumhypochlorit ersetzt worden ist. FI

Calciumoxid (calcium oxide) —> Gebrannter Kalk

portanlagen (z.B. Rollentransportanlagen) und Lagersystemen (z.B. —• Hochregallager). Einzelne Betriebsmittel können zu flexiblen Fertigungszellen oder Fertigungssystemen zusammengefasst werden. Steuerung (bei der Papierherstellung —> Prozesssteuerung) und Überwachung erfolgen über DNC-Prozessrechner (Zellenrechner) und —• Prozessbzw. Leitrechner. Da es sich bei der Papierherstellung um einen Prozess handelt, wird vom —> Prozessleitsystem und nicht vom rechnerunterstützten Fertigen gesprochen. C A M ist ein wesentlicher Baustein rechnerintegrierter Produktherstellung (—• CIM, Computer Integrated Manufacturing) bzw. einer rechnerintegrierten Fabrik (CAI, Computer Assisted Industry). VO

Canadian Standard Freeness- (CSF-) Wert (Canadian Standard Freeness, CSF) Bei der Canadian Standard Freeness handelt es sich um eine im Labor bestimmbare Entwässerungskenngröße, die das —•Entwässerungsverhalten einer Faserstoffsuspension beschreibt. Anhand des Entwässerungsverhaltens kann auf den Faserstoffzustand (—• Mahlung) und somit auf die zu erwartenden Papiereigenschaften (Festigkeitseigenschaften) geschlossen werden. 2 genormte Prüfmethoden stehen zur Bestimmung des Entwässerungsverhaltens zur Verfügung: I • •

CAM (Computer Aided Manufacturing , CAM) Der Einsatz von DatenverarbeitungsSystemen (DV-Systemen) zur technischen Steuerung und Überwachung der Betriebsmittel bei der Herstellung von Bauteilen und Baugruppen wird mit C A M bezeichnet. Dies bezieht sich auf die direkte Steuerung von Arbeitsmaschinen, verfahrenstechnischen Anlagen (z.B. Papiermaschine), Handhabungseinrichtungen (z.B. Prüf- und Messeinrichtungen, Roboter, Greifer) sowie Trans-

das Schopper-Riegler-Verfahren (—• Schopper-Riegler-Wert) das Canadian Standard Freeness-Verfahren.

Beide Verfahren unterscheiden sich in ihren Randbedingungen (z.B. Geräteausführung mit Sieb- und Abflussrohr-Abmessungen, Stoffeintrag) und liefern unterschiedliche Ergebnisse, die sich nicht direkt vergleichen lassen. Ein näherungsweiser Vergleich der mit beiden Verfahren erzielten Meßwerte ist mithilfe von in der Literatur veröffentlichten Nomogrammen bzw. Tabellen (z.B. TAPPI TIS 0809-01) möglich. Das Prinzip der beiden Verfahren besteht darin, dass ein be-

209 stimmtes Volumen einer Fasersuspension mit bekannter —• Stoffdichte auf ein —• Sieb bzw. eine Siebplatte gegeben wird. Es bildet sich ein Faservlies, durch das das Wasser der Fasersuspension fließen muss. Das abfließende Wasser wird durch 2 Ausflussrohre geteilt, wobei die Wassermenge des seitlichen Ausflussrohrs zur Messwertbestimmung herangezogen wird. Das Verfahren zur Bestimmung des CSFWerts ist in ISO 5267 - 2 genormt. Der CSFWert ist als die Wassermenge in [ml] definiert, die bei einer Prüfung der Entwässerungsfähigkeit mit dem CSF-Test aus dem seitlichen Ausflussrohr des Geräts fließt. Je höher der CSF-Wert ist, desto schneller entwässert die geprüfte Fasersuspension. Mit zunehmender Mahlung eines Faserstoffs nimmt der CSF-Wert ab.

Entlüftungsventil

. Deckel

Füllkammer Siebplatte P y - Deckel Trichter

Spritzschutz seitliches Ausflußrohr

Stöpsel untere Ausflußöffnung

Canadian Standard Freeness-Prüfgerät

Der CSF-Tester (Abb.) besteht aus einer Füllkammer, an deren Boden sich eine runde Siebplatte mit dicht nebeneinander liegenden Öffnungen (Durchmesser: 0,5 mm) befindet. Die Siebplatte kann von unten mit einem Deckel verschlossen werden. Unterhalb der Füllkammer mit Siebplatte sitzt ein Trichter. Der Trichter, in den während der Prüfung das abfließende Wasser läuft, ist am unteren Ende mit einer Ausflussöffnung (Durchmes-

ser: 3,05 mm) und seitlich mit einem Ausflussrohr (Durchmesser: 13 mm) ausgerüstet. Ein abnehmbarer Spritzschutz ist im Trichter angebracht, um ein direktes Eintreten von Spritzern in das seitliche Ausflussrohr während der Prüfung zu verhindern. Weiterhin ist ein Stöpsel im unteren Bereich des Trichters angebracht, um eine Kalibrierung der Wassermenge, die zwischen dem seitlichen Ausflussrohr und der unteren Ausflussöffnung stehen kann, zu ermöglichen. Es wird eine 0,3 %ige —> Fasersuspension mit deionisiertem Wasser hergestellt, die eine Temperatur von 20 °C besitzt. Für die Durchführung des CSF-Tests werden 1 000 ml dieser Faserstoffsuspension benötigt. Der obere Deckel des Prüfgeräts wird geöffnet, die Suspension eingefüllt, der Deckel und das Entlüftungsventil geschlossen und der untere Deckel, geöffnet. Nach einer Beruhigungszeit von 5 s wird das Entlüftungsventil geöffnet, so dass der Entwässerungsvorgang beginnen kann. Bei der Entwässerung bildet sich auf der Siebplatte ein Faservlies, durch das das Wasser fließen muss. Das vom Faservlies ablaufende Wasser wird vom Trichter aufgefangen und kann durch die untere Ausflussöffnung abfließen. Entwässert das sich bildende Faservlies sehr schnell, staut sich abfließendes Wasser im Trichter, da die untere Ausflussöffnung nur ein genau definiertes Durchsatzvolumen zulässt. Das sich stauende Wasser kann jedoch durch das seitliche Ausflussrohr abfließen. Bei einem langsam entwässernden Faserstoff dagegen ist das Wasservolumen, das pro Zeiteinheit abfließt, so gering, daß der größte Teil des Wassers durch die untere Ausflussöffnung abfließen kann. Das aus dem Ausflussrohr strömende Wasser wird mit Messbechern aufgefangen. Sobald kein Wasser mehr aus dem seitlichen Ausflussrohr fließt, wird das Gesamtvolumen des aufgefangenen Wassers bestimmt. Dieses Volumen in [ml] stellt den CSF-Wert dar. Ein niedriger CSF-Wert (z.B. 50 ml) entspricht z.B. bei —• Holzstoff einem hohen Schopper-RieglerWert (z.B. 75 SR). Ungemahlener —> Zellstoff (15 SR) entspricht einem CSFWert zwischen 525 und 650 ml. WS

210 Cantilever-Siebpartie (cantilever wire section) Cantilever (freitragender Arm) ist eine Vorrichtung in der Papiermaschine, mit deren Hilfe das einfache und schnelle Einlegen eines —> Siebes in die —> Siebpartie einer Papiermaschine beim verschleiß- oder schadensbedingten Siebwechsel durchgeführt wird. Dabei kragt die Siebpartie, auf ihren triebseitigen Stützen (—• Triebseite) stehend, zur —• Führerseite hin so aus, dass das neue endlose Sieb in einem Zug über alle „im Sieb" befindlichen Teile (—• Brustwalze, —> Registerwalzen bzw. —• Siebtisch, —• Foilkästen, —• Flachsauger, —> Siebsaugwalze, Siebantriebswalze und innenliegende —• Siebleitwalzen mit Schabern und —> Spritzrohren) gestülpt werden kann. Siebwechsel, selbst bei sehr breiten Papiermaschinen, dauern damit bei entsprechender Vorbereitung während noch laufender Papiermaschine nicht länger als etwa eine Stunde. Der Siebwechsel vollzieht sich in folgenden Schritten (Abb.): •

•

Brustwalze (A) und Siebleit-/Spannwalzen (B, C) werden nach unten bzw. oben abgeschwenkt, was ein lockeres Siebeinziehen ermöglicht. In der fuhrerseitigen Stütze ist im Fußstück (E) ein hydraulisch nach oben gegen (F) ausfahrbarer Stützkolben angeordnet. Dieser hebt (F) an, so dass das hufeisenförmige Zwischenstück (D) zur

Schnitt A-B

•

•

Führerseite hin herausgezogen werden kann. Der Stützkolben wird in (E) zurückgefahren; der Träger (G) stützt sich in (J) ab und wird durch (K) gehalten. Er trägt freikragend die Längsträger (H) der Siebpartie mit allen „im Sieb" befindlichen Teilen. Das Sieb ist einzugsbereit. Anschließend erfolgt der entsprechende Rückbau für die fuhrerseitige Stütze.

Dieses Cantileverprinzip ist bei allen Arten von Sieb -, aber auch —> Pressenpartien zur Erleichterung des Sieb- und Filzeinziehens in Anwendung. Aus dem Standard-Cantileverträger wurde der „Biegeträger" insbesondere für breite Papiermaschinen entwikkelt. KL

CAP (Computer Aided Planning, CAP) Der Einsatz von DatenverarbeitungsSystemen (DV-Systemen) zur Erzeugung von Teilefertigungs- und Montageanweisungen wird mit CAP bezeichnet. Hierbei handelt es sich im Wesentlichen um die rechnerunterstützte Planung der Arbeitsvorgänge und deren Reihenfolge, die Auswahl der Verfahren (z.B. Schweißen, Gießen) und Betriebsmittel (z.B. Transportmittel, Fräsmaschinen) zur Erzeugung der Objekte (z.B. Maschinenbett) sowie die Erstellung von Daten für die Steuerung der Betriebsmittel. Niedergelegt werden deren Informationen in Arbeitsplänen und Speichermedien. Unterschieden wird zwischen Fertigungsund Montageplänen. CAP ist ein Baustein für eine rechnerintegrierte Produktherstellung (—> CIM, Computer Integrated Manufacturing) bzw. eine rechnerintegrierte Fabrik (CAI, Computer Assisted Industry), der im Maschinenbau verstärkt eingesetzt wird. VO

211 Die Alkalicellulose wird anschließend mit

CAQ

(Computer Aided Quality Assurance, CAQ) Monochloressigsäure bzw. deren Natriumsalz

Der Einsatz von Datenverarbeitungs-Systemen (DV-Systemen) für Aufgaben der Planung und Durchführung der Qualitätssicherung wird mit CAQ bezeichnet. Der Begriff Qualität wird dabei auf den gesamten Lebenszyklus eines Produkts angewandt. Die Produktqualität wird sowohl durch die Qualität der Vorgänge bei der Produktherstellung (z.B. —• Leimung, —> Streichen, —> Satinieren, —> Drucken) als auch durch die Qualität der Hilfs- und Rohstoffe (z.B. —• Altpapierstoff, —> Pigmente) gesichert. Die Anwendung von DV-Systemen umfasst sowohl die Erstellung von Prüfplänen, Prüfprogrammen sowie die Kontrollwerte und deren Überwachung mit den Prüfverfahren als auch den Vergleich von Konstruktionslösungen (z.B. im Maschinenbau) mit den in der Anforderungsliste gegebenen Vorgaben. CAQ ist ein Baustein für eine rechnerintegrierte Produktherstellung (—> CIM, Computer Integrated Manufacturing) bzw. eine rechnerintegrierte Fabrik (CAI, Computer Assisted Industry). VO

Carboxymethylcellulose (carboxymethyl

cellulose)

Als Carboxymethylcellulose (CMC) wird das Natriumsalz des Glykolsäureethers der —• Cellulose bezeichnet (Abb.). CMC wurde 1912 erstmals beschrieben. Zur Herstellung von CMC wird Cellulose zunächst mit —> Natronlauge in —> Alkalicellulose übergeführt:

zu CMC umgesetzt: [C6H702(0H)20TSia+]n + η Cl-CH2-COO"Na+ -> [C6H702(0H)20CH2C0Cr Na + ] n + η NaCl Als Nebenprodukt entsteht Kochsalz (NaCl). Handelsübliches technisches CMC enthält als Nebenbestandteile Kochsalz und Natriumglykolat sowie Natriumdiglykolat. Der Mengenanteil dieser Nebenprodukte ist abhängig vom Veretherungsgrad und dem angestrebten —• Substitutionsgrad. Handelsübliche CMC ist ein farbloses Pulver oder Granulat und wird in einem weiten Bereich von Lösungsviskositäten angeboten. CMC ist gut löslich in Wasser und unlöslich in organischen —• Lösemitteln. CMC hat gute Filmbildungseigenschaften und ist der weltweit am häufigsten eingesetzte —> Cobinder in —> Streichfarben. Die Anwendungsmengen sind relativ gering (meist unter 1 %, bezogen auf —• Pigment). Der Einfluss auf das Wasserretentionsvermögen der Streichfarbe ist sehr positiv. Der Substitutionsgrad von CMC für den Einsatz in Streichfarben liegt im Bereich von 0,6 bis 0,9. CMC ist auch ein sehr guter Akzeptor für —• optische Aufheller. Der negative Einfluss auf die Wasserfestigkeit des —> Strichs lässt sich durch Einsatz geeigneter —> Vernetzungsmittel (z.B. —• Epichlorhydrinharze, —> Glyoxal oder Zirkoniumcarbonat) kompensieren. CMC wird auch in der Masse als Festigkeitshilfsmittel (—• Trockenverfestiger) eingesetzt. Vor allem bei der Herstellung von —• Etikettenpapier dient CMC als Hydrokolloid zur Verbesserung der Vernetzungswirkung von —• Nassfestmitteln. GZ

[C6H702(0H)3]n + η NaOH — [C 6 H 7 0 2 (0H)2Cr Na + ] n + η H 2 0 CH2OCH2COO ~Na+

CH2OCH2COO"Na+ CH2OCH2COO ~Na+ Chemische Konstitution von CMC (Substitutionsgrad: 0,75)

OH

212 Casein

Cellulosepulver mit einem Durchmesser von

(casein)

20 bis 30 μιη.

PA

—• Kasein CD CB-Papier

(cross direction , cross machine direction)

(cb paper)

—> Querrichtung (einer Papierbahn)

Das CB-Papier ist das auf der Unterseite gestrichene oberste Blatt eines —> Selbstdurchschreibepapier-Satzes (engl.: cb = coated back). Die flächenbezogene Masse beträgt 50 bis 110 g/m2, bevorzugt um 55 g/m2. Das —•holzfreie —* Rohpapier enthält eine Mischung aus —• Lang- und —> Kurzfaserzellstoffen, um einen Kompromiss aus Festigkeit und guter —> Formation zu erreichen. Das CB-Strichgewicht liegt bei 4 bis 8 g/m2. Die —• Streichfarbe enthält neben üblichen Bestandteilen, wie —> Bindemittel, Rheologiehilfsmitteln und farbgebenden Komponenten, —• Mikrokapseln mit einem Durchmesser um 5 μιη. Die Herstellung der Mikrokapseln erfolgt aus einer Öl-in-WasserEmulsion und Härtung der Tröpfchenphasengrenze. Die wässrige Phase enthält das Wandmaterial, das üblicherweise aus —> Gelatine, —• Melaminharzen oder Polyisocyanaten besteht. Die Ölphase wird aus einem oder mehreren hochsiedenden Lösemitteln in Europa wird häufig —> Diisopropylnaphtalin (DIPN) verwendet - und verschiedenen Farbstoffvorläufern (Leukofarbstoffen) gebildet. Die Leukofarbstoffe sind annähernd farblos. Durch Reaktion mit einem Akzeptor (—• CF-Papier) erfolgt die Farbentwicklung, z.B. durch Öffnen eines Laktonrings. Kapselwand und -große müssen so eingestellt werden, dass bei Mehrfachsätzen auch das unterste Blatt eines Durchschreibesatzes eine ausreichende Durchschriftsintensität unter Einwirkung mechanischen Drucks ergibt, aber eine vorzeitige Freisetzung des Kapselinhalts schon bei der Verarbeitung (z.B. beim Rollenschneiden in der Papierfabrik oder beim Druckprozess) weitgehend vermieden wird. Zum Schutz der Kapseln vor der bestimmungsgemäßen Beschriftung werden deshalb im CB-Strich Abstandshalter eingesetzt. Dabei handelt es sich meist um kalibrierte Stärkekörner (—> Stärke) oder

Celite (celite)

Celite ist ein hochwertiger —> Füllstoff aus —• Kieselgur (Diatomeen-Kieselerde), der früher in der Papierherstellung eingesetzt wurde. NE

Celloidin (celloidine)

Celloidin ist eine getrocknete Collodiumlösung, die aus Cellulosetetranitrat (—> Nitrocellulose) besteht und zur Beschichtung von Auskopierpapier (—> Celloidinpapier) verwendet wird. NE

Celloidinpapier (celloidine paper)

Cellodinpapier ist ein Auskopierpapier mit einer Schicht aus —•Celloidin (—•Auskopierverfahren). NE

Cellulose (cellulose)

Cellulose ist die am häufigsten vorkommende organische Verbindung der —> Biosphäre. Sie wird durch Organismen nach folgender Bruttogleichung aus —• Kohlendioxid (C0 2 ) und Wasser unter Freisetzung von —> Sauerstoff (0 2 ) gebildet: 6 C0 2 + 10 H 2 0 + Energie -> 2 C 6 H 10 O 5 + 3 0 2 Die dazu notwendige Energie gewinnen die Pflanzen durch Absorption von Sonnenlicht (—• Fotosynthese). Die zunächst gebildete aktivierte Form von —> Glucose wird in den Pflanzenzellwänden mithilfe des —> Enzyms

213 Cellulosesynthetase zum Makromolekül der Cellulose kondensiert. Man findet Cellulose in den meisten Pflanzen, in denen sie den wichtigsten Bestandteil der ausdauernden Gewebe darstellt. Es gibt auch —• Bakterien und Algen, die Cellulose bilden. Cellulose ist das isotaktische ß-1,4Polyacetal der Cellobiose. Die Summenformel ist ( C 6 H i o 0 5 ) D p .

sehe Messungen an Lösungen bestimmt werden. Am häufigsten werden Viskositätsmessungen zur Bestimmung des DP herangezogen (—• Grenzviskositätszahl) (Tab.). In Lösung liegt Cellulose in Form molekularer Knäuel vor, in festem Zustand wechseln kristalline Regionen mit solchen geringer Ordnung (amorphe Regionen) ab. Native Cellulose bildet pseudomonokline Elemen-

Cell obi ose-Einheit CH2OH OH

•

Strukturformel des Cellulosemoleküls

Für den —• Polymerisationsgrad (DP) wird nicht, wie eigentlich korrekt, die Anzahl der Cellobioseeinheiten, sondern die Anzahl der Ringe (Anhydroglucose-Einheit; engl.: anhydroglucose unit AGU) angegeben. Der Polymerisationsgrad nativer Cellulosen ist sehr unterschiedlich. Cellulose DP [Zahlenmittel P n ] Baumwolle roh 7 000 Baumwolle gereinigt 300 - 1 500 Flachs 8 000 Ramie 6 500 Fichtenzellstoff 3 300 Buchenzellstoff 3 050 Bakterien 2 700 Acetobacter 600 Durchschnittlicher Polymerisationsgrad (DP) von Cellulose unterschiedlichen Ursprungs

Cellulose bildet unverzweigte Ketten mit einer geringen Anzahl von Fremdgruppen innerhalb der Ketten, zumeist entstanden durch chemische Reaktionen (—• Hydrolyse, Oxidation) während der Isolierung: in HolzZellstoff etwa 1 COOH-Gruppe alle 100 bis 1000 Anhydroglucose-Einheiten (AGU), in Baumwolle alle 100 bis 500 AGU. Der durchschnittliche Polymerisationsgrad von Cellulose kann durch verschiedene physikali-

tarzellen, an deren Aufbau ein zentraler Cellulose-Strang und in den Kanten 4 weitere Cellulose-Stränge beteiligt sind. Wasserstoffbrücken (Η-Brücken) verhindern die freie Drehbarkeit und bedingen eine relativ große Starrheit. Diese Fähigkeit zur H-BrückenBildung bedingt die steife, geradkettige Natur der Cellulosemoleküle. Den natürlichen Cellulosefasern liegt als Basis die —• Elementarfibrille, die mit dem Elektronenmikroskop sichtbar ist, zugrunde. Mehrere Elementarfibrillen bilden —> Mikrofibrillen und diese Makrofibrillen. Die kristallinen Bereiche können in verschiedenen Modifikationen auftreten: • • •

•

Cellulose I in der nativen Cellulose Cellulose II in aus Lösung regenerierter Cellulose Cellulose III nach einer Behandlung der nativen Cellulose in flüssigem —> Ammoniak Cellulose IV, die bei Erhitzen von Cellulose II oder III oder beim Ausfällen aus heißen Lösungen entsteht.

Cellulose adsorbiert 8 bis 14 % Wasser, ist unlöslich in Wasser oder verdünnten Säuren. In alkalischer Lösung quillt Cellulose stark auf und die kurzkettigen Anteile mit DP < 200 gehen in Lösung (—• Alphacellulose).

214 Cellulose löst sich in verschiedenen Lösungen von Schwermetallsalzen, die Ammoniak oder aliphatische Di- oder Triamine enthalten (Schweizers Reagenz oder Cuoxam (C11/NH3), Cuen (Cu/Ethylendiamin), Nitren (Ni/Diethylentriamin). Cellulose schmilzt nicht, sondern zersetzt sich unter Sauerstoffausschluss bei Temperaturen > 200° C unter Verkohlung. Mit —• Chlor und Zinkjodid verfärbt Cellulose sich blauviolett. Cellulose wird aus Pflanzenmaterialien durch selektives Entfernen der nichtcellulosischen Bestandteile gewonnen (—• Aufschlussverfahren, —• Bleiche, Veredelung). Die reinste Form erzeugt man aus —• Baumwolle und —> Baumwoll-Linters. In —> Chemiezellstoffen liegen technisch reine Produkte vor.

Cellulosederivate (cellulose derivatives)

Als Cellulosederivate werden allgemein durch polymeranaloge Reaktionen chemisch modifizierte —» Cellulosen bezeichnet. Sie umfassen sowohl Produkte, bei denen ausschliesslich die Hydroxylwasserstoff-Atome der Anhydroglucose-Einheiten der Cellulose durch organische oder anorganische Gruppen substituiert sind, als auch solche, in denen formal ein Austausch der gesamten Hydroxyl-Gruppen erfolgt ist (z.B. Desoxycellulosen). Allgemeine Strukturformel von Cellulosederivaten:

Literatur: Römpp Lexikon Chemie. Stuttgart, New York: Georg Thieme Verlag, 1996 GU

Celluloseacetat (cellulose acetate)

Unter einem Celluloseacetat versteht man einen —• Celluloseester, bei dem die Hydroxylgruppen der —> Cellulose ganz oder teilweise durch Acetylgruppen ersetzt sind. Je nach —• Substitutionsgrad (DS) unterscheidet man zwischen Mono-, Di- oder Triacetat. Celluloseacetat mit einem DS von ca. 2,5 ist besonders gut löslich in Aceton. Solche Lösungen werden zur Herstellung von Spinnlösungen verwendet, aus denen im Trockenspinnnverfahren Celluloseacetatfasern oder -folien erzeugt werden. Fasern werden für Textilien und vor allem Zigarettenfilter sowie als Rohstoff für Folien, Filmträger, Schreib- und Kaschierfolien verwendet. Celluloseacetate mit höherem Substitutionsgrad (> 2,5) sind thermoplastisch. Diese Eigenschaft wird bei der Verwendung für Beschichtungen thermoempfindlicher Durchschreibepapiere (—• Telefaxpapier) ausgenutzt. GU

DS = DP =

—• Substitutionsgrad Durchschnittlicher —• Polymerisationsgrad

Auch Produkte, die unter intramolekularer Wasserabspaltung (Anhydrocellulosen), Oxidationsreaktionen (Aldehyd-, Keto- und Carboxycellulosen) oder Spaltung der C2-, C3Kohlenstoff-Bindung der AnhydroglucoseEinheiten (—> Glucose) anfallen (Dialdehydund Dicarboxycellulosen), werden zu den Cellulosederivaten gerechnet. Cellulosederivate sind schließlich auch durch Reaktionen, wie Vernetzungs- oder —> Pfropfpolymerisations-Reaktionen, zugänglich. Da für alle diese Reaktionen z.T. eine Vielzahl von Reagenzien eingesetzt und zusätzlich die Substitutions- und Polymerisationsgrade der anfallenden Cellulosederivate variiert werden können, ist eine umfangreiche Palette von löslichen und unlöslichen Cellulosederivaten mit stark differierenden Eigenschaften bekannt.

215 Cellulose umgesetzt mit Alkali-Hydroxid Alkalimetall + NH 3 flüssig Anorganische Säure Alkali + CS2 Organische Säure Alkali + Alkylhalogenid Alkali + Alkylenoxid Alkali + Vinylverbindung Metallkomplex Vinyl-Monomer

Produkt Alkalicellulose Cellulosat Celluloseester Cellulosethioester

Beispiel Natroncellulose Na-Cellulosat Cellulosenitrat Na-Cellulosexanthogenat (Viskose) Celluloseester Celluloseacetat Cellulosealkylether Methylcellulose Cellulosehydroxyalkylether Hydroxyethylcellulose Substituierte Ethylcellulose Cyanethylcellulose Cellulose-Metallkomplex Cellulose-Cuoxamkomplex Cellulose-Pfropfcopolymer Polyacrylnitrilcellulose

Produkte der Cellulosederivatisierung und dazu eingesetzte Reagenzien

Industriell produzierte Cellulosederivate sind —• Celluloseester (R= organischer und/oder anorganischer Säure-Rest) bzw. —• Celluloseether (R= Alkyl- oder AralkylGruppe, vgl. Strukturformel). Die Tabelle gibt eine Übersicht der Gruppen von üblichen Cellulosederivaten und die zu ihrer Herstellung benutzten Reagenzien. Die verschiedenen Cellulosederivate werden bei den einzelnen Stichwörtern abgehandelt.

Vertreter der anorganischen Celluloseester ist das Cellulosenitrat, das vor allem als Lackrohstoff und fur Beschichtungen metallischer Oberflächen Verwendung findet. Der bedeutendste organische Celluloseester ist —> Celluloseacetat, das zu Zigarettenfilterfasern, Fotofilmen und thermoplastischen Massen (—• Thermoplaste) verarbeitet wird. GU

Literatur: Römpp Lexikon Chemie. Stuttgart, New York: Georg Thieme Verlag, 1996 GU

Celluloseether sind —• Cellulosederivate mit R = Alkyl, Aryl, Carboxyalkyl oder Hydroxyalkyl. Es sind die einzigen wasserlöslichen Cellulosederivate. Sie werden als Verdicker, Wasserbindemittel, —• Emulgatoren und —> Klebstoffe eingesetzt. Zu den wichtigsten Celluloseether zählen —> Methylcellulose (MC; R = CH3), Hydroxyethylcellulose (HEC; R = CH2CH2OH) und das anionische Derivat —> Carboxymethylcellulose (CMC; R = CH2COOH). Zu den kationischen Celluloseethern gehört die Ammoniumglycidylcellulose (R = CH2CHOHCH2N+(CH3)3). Etwa 7 % der —• Chemiezellstoffe werden mit steigender Tendenz für die Herstellung von Celluloseethern herangezogen. Besondere Qualitätsanforderungen an einen Zellstoff zur Herstellung von Celluloseethern: Weißgrad > 88 %; R 1 8 > 92 %; R 1 0 > 90 %; DP 700 bis 4 500 (DP Polymerisationsgrad; Rig in 18 %iger —»Natronlauge unlöslicher Anteil in Prozent). GU

Celluloseether (cellulose ether)

Celluloseester (cellulose ester)

Celluloseester sind —> Cellulosederivate mit R = Rest einer organischen oder anorganischen —> Säure. Die Veresterung der —> Cellulose erfolgt unter Einwirkung einer Säure unter Entfernung des freiwerdenden Reaktionswassers oder durch Reaktion mit einem Säurehalogenid (z.B. Acetylchlorid) oder -anhydrid (z.B. Essigsäureanhydrid). An die Ausgangscellulose werden sehr hohe Anforderungen gestellt, die praktisch nur von —• Vorhydrolyse- —• Sulfatzellstoffen aus —» Nadelholz erfüllt werden können. Etwa ein Viertel der Produktion von —• Chemiezellstoff wird zur Herstellung von Celluloseestern verwendet. Der wichtigste

216 Cellulosexanthogenat (cellulose xanthate)

Cellulosexanthogenat (Strukturformel —• Cellulosederivate mit R= CS-S-Na+), auch Cellulosexanthat genannt, ist ein anorganischer —• Celluloseester, der bei der Herstellung von Cellophan, Kunstseide oder RegeneratCellulose als nichtisoliertes Zwischenprodukt bei der Einwirkung von Schwefelkohlenstoff auf —> Alkalicellulose anfällt. Man tränkt Zellstoff (meist —> Sulfitzellstoff oder —> Vorhydrolyse- —> Sulfatzellstoff) zunächst in 18 bis 22 %iger —> Natronlauge, wobei Alkalicellulose entsteht und die —• Polyosen in Lösung gehen. Die Alkalicellulose lässt man einige Tage liegen (reifen). Dabei tritt durch —> Hydrolyse und oxidativen Abbau eine Verringerung des —• Polymerisationsgrads ein, und es wird eine gleichmässigere Verteilung der Xanthogenatgruppen entlang der Cellulosekette erreicht. Danach setzt man die gereifte Natroncellulose mit Schwefelkohlenstoff um. Die dabei entstehende orangegelbe, zähe Masse von Cellulosexanthogenat wird als Viskose bezeichnet. Aus der verdünnten Viskose wird die Cellulose durch Fällen in Säurebädern unter quantitativer Abspaltung der XanthogenatGruppen in Form von Fäden (—• Reyon) oder Folien (Cellophan) regeneriert. GU

CEPAC ist nach dem Zusammenschluss mit —> EPI (European Paper Institute, Paris) in —• CEPI, Brüssel, aufgegangen. FA

CEPI Confederation of the European Pulp and Paper Industries , Brüssel.

Vereinigung der europäischen Zellstoff- und Papierindustrie. Die Vereinigung der europäischen Zellstoffund Papierindustrie ist 1992 aus dem Zusammenschluss von —> CEPAC und —> EPI hervorgegangen und repräsentiert - nach Stand von 1998 - 15 nationale Papier- und Zellstoffverbände (12 Mitglieder der Europäischen Union, Norwegen, Schweiz sowie die Tschechische Republik als assoziiertes Mitglied). Die wesentliche Aufgabe der CEPI besteht in der Interessenvertretung der europäischen Zellstoff- und Papierindustrie gegenüber Institutionen der Europäischen Union (EU). Die Betreuung und Beratung der Mitglieder umfasst die Information über relevante EUGesetze und Initiativen auf den Gebieten der Industrie-, Finanz- und Umweltpolitik. Eine themenbezogenen Zusammenarbeit erfolgt in 4 Ausschüssen (Forst und Holz, Recycling, Umwelt, Öffentlichkeitsarbeit). FA

CF-Papier CEPAC

(cf paper) Confédération Européenne de Γ Industrie Das CF-Papier bildet das unterste Blatt eides Pâtes, des Papiers et Cartons , Brüssel nes —> Selbstdurchschreibepapier-Satzes. CF

Europäische Vereinigung der Zellstoff-, Papier- und Kartonindustrie. 1963 als Dachverband der nationalen Verbände der Zellstoff- und Papierindustrie in der Europäischen Gemeinschaft in Brüssel gegründet. Aufgabe der CEPAC war die Wahrung der Interessen der Zellstoff- und Papierindustrie bei den Institutionen der Europäischen Union, wie der EU-Kommission in Brüssel und dem Europarat in Straßburg, sowie die Zusammenarbeit nach innen und außen in Fragen des Umweltschutzes, der Rohstoffpolitik und der Forschung.

(engl.: coated front) bedeutet, dass die Oberseite des Blatts mit einer Empfängerschicht versehen ist. Die Empfängerschicht besteht aus üblichen —• Bindemitteln, —• Pigmenten und Hilfsstoffen sowie einem speziellen Akzeptor. Der Akzeptor ist eine Lewis-Säure, die den FarbstoffVorläufer aus den Kapseln (—> Mikrokapseln) der darüber liegenden Schicht (—• CB-Papier) in den eigentlichen Farbstoff umwandelt. Als Akzeptoren werden Phenolharze (USA, Japan), sauer aktivierte —• Kaoline (Europa) sowie Salizylsäurederivate verwendet. Die flächenbezogene Masse liegt zwischen 50 und 240 g/m2, die Auf-

217 tragsgewichte des tig 5 bis 10 g/m2.

Strichs betragen einseiPA

CFB-Papier (cfb paper)

Beim CFB-Papier handelt es sich um die mittleren Blätter eines —> Selbstdurchschreibepapier-Satzes. Die aus dem Englischen stammende Abkürzung CFB (coated front and back) deutet darauf hin, dass dieses —> holzfreie Papier beidseitig gestrichen ist (—> Streichen). Die Oberseite ist mit einer Empfängerschicht versehen, um die Farbstoffvorläufer des darüber liegenden Blatts (—> CB-Papier) aufzunehmen und zu entwickeln. Die Unterseite ist mit einer Kapselschicht gestrichen, deren Inhalt auf der oben liegenden Akzeptorschicht des darunter liegenden Blatts (—• CB-Papier) zur Durchschrift entwickelt wird. Die flächenbezogene Masse bewegt sich zwischen 45 und 120 g/m2, überwiegend bei ca. 50 g/m2. Zu hohe Flächenmassen verringern die manuelle oder mechanische Druckeinwirkung auf das letzte Blatt des Durchschreibesatzes, so dass die Durchschreibeintensität nicht ausreichend ist. Eine niedrige flächenbezogene Masse birgt die Gefahr, dass unverkapselter Leukofarbstoff von der Oberseite auf die akzeptorhaltige Unterseite migriert und so eine ungewollte vorzeitige Farbbildung (Verschwärzung) auftritt. PA

weise vorgestrichene Papier- oder Kartonbahn aufgebracht. Die Bahn wird vorgetrocknet und anschließend durch eine gummierte Gegenwalze mit der gestrichenen Seite gegen einen verchromten und hochglanzpolierten —• Trockenzylinder (2,8 bis 3,5 m Durchmesser) gepresst, so dass sich die spiegelblanke Oberfläche des Zylinders auf dem —• Strich abbildet. Abhängig von der aufgetragenen Streichfarbenmenge pro Flächeneinheit und damit von der zu verdampfenden Wassermenge sowie der Dichtigkeit der Papier- oder Kartonbahn, können mit diesem Verfahren nur Arbeitsgeschwindigkeiten von etwa 10 bis 70 m/min erreicht werden. Die Schwierigkeiten des Verfahrens liegen in der Forderung nach extremer Sauberkeit und in der Gefahr des Haftenbleibens von Strichteilchen an der heißen Oberfläche des Zylindermantels. Dem versucht man durch Polieren des Zylinders mithilfe von Schwabbelscheiben und Polierpasten entgegenzuwirken. Das Champion-Verfahren bedarf einer Streichfarbe mit besonders fein dispergierten —» Pigmenten. Die Auftragsmenge beträgt 23 bis 32 g/m2 und wird in der Regel mit einer —> Auftragswalze oder einem Auftragsumpf dosiert und auf die oft einseitig glatte Papierbahn aufgetragen. Neueste Betriebsversuche haben gezeigt, dass bei entsprechender Vorbehandlung der Papierbahn

Anpresswalze mit Streichfarbensumpf Champion-Verfahren (Champion process)

1) Dieses —• Gussstreichverfahren wurde Anfang der 30er Jahre in den USA von der Firma Champion in Connecticut entwickelt und erzielt auch heute noch die besten Höchstglanzstriche. Dabei wird die dem gewünschten —• Auftragsgewicht entsprechende Menge einer besonders rezeptierten —> Streichfarbe auf eine teil-

beheizter Glättzylinder

Streichfarbenauftrag Schema des Champion-Gussstreichverfahrens

218 Bahn auch relativ geringe Auftragsgewichte einstellbar sind. So lassen sich bei einem vorgestrichenen Papier mit dem ChampionVerfahren Auftragsgewichte von unter 10 g/m2 realisieren. Das ist jedoch nur bei einer sehr glatten Oberfläche und nach wie vor bei einer Sumpfbildung im Auftragsspalt möglich (Abb.). In den Rezepturen für das ChampionVerfahren werden folgende Stoffe eingesetzt:

Die Champion Paper and Fiber Co. führte 2 wesentliche Konstruktionen ein. Zum einen wurde die Rakel von einem aus Stahlblech hergestellten Halter gefuhrt und von beiden Seiten angetrieben. Zum anderen wurde keine drahtumwickelte Rakel, sondern ein glatter Metallstab mit einem Durchmesser von 6 mm verwendet. WG

Changiereinrichtung •

•

• •

Pigmente: —• Kaolin —> Calciumcarbonat (gemahlen oder gefällt) —> Satinweiß —• Titandioxid —> Bariumsulfat Synthetische Bindemittel: Styrol-Butadien-Copolymere Acrylester-Copolymere Synthetische Verdicker Natürliche Bindemittel: —• Carboxymethylcellulose Stärke —> Kasein (zusammen mit Satinweiß) —» Proteine.

2) Zum Streichen von Karton wurde in den späten 30er Jahren das Champion-Verfahren von der Champion Paper and Fiber Co. in Oklahoma, USA, entwickelt. Das Verfahren wurde durch 2 Patente von Bradner aus dem Jahre 1941 geschützt. Bei diesem Verfahren wird die Streichfarbe mittels Walze aufgetragen und durch einen drahtumwickelten Stab (—• Rollrakel) egalisiert. Die Bahn wird ohne Gegenwalzen über die Auftrags- und Egalisiervorrichtung gefuhrt. Die Streichaggregate wurden durch die Entfernung von 2 oder 3 —• Trockenzylindern in der —> Trockenpartie von Kartonmaschinen untergebracht. Die Kartonbahn sollte einen Trockengehalt von 55 bis 60 % haben. Ein zweites —> Streichaggregat wurde dann in der gleichen Art und Weise in der Trockenpartie eingebaut, wenn der Karton einen Trockengehalt von 65 bis 70% hat. Ein drittes Streichaggregat wurde ebenfalls eingesetzt, konnte sich aber nicht durchsetzen.

(oscillating

unit)

Papier- oder Kartonbahnen weisen oft quer zur Bahnlaufrichtung Dickenunterschiede auf, die in —» Rollenschneidmaschinen zu —> Wickelfehlern wie Riegel oder Rillen in den —> Fertigrollen fuhren können. Um dies zu vermeiden, wird die —» Abrolleinrichtung an Rollenschneidmaschinen während des —> Abwickeins ständig in Achsrichtung hinund hergefahren, also changiert. Dadurch werden die Dickenunterschiede so gemischt, dass sie nicht mehr zu Wickelfehlern fuhren können. Die Changierbewegung setzt allerdings erst oberhalb einer bestimmten Geschwindigkeit der Rollenschneidmaschine ein, damit die Bahn nicht seitlich verläuft und eine Faltenbildung vermieden wird. Die Changierbewegung der Abrolleinrichtung wird entweder über Elektromotoren mit Spindeltrieb oder Hydraulikzylinder erzeugt. KT Chemiezellstoff (dissolving pulp)

Ein —• Zellstoff, der für eine chemische Weiterverarbeitung geeignet ist, wird als Chemiezellstoff bezeichnet. Die Weiterverarbeitung erfolgt entweder durch Derivatisierung (—> Cellulosederivate: überwiegend Herstellung von —• Celluloseethern und —• Celluloseestern) oder durch Lösen in einem besonderen Celluloselösungsmittel (daher die englische Bezeichnung dissolve = lösen). Charakteristisch für Chemiezellstoffe sind ein hoher Gehalt an —• Cellulose und ein sehr niedriger Gehalt an —• Lignin und —• Polyosen. Besonders reine Sorten, die sehr wenig nichtcellulosische Bestandteile ent-

219 halten, werden auch als Edelzellstoffe bezeichnet. Chemiezellstoffe werden vorwiegend durch Aufschluss von —• Holz, selten aus —> Einjahrespflanzen gewonnen. Für spezielle Anwendungen kommen —> BaumwollLinters in Frage. Zum Aufschluss von Holz werden sowohl Sulfitverfahren (mit Heißalkaliveredelung) als auch das —> Vorhydrolyse-Sulfatverfahren (gefolgt von einer Kaltalkaliveredelung) eingesetzt. Chemiezellstoffe machen nur etwa 5 % der gesamten Zellstoffproduktion aus, der übrige Anteil besteht aus Papierzellstoffen. An Chemiezellstoffe werden sehr hohe Reinheitsanforderungen gestellt. Zu den wichtigsten Qualitätskriterien gehören:

sistenz aufweisen. Dies kann durch Verwendung von Edelstahl oder Auskleidung mit Kunststoffen erreicht werden (siehe auch —> säurebeständig). Unter der Chemikalienbeständigkeit von —> Drucken versteht man die Laugenfestigkeit, Wasser-, Lösemittelsowie die Alkali-, Seifen- und Waschmittelechtheit. GZ

Chemikalienrückgewinnung (chemical recovery)

Die bei der Zellstoffherstellung anfallende —> Ablauge enthält neben —» Lignin, —> Hemicellulosen und akzessorischen Bestandteilen auch die umgesetzten Aufschlusschemikalien. Durch Eindampfung der —> Dünnlauge, Verbrennung der —• Dicklauge, Ab• Physikalische Merkmale: —• Blattdicke, scheidung und Aufarbeitung der Verbren—• Rohdichte, —> Weißgrad, —> Trocken- nungsrückstände werden die Aufschlusschemikalien zurückgewonnen und erneut zur gehalt • Morphologische Merkmale: —> Faser- —• Kochflüssigkeit aufbereitet. Dieser Gesamtablauf wird unter dem Begriff Chemikalänge, -dicke und -längenverteilung • Chemische Merkmale: —• Polymeri- lienrückgewinnung zusammengefasst. Die Chemikalienrückgewinnung bedarf in Absationsgrad, Verhornung hängigkeit vom eingesetzten Faserrohstoff, • Verunreinigungen: Polyosen-, Extrakt-, aber insbesondere vom angewandten —> AufCalcium-, —> Schwermetall- und Silischlussverfahren und den Aufschlusschemiciumdioxod-Gehalt. kalien ihre spezielle Verfahrenslösung. VerDie Bestimmung der einzelnen Qualitätskri- fahrensprinzip ist immer die Verbrennung der terien wird bei den entsprechenden Stich- Ablauge, meist als Primärregenerierung beworten besprochen. GU zeichnet, und Aufarbeitung der Verbrennungsprodukte zur neuen Kochflüssigkeit (Sekundärregenerierung) bei gleichzeitiger Wärmerückgewinnung aus der Verbrennung Chemikalienresistenz der organischen Inhaltsstoffe der Ablauge. (resistance to chemicals) Unter der Chemikalienresistenz eines Materials versteht man die Unveränderlichkeit der • Beim zwischenzeitig an Bedeutung veräußeren Eigenschaften (speziell von —• Farblorenen Calciumbisulfitverfahren ist nur stoffen) unter der Einwirkung von Chemikaeine Teilregenerierung des —> Schwefellien (z.B. —> Säuren, —• Laugen, Fette und dioxids aus dem —> Rauchgas möglich, Öle, —> Lösemittel, Oxidations- und Redukda bei der Laugenverbrennung das Caltionsmittel). ciumkation zu Calciumsulfat (—> Gips) Die Chemikalienresistenz von Papieren reagiert. kann durch Beschichtung mit Kunststoffen • Die Verbrennung der Ablauge des domioder Metallfolien oder durch Imprägnierung nierenden Magnesiumsulfitverfahrens verbessert werden. Auch Maschinenteile, die liefert —> Magnesiumoxid (MgO) im mit Chemikalien in direkten Kontakt komRauchgas und Schwefeldioxid (S02). men können (z.B. Säurebehälter oder RohrDas Magnesiumoxid wird zu Magneleitungen), müssen eine hohe Chemikalienresiumoxidhydrat (Mg(OH)2) hydratisiert:

220 Mg0 + H 2 0 - > M g ( 0 H ) 2 ,

•

•

•

Natriumkarbonat in Natriumhydroxid (—* Natronlauge) umgewandelt:

das man zur —> Rauchgaswäsche einsetzt und dabei mit Schwefeldioxid das Magnesiumbisulfit (Mg(HS03)2) bildet:

Na 2 C0 3 + Ca(OH)2

Mg(0H) 2 + Mg(HS0 3 ) 2 -> 2 MgS03 + 2 H 2 0 MgS0 3 + H 2 0 + S0 2 -> Mg(HS0 3 ) 2

Die danach durch Filtration erhaltene —• Weißlauge stellt die neue Aufschlusslösung dar. Das —> Calciumcarbonat wird im —> Drehrohrofen zurückgebrannt:

Die Ammoniumsulfitabiauge liefert bei der Verbrennung Schwefeldioxid im Rauchgas, das Ammoniumkation (NH3) wird zu Stickstoff und Wasser umgesetzt. Das Schwefeldioxid wird mit frischem —• Ammoniak aus dem Rauchgas zu Ammoniumbisulfit (NH 4 HS0 3 ) herausgewaschen:

CaC03

CaC03 + 2 NaOH

CaO + C0 2

Die Chemikalienrückgewinnung bei der Zellstoffherstellung ermöglicht eine weitgehende Kreislaufschließung und gleichzeitig die Schaffung eines Systems von Chemikalienschleusen zum Austrag von Ballaststoffen. Die Chemikalienrückgewinnung stellt einen ökonomischen Zwang fur die modernen ZellNH 3 + H 2 0 + S0 2 -> NH 4 HS0 3 stofferzeugungsprozesse hinsichtlich der Rückgewinnung der Aufschlusschemikalien Die verschiedenen Natriumsulfitablaugen liefern bei der Verbrennung eine und von Energie dar. Außerdem ist sie die Schmelze aus —• Natriumcarbonat wichtigste Voraussetzung zur Reinhaltung AR (Na 2 C0 3 ) und -> Natriumsulfid (Na2S), von Luft. die nach verschiedenen Verfahrenslösungen aufgearbeitet wird. Üblich ist es, aus der Schmelze mittels Kohlendioxid Chemische Abwasserbehandlung (C0 2 ) des Rauchgases —• Schwefel- (chemical waste water treatment) wasserstoff (H2S) freizusetzen: Die chemische Abwasserbehandlung (—• Abwasser) nutzt die Wirkung von chemischen Na2S + Na 2 C0 3 + C0 2 + H 2 0 Stoffen auf die Abwasserinhaltsstoffe zu de2 Na 2 C0 3 +H2S ren Zerstörung oder Elimination durch Fällung, Flockung oder Adsorption. Der Schwefelwasserstoff wird zu SchweSoweit ungelöste Stoffe gebildet werden feldioxid oxidiert, das zur Sulfitierung (Fällung, Flockung), müssen diese mechader Karbonatlösung eingesetzt wird: nisch entfernt werden. In diesen Fällen spricht man von chemisch-mechanischer Behandlung. In den meisten Fällen ist die che2 H 2 S + 30 2 -> 2 S0 2 + 2 H 2 0 mische Behandlung verbunden mit physikaliNa 2 S0 3 + C0 2 Na 2 C0 3 + S0 2 schen Vorgängen (wozu auch die mechani2 NaHC03 + S0 2 —> sche Trennung zu rechnen ist), weshalb man dann von physikalisch-chemischer BehandNa 2 S0 3 + H 2 0 + C0 2 lung spricht. Dies ist der übergeordnete BeBeim Sulfatverfahren bildet sich eben- griff, der die meisten Vorgänge der chemischen Behandlung umfasst. falls eine Schmelze aus Natriumcarbonat Die Zerstörung von Abwasserinhaltsstoffen und Natriumsulfid. Die Schmelze wird zur —> Grünlauge gelöst und mittels durch chemische Behandlung ist oft durch —> Kalkmilch kaustifiziert (—> Kausti- Oxidation möglich. Hierzu werden —• Ozon fizierung). Dabei wird das wasserlösliche oder —> Wasserstoffperoxid, auch in Verbin-

221 dung mit energiereicher Strahlung wie ultraviolettem Licht (—> UV-Licht) angewendet. Diese Gruppe von Behandlungsverfahren wird als radiative und oxidative Verfahren bezeichnet. Während die Flockung nur bereits ungelöste Feststoffpartikel zu größeren Aggregaten (Flocken) zusammenfasst, werden bei der Fällung gelöste Stoffe durch chemische Reaktion mit Chemikalien (z.B. —• Aluminiumsulfat) in ungelöste Stoffe umgewandelt, die dann, meist wiederum unter Zuhilfenahme der Flockung, mechanisch abgetrennt werden können, z.B. durch —• Sedimentation. Die chemische Abwasserbehandlung wird in der Zellstoff- und Papierindustrie hauptsächlich zur Vorbehandlung vor der biologischen Reinigung (besonders für Teilströme) oder zur weitergehenden Reinigung bereits biologisch gereinigter Abwässer herangezogen. MÖ

resultiert, beim biologischen Abbau auch CSB eliminiert (—> biologische Abbaubarkeit). Die analytische Bestimmung des CSB nach dieser Referenzmethode ist sehr zuverlässig und gut reproduzierbar. Auch mit verschiedenen vereinfachten Betriebsmethoden (Küvettentests) werden gute Ergebnisse erzielt. Der CSB ist ein Parameter des —> Abwasserabgabengesetzes und die Standardgröße zur Beschreibung der organischen Belastung eines Abwassers. MÖ

Chemische Aufschlussverfahren (chemical pulping)

—> Aufschlussverfahren

China Clay (china clay )

—> Kaolin Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB) (chemical oxygen demand , COD)

Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB) ist die theoretische Menge —> Sauerstoff, die zur chemischen Oxidation einer wässrigen Lösung (—»Abwasser, Testlösung) gebraucht wird. Die chemische Oxidation erfolgt nach genormten Bedingungen (DIN 38409 H 41) mit dem starken Oxidationsmittel Bichromat in stark schwefelsaurer Lösung. Der Oxidationsmittelbedarf wird in Sauerstoff umgerechnet und in der Einheit mg/1 O2 angegeben, obwohl Sauerstoff unter normalen Bedingungen nicht in der Lage wäre, die gleiche Oxidationswirkung zu erzielen. Der CSB ist, wie auch der —»BSB, eine Wirkgröße, die aber so verwendet wird, als würde sie Stoffmengen bezeichnen (Konzentration, Fracht). Wirkgrößen kennzeichnen aber nur die Auswirkungen (hier als Sauerstoffzehrung) von Stoffen unter bestimmten Bedingungen. Zunächst können die biologischen Vorgänge der Abwasserbehandlung nur zur Elimination (Abbau) von BSB führen. Dennoch wird in bestimmter Relation zum eliminierten BSB, die aus dem Verhältnis BSB : CSB der biologisch abgebauten Stoffe

Chinagras (china-grass)

—> Ramie

Chinaschilf (china reed)

(Miscanthus sinensis gigantheus) Chinaschilf, fälschlich auch Elefantengras genannt, wird von Stänger der Gruppe der Energiegräser zugerechnet. Es wächst bis zu 4 m hoch. Aus Kosten- und Qualitätsgründen hat es in Europa noch keinen Eingang in die Papiererzeugung gefunden. JU

Chlor (chlorine)

Chlor (Cl2) ist unter Normalbedingungen ein grüngelbes Gas mit stechendem Geruch. Chlor ist 2,5 mal schwerer als Luft. Es gehört zur Gruppe der Halogene. Chlor ist das elfhäufigste Element in der Erdkruste, sehr reaktionsfähig und kommt in der Natur nur gebunden vor. Chlor ist außerordentlich giftig. Die —> maximale Arbeitsplatzkonzentration

222 (MAK) beträgt 1,5 mg/m3. Schon beim Einatmen von Luft mit einem Chlorgehalt von 0,01 % können tödliche Vergiftungen eintreten. In Wasser ist Chlor bis zu einer Konzentration von 40 g/1 löslich (Chlorwasser). Chlor ist ein sehr reaktionsfähiges Element und wird in der —> Zellstoffbleiche verwendet, wo es in der ersten —• Bleichstufe einer —> Bleichsequenz eingesetzt wird. In dieser Bleichstufe (—• Chlorierung) erfolgt die Einfuhrung von Chlor in den aromatischen Ligninkern. Dadurch wird die spätere Auflösung des —• Lignins ermöglicht. Bei der Verwendung von Chlor in der Zellstoffbleiche kommt es zur Bildung von toxischen chlororganischen Verbindungen im Abwasser (—• Dioxin). Aus diesem Grund wird Chlor kaum noch bei der Zellstoffbleiche eingesetzt. In Deutschland ist es in der Sulfitzellstoffindustrie seit 1990 vollständig durch andere —• Bleichmittel ersetzt worden (_> TCF-Bleiche). FI

Chlorarme Bleiche (elemental chlorine -free bleaching)

Unter der chlorarmen Bleiche versteht man ein Bleichverfahren, bei dem auf die Verwendung von —> Chlor zwecks —> Chlorierung verzichtet wird (—• ECF-Bleiche). FI

Chlorbleiche (conventional chlorine bleaching)

Unter Chlorbleiche versteht man eine —> Bleichsequenz, in der auf konventionelle Weise mit —> Chlor, —> Natriumhypochlorit und/oder —• Chlordioxid gebleicht wird. Dieses Bleichsystem beruhte in den Anfängen der —> Zellstoffbleiche auf der alleinigen Verwendung von Hypochlorit. Um 1930 wurden die ersten mehrstufigen Bleichsequenzen eingeführt, in denen mit Chlor, Alkali und Hypochlorit gebleicht wurde. Die Bleiche von —> Sulfatzellstoffen auf hohe Weißgrade wurde erst 1940 mit der Einführung von Chlordioxid möglich. Die bei der Chlorbleiche entstehenden chlororganischen Verbindungen, wie —> Dioxine, —• Furane, —• polychlorierte Biphenyle

oder Chloroform, sind außerordentlich umweltschädlich und verursachten bei der Einleitung der —• Bleichereiabwässer in die Gewässer durch ihre toxische, mutagene und cancerogene Wirkung unvertretbare Schäden. Deshalb wurde die Chlorbleiche vor allem in Europa Ende der 80er Jahre aufgegeben und weitgehend durch die —• ECF- oder —> TCFBleiche ersetzt. FI

Chlorchemie (chlorine chemistry)

—• Chlor (Cl2) ist ein sehr reaktionsfähiges Element und einer der wichtigsten Grundstoffe der chemischen Industrie. Als Chlorchemie werden die chemischen Prozesse zur Erzeugung von reinem Chlor oder zur Herstellung von —• Chlorverbindungen bezeichnet, die zur direkten Verwendung oder als Zwischenprodukte zur Weiterverarbeitung bestimmt sind. Bei der Herstellung oder Weiterverarbeitung vieler Chlorverbindungen entstehen als nicht zu vermeidende, unerwünschte Nebenprodukte toxische Chlorverbindungen (—> polychlorierte Biphenyle, —• Pentachlorphenol, —> Chlorphenole). Häufig sind diese Verbindungen durch eine hohe Persistenz und eine gute —• Bioakkumulation (z.B. im Fettgewebe) gekennzeichnet. Störfalle bei der Herstellung und dem Umgang mit Chlor und Chlorverbindungen haben zu einer kritischen Einstellung gegenüber der Chlorchemie geführt. Befürchtet wird die Bildung von —» Dioxinen und —> Furanen bei der Herstellung bzw. beim Verbrennen chlorhaltiger Produkte (z.B. PVC). Die Zellstoff- und Papierindustrie in Deutschland verwendete bis Ende der 80er Jahre chlorchemische Erzeugnisse, hauptsächlich in Form von Chlor und —• Chlordioxid zum —• Bleichen (—> Chlorbleiche) von —• Zellstoff. Als die nachteiligen Umweltauswirkungen dieser —> Bleichchemikalien offensichtlich wurden, stellte die deutsche Zellstoffindustrie auf chlorfreie Bleichverfahren um. Statt Chlor und Chlordioxid werden nunmehr —> Sauerstoff und —• Wasserstoffperoxid eingesetzt (—> TCF-Bleiche). Begünstigt wurde die rasche Umsetzung der

223 —> chlorfreien Bleiche durch die Tatsache, mit Schutzgas oder bei vermindertem Druck dass der zum damaligen Zeitpunkt in gearbeitet werden. Deutschland ausschließlich hergestellte Chlordioxid hat sich in der Textil- und Zell—> Sulfitzellstoff bedeutend leichter bleichbar stoffindustrie als hocheffektives und selektiist, verglichen mit —• Sulfatzellstoff. ves —> Bleichmittel bewährt. Wegen seiner Die Entwicklung chlorfreier BleichverfahInstabilität wird es (-» Chlordioxidbleiche) in ren bei der Erzeugung von Sulfatzellstoffen wässriger Lösung eingesetzt. dauerte etwas länger und führte über die Großtechnisch wird Chlordioxid durch Um—> chlorarme Bleiche (mit Chlordioxid und setzung von Natriumchlorat (NaC103) mit Wasserstoffperoxid). Neuere Untersuchungen —> Schwefeldioxid (S0 2 ) (Mathieson-Verbelegen, dass die Umweltbelastungen bereits fahren) hergestellt: durch chlorarme Bleichverfahren auf ein sehr 2 NaC103 + S0 2 + H2SO4 niedriges Niveau zurückgeschraubt werden. 2 C102 + 2 NaHS04 MO Chlorchemikalien

Die dabei anfallende, stark schwefelsaure Bisulfitlösung (NaHS04) stellt eine große BeDer Begriff Chlorchemikalien bezieht sich lastung für die —> Abwasserreinigung dar. auf die Faserstoffbleiche und wird als Sam- Aus diesem Grunde haben die Salzsäuremelbegriff für vom Chlor abgeleitete reduktionsverfahren (Kesting-Verfahren, —• Bleichmittel verwendet. Im Einzelnen ge- Rapson-Verfahren) an Bedeutung gewonnen. hören dazu —> Chlor, —• Calciumhypochlorit, Bei diesen Verfahren erfolgt eine Umsetzung —• Natriumhypochlorit und —• Chlordioxid. von Natriumchlorat mit Salzsäure (HCl) nach Diese Bleichchemikalien werden in der der Gleichung: —> Chlorbleiche, z.T. auch in der —• ECFBleiche verwendet. Mit ihrer Verwendung ist 2NaC103 + 4HCl im Ergebnis der Bleichreaktion die Bildung 2 C102 + Cl 2 + 2 NaCl + 2 H 2 0 von chlororganischen Verbindungen (—• AOX) verbunden, die im —> Bleicherei- Nach dem Kesting-Verfahren wird das entabwasser vorhanden sind und als Ursache für stehende Natriumchlorid (NaCl) in einer Schäden in Oberflächengewässern betrachtet Elektrolyse wieder zum Chlorat (NaC103) werden. Aus diesem Grunde ist die Verwen- aufoxidiert. Als Verfahren ohne Abprodukte dung der Chlorchemikalien in den vergange- ist es besonders umweltfreundlich. FI nen Jahren ständig gesunken. Sie spielen seit 1990 in Deutschland bei der Zellstoffbleiche keine Rolle mehr (—> TCF-Bleiche). FI Chlordioxidbleiche (chlorine containing chemicals)

(chlorine dioxide bleaching)

Chlordioxid (chlorine dioxide)

Chlordioxid (CIO2) ist eine Verbindung des —• Chlors mit Sauerstoff. Das gelblichrötliche Gas hat einen chlorähnlichen Geruch, ist schwerer als Luft und gut löslich in Wasser und Alkali. Chlordioxid ist toxisch, die —> maximale Arbeitsplatzkonzentration (MAK) beträgt 0,3 mg/m3. Es ist instabil und kann bei Konzentrationen über 10 Vol.-% explosionsartig zerfallen. Aus diesem Grund muss bei der Herstellung dieses Gases

Die Chlordioxidbleiche ist ein Bleichverfahren oder eine —> Bleichstufe unter alleiniger Verwendung von —• Chlordioxid (C102). Chlordioxid ist wegen seiner selektiven Bleichwirkung eines der effektivsten —•Bleichmittel und wird daher vorwiegend zur —> Bleiche des schwer bleichbaren —> Sulfatzellstoffs eingesetzt. Die Chlordioxidbleiche wird im Mittelkonsistenzbereich (10 bis 12 % Stoffdichte) bei Temperaturen um 70° C bei einer Verweilzeit von etwa 150 bis 180 min durchgeführt. Bei der industriellen Chlordioxidbleiche wird

224 wegen der geringen Stabilität des Chlordioxids mit einer wässrigen Lösung gearbeitet. Die —> Kohlenhydrate (—• Cellulose, —> Hemicellulosen) des —• Zellstoffs werden in der Chlordioxidbleiche nicht angegriffen. Dadurch bleiben die papiertechnologischen Eigenschaften des Zellstoffs weitgehend erhalten. Gegenüber dem —• Lignin ist Chlordioxid sehr reaktiv. Dabei erfolgen eine rasche Zerstörung des aromatischen Ligningerüsts und ein weiterer Abbau der chinoiden Reaktionsprodukte bis zum —> Kohlendioxid und zu einfachen organischen Säuren (Oxalsäure, Maleinsäure, Ameisensäure). Chlorierte organische Verbindungen (—> AOX) entstehen dabei nur in sehr geringem Maße. Aus diesem Grunde ist die Verwendung von Chlordioxid zur Substitution von —• Chlor in der —» Chlorbleiche auch unter dem Aspekt des —»Umweltschutzes von großer Bedeutung. Die Realisierung der Chlordioxidbleiche erfolgt in —> Bleichsequenzen, in denen nur mit Chlordioxid und Alkali (—> Natronlauge) gearbeitet wird. Ein Beispiel dafür ist die Bleichsequenz D-E-D-E-D (D = Chlordioxid, E = Alkaliextraktion). Die in der Chlordioxidbleiche benötigte Chlordioxidmenge hängt vom Zellstofftyp (—• Sulfit- oder —• Sulfatzellstoff) und der Vorbehandlung des Zellstoffs ab. Bei einem mit Sauerstoff vordelignifizierten Sulfatzellstoff (—• Sauerstoffdelignifizierung) werden etwa 17 C102 kg/t Zellstoff benötigt. Für die Bleiche eines ebenfalls vordelignifizierten Sulfitzellstoffs sind etwa 8 kg C102/t Zellstoff erforderlich. FI

Chlorgas (gaseous chlorine)

Chlor

Chlorierung (chlorination)

Unter Chlorierung versteht man eine —> Bleichstufe einer mehrstufigen —> Bleichsequenz, in der der Faserstoff mit elementarem —• Chlor (Cl2) behandelt wird. Die Durchführung dieser Bleichstufe erfolgt in der Weise, dass der Faserstoffsuspension bei einer Stoffdichte zwischen 3 und 5 % Chlorwasser oder eine Chlor-Wasser-Emulsion zugemischt wird. Das Chlor reagiert mit dem —• Lignin des Faserstoffs außerordentlich rasch. Aus diesem Grunde muss für eine gleichmäßige Reaktion des Chlors mit dem —> Restlignin eine sehr gute Durchmischung erfolgen. Die Reaktionstemperatur wird möglichst tief (10 bis 20° C) gehalten. Der pH-Wert des Reaktionsgemisches liegt im stark sauren Bereich (pH 2). Durch die hohe Reaktionsgeschwindigkeit sind nach 5 min bereits über 90 % des Chlors verbraucht. Die gesamte Reaktionszeit dieser Bleichstufe liegt bei etwa 60 min. Die in der Chlorierungsstufe ablaufende chemische Reaktion besteht aus einer raschen Chloraddition an den aromatischen Kern des Ligningerüsts und einer nachfolgenden Aufspaltung der Alkyl-Aryl-Etherbindungen. Die chlorierten Ligninfragmente werden mit steigendem Chlorierungsgrad wasser- und alkalilöslich und werden mit dem —• Bleichereiabwasser der —» Abwasserreinigung zugeführt. Durch den Gehalt an chlororganischen Verbindungen (—• AOX) sind die Abwässer eine starke Belastung für die Gewässer. Zur Chlorfreie Bleiche Verringerung der durch die Chlorierungsstufe (chlorine-free bleaching) verursachten —> Umweltbelastung ist das Die chlorfreie Bleiche ist ein Bleichverfahren, bei dem vollständig auf die Verwendung Chlor weitgehend durch —• Chlordioxid von —> Chlor und chlorhaltigen —• Bleich- (—» ECF-Bleiche) oder sogar durch —• Ozon mitteln verzichtet wird (—> TCF-Bleiche). und —> Peroxid (—• TCF-Bleiche) substituiert Auf diese Weise wird die Bildung von toxi- worden. FI schen, mutagenen und cancerogenen chlororganischen Verbindungen im —• Bleichereiabwasser (—> AOX) und im —• Zellstoff (—• OX) vermieden. FI

225 Chlorkalk

Chlorphenole

(bleaching powder , chloride of lime)

(chlorophenols)

Die Gruppe der Chlorphenole umfasst 19 Verbindungen, bestehend aus Mono-, Di-, Tri- und Tetrachlorphenol-Isomeren sowie —• Pentachlorphenol. Alle Chlorphenole sind kristalline Feststoffe, mit Ausnahme des oChlorphenols. Chlorphenole sind geruchsund geschmacksintensiv und bilden als schwache Säuren Ester und Ether sowie Salze. Unter Substitution der Chloratome durch Hydroxylgruppen erfolgt in wässriger Lösung 2 Ca(OH)2 + 2 Cl2 —• Ca(OCl)2 + CaCl2 + 2 H 2 0 eine hydrolytische Umwandlung. Die gebildeten Hydroxylverbindungen können polymerisieren. Die Fotolyse wässriger ChlorpheTechnisch hergestellter Chlorkalk enthält etnollösungen führt unter Chlorsubstitution wa 30 bis 35 % Aktivchlor. Chlorkalk durch Hydroxylgruppen ebenfalls zur Polywurde in der Vergangenheit zur —»Bleiche merbildung. Phenole sind Hydroxy-Derivate von Faserstoffen verwendet. Gegenwärtig ist er weitgehend durch —•Natriumhypochlorit der aromatischen —• Kohlenwasserstoffe, so ersetzt worden. FI dass eine oder mehrere OH-Gruppen unmittelbar an den Benzolring gebunden sind (einoder mehrwertige Phenole). Chlormischer OH (chlorine mixer) Der Chlormischer ist bei der mittlerweile überholten —•Chlorbleiche von —•Zellstoff die Maschine zum Einmischen von gasformigem —• Chlor, ggf. auch von Chlorwasser, in die zu bleichende Zellstoffsuspension. Er besteht aus einem Gehäuse, das wegen der GifPhenol C 6 H 5 OH tigkeit und der Aggressivität des Chlors vollständig und sicher geschlossen und innen mit Bei der Chlorierung von —• Phenol entstehen hochkorrosionsfestem Material geschützt sein Chlorphenole. Dabei können ein oder mehremuss. Durch rotierende Kegel oder Scheiben, re Wasserstoffatome durch Chloratome erggf. besetzt mit zusätzlichen Elementen (Stä- setzt werden. be, Kegel, Flügel), werden eine hohe TurbuDie Anzahl der Chloratome und ihr Anlagelenz in der für die Chlorbleiche immer nied- rungsort am Benzolring bestimmen die cherigkonsistenten (z.B. 3 bis 5 %) und mög- mischen Eigenschaften der Chlorphenole. lichst kalten (hohe Absorptionsfähigkeit für Ausgangsmaterialien zur Herstellung von Chlor) Stoffsuspension erzeugt und das Chlorphenolen sind entweder Phenole oder Chlorgas bzw. das Chlorwasser schnell und Chlorbenzole, wobei ein Chloratom durch intensiv eingemischt. Der sich anschließende alkalische Hydrolyse gegen eine Hydroxy—• Bleichturm wird als Aufwärtsturm betrie- gruppe ausgetauscht wird. Bei der Herstelben, um das Chlor vor seinem nächsten lung von Chlorphenolen entstehen giftige Kontakt mit der Außenatmosphäre möglichst —• Dioxine. Chlorphenole sind toxische Verweitgehend abreagieren zu lassen. DA bindungen und besitzen eine hohe organoleptische Wirkung. Sie werden entweder direkt als Insektizide, —• Fungizide, Herbizide, Holzschutz-, —• Konservierungs- bzw. Desin-

Chlorkalk ist eine Mischung aus —> Calciumhypochlorit und Calciumhydroxid und entspricht der chemischen Formel [3 CaCl(OCl) · Ca(OH)2] · 5 H 2 0. Er ist ein farbloses, in Wasser wenig lösliches Pulver und wirkt bleichend, desinfizierend und deodorierend. Die Herstellung erfolgt durch Einleiten von —• Chlorgas (CI2) in —• gelöschten Kalk [Ca(OH)2] nach der Reaktionsgleichung:

226 fektionsmittel und über Industrieabwässer oder indirekt als deren Abbauprodukte in die Umwelt eingetragen. Durch die großflächige Verwendung als Pflanzenschutzmittel erfolgt durch das Versprühen ein direkter Eintrag in die Umwelt. Chlorphenole werden in sehr geringen Mengen bei der —• Zellstoffbleiche mit —• Chlor und/oder —• Chlordioxid gebildet und gelangen mit dem —• Abwasser der Zellstofffabriken in die Umwelt. Bisher ist nicht eindeutig geklärt, ob diese im Bereich von Mikrogramm pro Liter liegenden Chlorphenol-Konzentrationen einen negativen Einfluss auf aquatische Organismen haben.

zweite Definition auf die Umweltauswirkungen der Zellstoffherstellung bzw. -bleiche. Freie Säure fordert ebenfalls die Korrosion von Metallen. Allerdings wird heute der größte Teil der Papierproduktion in Europa ohnehin säurefrei hergestellt (—> säurefreies Papier). PA

Chlorverbindungen (chlorine compounds)

Unter Chlorverbindungen wird die Gesamtheit der chemischen Verbindungen bezeichnet, die zumindest ein Chloratom enthalten. Chlorgas wirkt stark ätzend auf Schleimhäute und kann bereits in geringer Konzentration bei der Einatmung tödlich wirken. Literatur: Richter, Α.: Chlorphenole in OberflächenChlor ist einer der wichtigsten Grundstoffe wasserproben und Sedimenten der Weser und der chemischen Industrie, sowohl zur HerSaale im Vergleich - Untersuchungen zum stellung anorganischer als auch organischer Sorptionsverhalten. Dissertation, Universität Verbindungen (—> halogenierte KohlenwasBremen, Bremen, 1995 MO serstoffe). Mit Metallen verbindet sich Chlor zu den entsprechenden Metallchloriden, in Verbindung mit Wasserstoff lässt sich Chlorwasserstoff (HCl) erzeugen, das unter Chlor- und säurefreies Papier Sonnenlichteinwirkung explodiert. HCl dient (chlorine- and acid-free paper) Einwickelpapiere für empfindliche Metallwa- als Ausgangsstoff zur Herstellung verschiedener Chlorsäuren, z.B. —> Salzsäure und ren (z.B. aus Silber und Kupfer) müssen frei (HCIO, HC102, von Bestandteilen sein, die ein Anlaufen oder Chlorsauerstoffsäuren die —> Korrosion fordern. Wegen des hohen HCIO3, HCIO4), sowie zur Herstellung von Oxidationspotentials von freiem —> Chlor Kunststoffen, wie z.B. Polyvinylchlorid muss ein solches Papier frei von Chlor sein. (PVC). Verbindungen von Chlor und AlkaliFreies Chlor wurde früher oft durch die groß- laugen ergeben Bleichlaugen und dienen als zügige Verwendung von Chlor bei der —• Bleich-, Desinfektions- und Entgiftungsmittel. —• Zellstoffbleiche eingeschleppt. Heute werden die Zellstoffe meist ohne Eine Vielzahl von Chlorverbindungen völelementares Chlor (—> ECF-Bleiche) oder mit lig unterschiedlicher Eigenschaften entsteht geringen Einsatzmengen gebleicht. Die hier durch die Chlorierung von KohlenstoffVererläuterte Bezeichnung chlorfreies Papier be- bindungen (halogenierte Kohlenwasserstofzieht sich auf die analytisch feststellbare fe). Dies geschieht durch chemische ProzesNichtanwesenheit von Chlor in einem so be- se, bei denen Cl-Atome H-Atome substituiezeichneten Papier. Sie darf nicht verwechselt ren oder bei denen sich Cl-Atome oder Clwerden mit dem gleichen Begriff (chlorfreies Verbindungen an Kohlenstoffverbindungen Papier), der ein Papier beschreibt, das aus Fa- anlagern (Additionsreaktion). serstoffen hergestellt wurde, die ohne die Die Herstellung und/oder die Verwendung Verwendung von Chlor oder —> Chlorverbin- vieler Chlorverbindungen sind mit Problemen dungen gebleicht wurden (—> TCF-Bleiche). für die Umwelt oder mit GesundheitsgefährWährend die erste Definition sich auf die dungen verbunden, da bei der Herstellung Eignung als Verpackungsmaterial für be- einiger Verbindungen toxische und/oder stimmte Zwecke bezieht, richtet sich die krebserregende Chlorverbindungen als Reak-

227 tionsnebenprodukte entstehen (—• Dioxine, —•Furane, —• Chlorphenole). Daher ist die Herstellung einiger Chlorverbindungen in Deutschland inzwischen verboten und die Verwendung stark eingeschränkt (—•polychlorierte Biphenyle, —• Pentachlorphenol). Chlorverbindungen werden in der Zellstoffindustrie hauptsächlich zum Bleichen (—• Chlorbleiche, —• chlorarme Bleiche) verwendet. Seit Ende der 80er Jahre sind auch chlorfreie Bleichverfahren eingeführt ( - • TCF-Bleiche). MO

Chrom (chromium)

Chrom (Cr), ein Element der VI. Gruppe des Periodensystems, ist ein sehr hartes, silberweißes und glänzendes Metall (Schmelzpunkt: 1 890° C, Siedepunkt: 2 482° C). Bei normaler Temperatur oxidiert Chrom nicht in Luft und Wasser, so dass es gegenüber Luft, Wasser und auch vielen —• Säuren und —• Laugen sehr beständig ist. Chrom kommt in der Natur nur in gebundener Form (—» Chromverbindungen ) vor, in der es zweibis sechswertig auftritt. Chromeisenstein (Chromit) ist das Ausgangsmaterial für die technische Chromgewinnung und für alle Chromverbindungen. Chrom hat eine große Bedeutung als Stahlveredler, weil es infolge seines hohen Schmelzpunkts sowie durch Kornverfeinerung und Carbidbildung die Festigkeit, Härte, Hitze- und Korrosionsbeständigkeit des Stahls beträchtlich erhöht. Durch Chromdeckschichten erhalten Metalle einen zuverlässigen Korrosionsschutz und eine metallisch glänzende Oberfläche. Aufgrund seiner Eigenschaft, sich durch eine dünne Oxidhaut gegen weitere Oxidation zu schützen, wird Chrom als Überzugs- und Oberflächenschutzmittel (Verchromen) für andere Metalle, zur Herstellung hochwertiger Werkzeuge und nichtrostender Spezialstähle, z.B. für Turbinen (Legierungsbestandteil), verwendet. Ferner findet es Anwendung zur Herstellung von feuerfesten Baustoffen, von Chromborid und Chromcarbid sowie in der chemischen Industrie.

Literatur: Fischer, R. E.: Gewerbliche Vergiftungen durch Chrom, Mangan, Vanadin und ihre Verbindungen. In: Schriften der Gesellschaft Deutscher Metallhütten- und Bergleute e.V., Heft 17, Clausthal-Zellerfeld, 1966 MO

Chroma (chroma)

Chroma ist im Munsell-Farbsystem die Bezeichnung für die —• Buntheit einer —> Farbe. Die Systematik der —• Farbmessung erlaubt eine eindeutige Kennzeichnung der Farbe, die nicht immer hinsichtlich der Anschaulichkeit zufriedenstellt. Es hat deshalb verschiedene Ansätze gegeben, zu einer systematischen und anschaulichen Ordnung der Farben zu gelangen. Einer dieser Ansätze sind die —• Helmholtz-Maßzahlen, die sich aus den —• Normfarbwerten Χ, Υ, Ζ und der Darstellung der —• Normfarbwertanteile χ und y in der —• CIE-Normfarbtafel ergeben. Trägt man neben dem —• Farbort einer gemessenen Farbe F in diese Tafel noch den Spektralfarbenzug sowie den —• Unbuntpunkt U (bzw. den Farbort der beleuchtenden Lichtart) auf, erhält man durch Verbinden von F mit U sowie Verlängerung zum Spektralfarbenzug die —• bunttongleiche Wellenlänge λά der Farbe F. Zusätzlich zu dieser Kennzeichnung des —• Bunt- bzw. —• Farbtons erfolgt die Kennzeichnung der Buntheit oder —• Sättigung über die Lage von F auf der Geraden zwischen U und λά , die durch den spektralen Farbanteil p e beschrieben wird: =

x

F~xU χ λ-χυ

=

yF-yu Υλ-Υυ

Als dritte kennzeichnende Größe verwendet man den —• Hellbezugswert Y. Weitere Ansätze basieren auf dem CIELUV-System und dem CIELAB-System. Hier ist eine Buntheit jeweils als Abstand vom Unbuntpunkt definiert, also: C * u v = λ/U * 2 +v * 2

CIELUV

228 C * a b = Va* 2 +b* 2

CIELAB

Der Buchstabe C steht hierbei als Abkürzung für Chroma. Weitere Farbordnungssysteme, wie das schon erwähnte Munsell-Farbsystem oder das DIN-Farbsystem, verwenden ebenfalls drei, eine Farbe eindeutig kennzeichnende Begriffe/Größen. Bei Munsell sind dies die Helligkeit V (Value), der Buntton H (Hue) und die Buntheit C (Chroma). Im DIN-System sind es Bunttonzahl T, Dunkelstufe D und Sättigungsstufe S. Diese Systeme existieren in ihrer praktischen Ausführung als Musterkataloge mit entsprechend differenzierten Unterteilungen. UR Chromoersatzkarton

(Decke und Rückseite) bestimmt wird. Weiterhin muss eine gute —» Spaltfestigkeit zwischen den einzelnen Kartonschichten gewährleistet sein, damit beim späteren Verarbeiten zu —> Faltschachteln die nass zusammengegautschten Schichten nicht voneinander getrennt werden. Die Oberflächen von Decke und Rückseite sollen nicht stauben (—» Stauben) und rupfen (—> Rupffestigkeit), was durch Stärkeauftrag mithilfe einer —> Leimpresse in der Kartonmaschine gewährleistet wird. Chromoersatzkarton wurde ursprünglich nur auf —• Rundsiebmaschinen, später mithilfe von Rundsiebformern und wird heute bevorzugt auf —• Mehrlangsiebmaschinen mit mindestens 3 und maximal 5 Langsieben im Geschwindigkeitsbereich zwischen 200 und 600 m/min hergestellt. GG

(imitation chromo board, white lined folding box board)

Nach DIN 6730 handelt es sich um einen einseitig glatten —• Faltschachtelkarton, der einoder beidseitig holzfrei weiß gedeckt ist, also mit einer oder 2 weißen Deckschichten versehen ist. Er besteht in Abhängigkeit von der flächenbezogenen Masse zwischen 180 und etwa 600 g/m2 aus mindestens 3 Lagen als Deckschicht (Decke), optionelle Schonschicht, Einlage und Rückseite. Die Deckschicht basiert entweder auf gebleichtem —> Zellstoff, gebleichtem ->CTMP oder holzfrei weißem —» Altpapierstoff, die Schonschicht auf —»Holzstoff oder Rotationsabfällen (unbedrucktes —> Zeitungsdruckpapier), die Einlage entweder aus —> Holzstoff oder Altpapierstoff und die Rückseite aus (halbgebleichtem) Zellstoff, Holzstoff und/oder Altpapierstoff. Zugunsten einer guten —• Bedruckbarkeit erfordert die weiße Decke eine möglichst hohe —> Glätte, die mithilfe eines —• Glättzylinders in der Kartonmaschine erzeugt wird. Das wichtigste Qualitätskriterium für Karton überhaupt und damit auch für Chromoersatzkarton ist die —> Biegesteifigkeit, die maßgeblich von der Dicke des Kartons bzw. seinem —> spez. Volumen, aber auch von den —> Elastizitätsmodule der beiden Außenlagen

Chromokarton (coated folding box board, chromo board)

Nach DIN 6730 ist Chromokarton ein einseitig gestrichener, lackier- und bronzierbarer Karton mit einer flächenbezogenen Masse von 180 bis etwa 600 g/m2 und einem Strichgewicht von mindestens 18 g/m2 auf der weißen Deckschicht. Der —> Strich wurde ursprünglich getrennt von der Kartonherstellung bevorzugt mit einer separaten Luftbürstenanlage (—• Luftbürste) appliziert. Heute wird er fast ausschließlich in der Kartonmaschine mithilfe verschiedener Streichaggregate (z.B. Bladestreichen) aufgebracht. Der Aufbau des Rohkartons entspricht demjenigen von —> Chromoersatzkarton, hergestellt auf —• Rundsieb- oder —• Mehrlangsiebmaschinen. Vor dem Strichauftrag wird zugunsten einer guten —• Rupffestigkeit in der Kartonmaschine eine Stärkelösung (—• Stärke) mithilfe einer —» Leimpresse aufgetragen. An Chromokarton werden hohe Anforderungen an die —> Bedruckbarkeit (der gestrichenen Oberfläche), an —> Biegesteifigkeit und —> Spaltfestigkeit, aber auch an Stanz-, Rill- und Ritzbarkeit (—• Stanzen, —• Rillen, Ritzen) gestellt. GG

229 hen bei Säurezusatz in orange gefärbte Dichromate über (siehe auch Bestimmung Unter Chromopapier ist ein —• einseitig ge- des —• chemischen Sauerstoffbedarfs). Chromverbindungen finden vielfältige strichenes Papier zu verstehen, das einfach oder doppelt (—• Doppelstreichen) mit ei- Verwendung u.a. zur Verchromung von Mener hochwertigen Strichzusammensetzung tallgegenständen, zur Gerbung von Leder, zur (—• Strich) versehen wurde. Chromopapiere Fällung galvanischer Elemente, zur Färbung sind, historisch betrachtet, das einseitig ge- von Glas (grün), als Oxidationsmittel in der strichene Pendant zu den beidseitig gestri- Teerfarbenindustrie, beim Bleichen von Ölen, chenen —• Kunstdruckpapieren. Wie andere Fetten und Wachs, bei der Reinigung und einseitig gestrichene Papiere werden sie ver- Entfettung von Gläsern, bei der Stein- und wendet als —• Etikettenpapiere (z.B. Dosen- Metallätzung, in der Farbfotografie, beim banderolen, —> Etiketten für Saftflaschen, Beizen und Polieren von Holz und in der Mineralwasser), Einwickelpapier (z.B. für Automobil-, Flugzeug- und MunitionsinSchokolade, Seife) oder als Zigarettenweich- dustrie. Die Farben- und Lackindustrie benöpackung sowie als Bezugmaterial für Buch- tigt Chromate zur Herstellung von Chromeinbände oder Schuhkartons. PA gelb, Zinkgelb und Chromoxid. In der Textil-, Glas- und Porzellanindustrie sowie bei der Tinten- und Dekorpapierherstellung (—• Dekorpapier) werden ChromverbindunChromophore gen als lichtechte Farbpigmente verwendet. (chromophores) Die Metallgewinnung stellt eine —> RedukIn einem Molekül bezeichnet man Strukturen als Chromophore, die in der Lage sind, tion (Elektronisierung) dar. Oxide des —> Licht zu absorbieren. Die einfachsten Chroms werden mit metallischem AluminiChromophore sind Atomgruppierungen mit umpulver, das mit den Oxiden gemischt und Doppelbindungen, wie C = C oder C = O. zur Entzündung gebracht wird, reduziert. Bei Diese absorbieren Licht nur im ultravioletten der schnell ablaufenden, stark exothermen Bereich und erscheinen deshalb dem Reaktion entstehen keine gasförmigen, wärmenschlichen Auge farblos. Durch die Ver- meabführenden Stoffe. knüpfung mehrerer solcher Strukturelemente Von toxikologischer Bedeutung sind nur verschiebt sich die Lichtabsorption mit der die sechswertigen Chromverbindungen. Sie Anzahl der Doppelbindungen zunehmend können bei ihrer Herstellung und beim Umvon Ultraviolett über Blau nach Rot. Bei ei- gang mit ihnen zu Schädigungen an Haut und ner —• Bleiche werden Chromophore che- Schleimhäuten (ätzende Wirkung) sowie zu misch zerstört, eine —• Vergilbung führt Schädigungen der Atmungs- und Verdaudurch chemische Reaktionen jedoch zu neuen ungsorgane führen. Insbesondere staubförmifarbtragenden Strukturen. SÜ ge Teilchen und feinste Tröpfchen von löslichen Chrom(VI)-Verbindungen wirken sich ätzend auf die Haut und die Schleimhäute Chromverbindungen aus. Eine Hautüberempfindlichkeit und chro(chromium compounds) nische Ekzeme in allergisierender Form Die Verbindungen des Chroms haben leuch- (—> Allergene) können vor allem durch tende Farben und gaben dem Metall Chromate hervorgerufen werden. Diese kön—• Chrom seinen Namen (griech.: chromos = nen ebenso wie Chromsäure auch akute Verfarbig). Ausgangsmaterial für alle Chromvergiftungen verursachen, deren Erscheinungsbindungen ist das Chromeisenstein. Die bild dem einer Säurevergiftung gleicht. Mewichtigsten technischen Chromverbindungen tallisches Chrom und dreiwertige Chromversind Chromsalze, in denen Chrom dreiwertig, bindungen sind weder hautreizend noch und Chromate, in denen Chrom sechswertig mutagen oder cancerogen. MO vorliegt. Chromate sind gelb gefärbt und geChromopapier

(chromo paper)

230 Chromzylinder (chrome cylinder)

Als Chromzylinder wird ein Zylinder in einer —» Trockenpartie von Papiermaschinen bezeichnet, der mit Chrom beschichtet ist, um seine Oberfläche gegen —> Korrosion, Verschleiß und Belegen zu schützen. Chromzylinder werden als —> Kühlzylinder in der —» Mehrzylinder-Trockenpartie einer Papiermaschine oder als Trockenzylinder nach der —> Leimpresse oder in der —• Streichmaschine eingesetzt. Als Kühlzylinder wird der Chromzylinder durch interne Wasserzufuhr und -abfuhr gekühlt. Er kann dabei so stark gekühlt werden, dass Wasserdampf aus der feuchten Umgebungsluft auf der kalten Zylinderoberfläche kondensiert. Dieser sehr dünne Wasserfilm wird beim Kontakt auf die Papierbahn übertragen, wodurch die Papierbahn angefeuchtet und gekühlt wird. In der Position nach der Leimpresse wird ein Chromzylinder eingesetzt, wobei seine Beschichtung ein Belegen und Korrodieren der Zylinderoberfläche vermeiden soll. In der Streichmaschine wird der Chromzylinder z.B. im Anschluss an eine —• Konvektionstrocknung eingesetzt, um durch Abbilden seiner glatten Oberfläche dem Papier Hochglanz zu verleihen. Bei Spezialpapieren, wie —> Fotorohpapier, hat der Chromzylinder die Aufgabe, vor Gussabrieb zu schützen und damit eine chemische Reaktion im nachfolgenden Prozess zu verhindern. HO

Internationalen Wörterbuch der Lichttechnik zusammengefasst. PR

CIELAB-Farbenraum (CIEL AB color space)

Das CIELAB-System wurde 1976 von der —• CIE als anschaulicher, empfindungsgemäß annähernd gleichabständiger Farbenraum empfohlen, der auch die Berechnung kleiner —> Farbabstände bei Körperfarben erlaubt, wie sie z.B. bei chemischen oder physikalischen Einflüssen auf farbige Produkte, bei Nachfärbungen oder als Unregelmäßigkeiten in der Produktion auftreten (DIN 6174). Der CIELAB-Farbenraum, der in der Papierindustrie viele Anhänger gefunden hat, wird durch die 3 rechtwinkligen Koordinaten L*, a* und b* festgelegt, die sich über nachfolgende Beziehungen aus den —> Normfarbwerten X, Y und Ζ für den Fall berechnen lassen, dass X/X n , Y/Y n und Z/Z n > 0,008856 gilt: L* = 116 Y* - 16 (—* Helligkeit) a* = 500 (X* - Y*) b* = 200 (Y* - Z*) mit X*=^X/X n fürX/X n >0,008856und X* = 7,787(X/Xn)+0,138 fürX/X n 0,008856und Y* = 7,787(YAJj ) + 0,138 fürY/Y n 0,008856und Commission on Illumination)

CIE ist die Abkürzung für Commission Internationale de l'Eclairage (Internationale Beleuchtungskommission). Die Organisation wurde 1913 gegründet und hat ihren Sitz in Paris. Ihre Aufgabe ist die Förderung des Erfahrungsaustauschs und das Erarbeiten von internationalen Normen und Empfehlungen. Die CIE ist vor allem durch ihre Empfehlungen zur —• Farbmessung und die Erstellung des CIE-Farbmaßsystems (—• CIE-Normfarbtafel und -Farbraum) bekannt geworden. Von der CIE erarbeitete Definitionen, Gesetzmäßigkeiten und Zusammenhänge sind in einem

Ζ* = 7,787(Ζ/^)+0,138 fürZ/Z n Buntheit (Chroma). Diese Kennzahl beschreibt die Verschiedenheit einer bunten Farbe vom gleichhellen Unbunt. Farben gleicher Buntheit haben nur dann auch gleiche —• Sättigung (—• Helmholtz-Maßzahlen), falls sie die gleiche Helligkeit aufweisen. Auf einem durch den Nullpunkt (Unbuntpunkt) gehenden Strahl liegen Farben mit gleichem —> Buntton (Hue). Der Bunttonwinkel h a b = arctan(b*/a*) wird für die Bunttonreihenfolge Rot, Gelb, Grün und Blau zunehmend größer und nimmt

daher, von der positiven a*-Achse ausgehend, im entgegengesetzten Uhrzeigersinn zu. Die —> Farbörter in einem a*,b*-Diagramm sind nicht eindeutig einer —» Farbart zugeordnet, da ihre Lage vom Helligkeitswert L* abhängt. Gerade Linien in der —•Normfarbtafel werden im Allgemeinen zu gekrümmten Linien im a*,b*-Diagramm. Im Gegensatz zur Normfarbtafel sind im a*,b*System die Grautöne stark eingeengt, während der Purpur-Blaubereich stark gestreckt ist. Der Farbabstand AE* ab , also die Größe des empfindungsgemäßen Unterschieds zwischen 2 Farben, berechnet sich aus dem CIELAB-Farbenraum nach DIN 6174 wie folgt: AE* ab = y](AL*f

+ (Aa*)2 + (Ab*)2

Benutzt man für die zu vergleichenden Farben die Indizes Ρ (Probe) und Β (Referenzprobe), so gilt:

232 negativ, wenn a * p b * B - a * B b * p > 0 .

AL*=L*P-L*B Aa* = a *p - a * B

Da das CIELAB-System zu grob ist und einer Ergänzung bedarf, wurde das CIE 94-System entwickelt. In diesem Fall wird der Farbraum Es ist stets anzugeben, welche Messgeo- nichteuklidisch, d.h. die kürzesten Abstände metrie, Lichtart und welcher —• Normal- zwischen 2 vorgegebenen Farborten sind keibeobachter der Berechnung zugrunde gelegt ne Geraden mehr, sondern Geodäten. Bei der worden sind. Für bestimmte Anwendungs- Berechnung des Farbabstands AE * 9 4 im zwecke ist eine Aufspaltung von AE * a b in Farbraum nach CIE 94 wurden Gewichtungseinen Helligkeits-Beitrag A L * , einen Bunt- parameter eingeführt. Es gilt: heits-Beitrag AC * a b und einen BunttonBeitrag AH* a b zweckmäßig, so dass für \2 λ2 ΔΗ* AC* AL* AE * a b auch folgende Beziehung gilt: ΔΕ*94=1 klsl kcSc KHSH Ab* = b * p - b * B

AE* a b = ^ (AL*) 2 + (AC * a b ) 2 + (AH * a b ) 2 Mit den Indizes Ρ für Probe und Β für Bezug gilt:

mit SL=1 S c = 1 +0,045 AC* ab S H = 1+0,015 AC* ab

Helligkeits-Beitrag: AL*

=L*P-L*B

Buntheits-Beitrag:

-

Λ Γ *

^

ab

Γ

*

ab,Ρ

ab,Β

K L , Kc und K H sind Konstanten, die vom Benutzer gewählt werden können. Häufig werden K L = 2, Kc = 1 und K H = 1 gesetzt. PR

mit 2 c * a M > = - i* + b *

C* ab ,

2

2+ D b * Β2 Β+

CIE-Normfarbtafel und -Farbraum (CIE standard chromaticity CIE color space)

diagram and

1931 wurde auf internationaler Ebene das —• Normvalenz-System der —> CIE genormt, das die Grundlage für die —»Farbmessung 2 2 2 nach DIN 5033 darstellt. Es besteht aus den AE*ab) -(AL*) -(AC*ab) —> Normfarbwerten X, Y und Z, die als Koordinaten eines dreidimensionalen, d.h. räumlichen Systems aufgefasst werden könDer Buntton-Beitrag AH a b ist nen. Jedem Farbreiz (—• Farbreizfunktion) • positiv, wenn * p b * B - a * B b * p ISO-Helligkeit das ganze sichtbare Spektrum berücksichtigt und nach folgender Gleichung ermittelt wird (SCAN-P 66:93):

"χ+Υ+Ζ Υ ~X+Y+Z

W,o= Yio + 800 (0,3138 -xjo) + 1700 (0,3310 - yio)

ζ Ζ

mit Yi 0 :

~χ+γ+ζ

, -> Normfarbwert Y für den 10°—>Normalbeobachter bei —•Normumgerechnet und in eine CIE-Normfarbtafel lichtart D65 eingetragen. Hierin kann man eine —• Farbe Χίο, y io" Normfarbwertanteile für den 10°hinsichtlich der —> Farbart, also nach Normalbeobachter bei Normlichtart —> Buntton und —> Sättigung, charakterisieD65 ren. Als Maß für die —> Helligkeit einer Farbe wird der Normfarbwert Y angegeben, der als Die Abweichung T W io vom Weiß nach Grün senkrechte Raumachse auf der Farbebene und Rot erfasst man über: vorzustellen ist (Abb.). Dies ist eine anschaulichere Darstellung des CIE-Farbraums. T w i o = 900 (0,3138 - x 10 ) - 650 (0,3310 - y 1 0 ) Zur Bestimmung von Farbunterschieden (—• Farbabstand) ist die Normfarbtafel wenig Ein positiver Wert T W io für die Grün-/Rotgeeignet, weil der Abstand zwischen 2 Stichigkeit zeigt einen Grünstich, ein negati—> Farborten in der Normfarbtafel den empver Wert einen Rotstich an. findungsgemäßen Unterschieden sehr Obige Beziehungen sind nur anwendbar, schlecht entspricht. Dazu benutzt man den falls gilt: —• CIELAB-Farbenraum. 40 < Wio < (5 Yio-280)

γ

und -3 < Twio < 3

Anhand der folgenden Gleichung ist der Einfluss von —> optischen Aufhellern auf die CIE-Weiße messbar. F10 = W 1 0 - W o l 0 CIE-Farbraum

PR

CIE-Weiße (CIE whiteness)

Seit etwa 60 Jahren bemüht man sich, die Weiße (—> Weißgrad) von Papier mit Hilfe von Messgeräten und Formeln allgemeingültig und objektiv mit einer Kennzahl zu beurteilen. Besonders für fluoreszierende unbunte Papiere wurde von der —• CIE die CIE-Weiße

mit Fio:

Fluoreszenzkomponente (—> Fluoreszenz) Wio: CIE-Weiße bei einem der Normlichtart D65 entsprechenden UV-Anteil der Lichtquelle im —> Spektralfotometer W o i 0 : CIE-Weiße, gemessen mit einem eingeschwenkten cut-off Filter bei 420 nm vor der Lichtquelle im Spektralfotometer

234 Die CIE-Publication No. 15.2 (1986) mit dem Titel „Evaluation of Whiteness" enthält obige Beziehungen auch für den 2°-Normalbeobachter bei Normlichtart D65. In der Papierindustrie verwendet man üblicherweise den —• spektralen Reflexionsfaktor R457 zur Beschreibung des Weißgrads. Die CIE-Weiße wird noch kaum in der Zellstoff-, Papier- oder Druckindustrie verwendet, gePR winnt aber zunehmend an Bedeutung.

cif (cost, insurance, freight)

cif ist die Abkürzung für cost, insurance, freight (engl.: Kosten, Versicherung, Fracht) und bezeichnet im internationalen Handel als Klausel in WarenkaufVerträgen die Verpflichtung des Verkäufers einer Ware zur Übernahme der Fracht- und Versicherungskosten für den Warentransport bis zum Empfänger oder Empfängerhafen. Das Pendant zur cif-Vereinbarung ist die Lieferung —> fob (free on board). PL

dungselemente) von Rechnern und rechnergesteuerten Systemen unterscheidet man: • •

Lokale Netzwerke (LAN, Local Area Networks) Weitverkehrsnetzwerke (WAN, Wide Area Networks).

Für die Integration aller Funktionen eines Unternehmens, d.h. neben den technischen und logistischen auch der betriebswirtschaftlichen (kaufmännischen) Funktionen, wird der Begriff rechnerintegrierte Fabrik (CAI, Computer Assisted Industry) vorgeschlagen. VO Cleaner (cleaner, centrifugal

cleaner, hydrocyclone)

Cleaner sind Hydrozyklone (Zentrifugalabscheider), die zur Abtrennung und Abscheidung (—• Reinigung) von Schwer- (z.B. Sand) und/oder Leichtteilen (z.B. bestimmte Kunststoffpartikel) aus einer —• Stoffsuspension in —> Stoffaufbereitungen und im —> Konstanten Teil von Papiermaschinen, aber auch bei der Zellstoff- und Holzstofferzeugung eingesetzt werden. Die wesentlichen CIM Trennmerkmale dieser Fremdstoffpartikel (Computer Integrated Manufacturing, CIM) gegenüber den Fasern sind deren spez. GeDer Einsatz von Datenverarbeitungs-Systemen (DV-Systemen) in allen mit der Pro- wicht und ihr Strömungswiderstandsbeiwert, duktherstellung direkt befassten Unterneh- der sich aus der Form des abzuscheidenden mensbereichen wird mit CIM bezeichnet. Partikels ergibt. Hierbei soll die informationstechnische VerDie Gemeinsamkeit aller Cleaner sind debindung der technischen und organisatoriren konische Bauform, der tangentiale Stoffschen (logistischen) Funktionen dieser Berei- einlauf und die im Vergleich zu Mittelkonsische erreicht werden. CIM umfasst daher das tenz- (—• Reiniger) oder —> DickstoffreiZusammenwirken von —> CAD, —• CAP, nigern geringere Betriebsstoffdichte, die übliCAM, -» CAQ und PPS (Produktions- cherweise zwischen 0,5 und 1,5 % liegt. Je planungs- und Steuerungssystem). kleiner die Partikel sind, die abgeschieden Aufgrund der Komplexität der Prozesse und werden sollen, und je geringer der Dichteder gewachsenen Unternehmensstrukturen unterschied zu Fasern (1,0 g/cm3) ist, um so beschreibt CIM ein Fernziel, das durch eine kleinere Cleaner und um so niedrigere Stoffstrategische Planung zu erreichen ist. Daher dichten müssen gewählt werden, um zufriemuss das DV-System als „offenes System" denstellende —• Abscheidewirkungsgrade zu gestaltet sein, in das je nach Bedarf weitere erzielen. Allerdings haben kleine Cleaner Rechner und Programmsysteme eingefügt auch geringere Durchmesser der Auslassöff(Kompatibilität) oder alte Programmsysteme nungen zur Folge, woraus wegen der Verdurch neue ersetzt werden können (update). stopfungsgefahr ein höherer WartungsaufJe nach Vernetzung (Protokolle, Verbin- wand resultiert.

235 Gegenstrom-Cleaner Durchlauf

Glelchstrom-CleanerCombi-Cleaner zur gleichzeitigen Abschei-

dung von Schwer- und Leichtteilen sowie Luft besitzen bis zu 2 weitere Anschlüsse (4oder 5-Wege-Cleaner). In Abhängigkeit von der Strömungsführung im Inneren eines Cleaners unterscheidet man zwischen Gegenstrom- und GleichstromCleaner (Abb. 1). Dabei bezieht man sich auf die Abzugsrichtung von Überlauf und Durchlauf Durchlauf, die im Fall des Gleichstromprinzips am gleichen Cleanerende liegen, während sie bei Gegenstromführung gegenüber liegend angeordnet sind. Abb. 1: Unterscheidung von Cleanern nach StröSo arbeitet der klassische Schwerteilmungsfiihrung Cleaner, auch Forward-Cleaner genannt, nach dem Gegenstromprinzip. Die Schwerteile werden am unteren Ende des Cleaners abgezogen, während das Akzept am Kopfende des Der Vorteil des Reinigens von Faserstoffsuspensionen mit Cleanern besteht in der Mög- Cleaners ausgetragen wird (Abb. 2). lichkeit, sehr kleine und auch weiche Partikel Durch konstruktive Umgestaltungen des entfernen zu können, die sich aufgrund ihrer Cleaners und geänderte Dimensionierung der Größe und Deformierbarkeit einer —• Sor- Öffnungen für Durchlauf und Überlauf kann tierung entziehen. Bei der Cleanerreinigung die örtliche Lage der Rejekt- und Akzeptauswird der zu behandelnde Faserstoff innerhalb gänge im Vergleich zum Forward-Cleaner des Cleaners in schnelle Rotation versetzt. umgedreht werden. Dieser Cleanertyp arbeiDie Rotationskräfte bilden einen Wirbel aus, tet weiterhin nach dem Gegenstromprinzip, der zur Ausbildung eines Luftkerns um die dient aber der Abtrennung von Leichtteilen Cleanerachse führt. Die durch die Rotations- und wird daher auch Leichtteil- oder Reverbewegung im Cleaner an einem Partikel an- se-Cleaner genannt. greifenden Zentrifugalkräfte sorgen dafür, Mit einem Durchlauf-Cleaner (Throughdass die Schwerteile an die Innenwand des Flow-Cleaner) können ebenfalls Leichtteile Cleaners transportiert und spiralförmig nach abgetrennt werden. Der Abzug von Durchlauf unten abgezogen werden, während sich die und Überlauf erfolgt dabei aber gemeinsam Leichtteile im Wirbelkern der Cleanerachse an dem dem Cleanereinlauf gegenüber lieanreichern und von dort abgeführt werden. genden Teil. Durch entsprechende Einbauten Die sich im Zentrifugalfeld ausbildenden im Cleaner erfolgt am selben Cleanerausgang Kräfte erreichen in Abhängigkeit vom Clea- die Trennung zwischen dem an der Cleanernerdurchmesser und Druckabfall zwischen innenwand angereicherten Akzept und dem —• Einlauf und —• Durchlauf des Cleaners die im Wirbelkern aufkonzentrierten Leichtteil50- bis 200-fache Erdbeschleunigung. Rejekt. Der Through-Flow-Cleaner weist im Cleaner gibt es in zahlreichen AusfühVergleich zum Reverse-Cleaner den Vorteil rungsvarianten, die als Schwer- oder Leicht- auf, dass er mit geringeren Rejektteil-Cleaner, auch Schwerschmutz- oder Volumenströmen bzw. -Massenströmen beLeichtschmutz-Cleaner genannt, eingesetzt trieben werden kann. werden, je nachdem ob mit ihnen SchwerNeben diesen grundsätzlich verschiedenen oder Leichtteile abgetrennt werden sollen. Cleanertypen ist in Abb. 2 beispielhaft noch Die üblichen Cleanerkonstruktionen weisen ein Vier-Wege-Combi-Cleaner zur gleichzeiwie andere Hydrozyklone 3 Anschlüsse (3- tigen Abtrennung von Leicht- und SchwerWege-Cleaner) für Einlauf, Durchlauf teilen aufgeführt. Die Tabelle enthält die (—• Akzept) und —> Überlauf (—> Rejekt) auf. Spannweite von Betriebsbedingungen für Einlauf

236

3-Wege Cleaner

Forward-Cleaner Schwertell-Cleaner

4-Wege Cleaner

Reverse-Cleaner Through-Flow-Cleaner Lelchttell-Cleaner

Combl-Cleaner

Abb. 2: Schematische Darstellung von Cleanertypen

Forward-, Reverse- und Through-Flow-Cleaner. Insgesamt unterscheiden sich die verschiedenen Cleanerkonzepte noch in einer Vielzahl von weiteren Detailausführungen, wie z.B. spiralförmigem oder glattem Konus, Rejektrückspülung, Faserrückgewinnungseinheit, Entgasung, zylindrischem Cleaneroberteil und/oder Cleanerunterteil. Bei Cleanern erfolgte der Austrag des Rejekts traditionell unter Atmosphärendruck (free bleed) durch die Rejektöffnung, wodurch eine stehende Aufstellung erforderlich wird. Der Durchmesser der Rejektöffnung bestimmt die sich einstellende Rejektmenge. Parameter Einlauf-Stoffdichte Differenzdruck Rejekt-Massenstrom Rejekt- Volumenstrom Durchsatz pro Cleaner Aufenthaltszeit Zentrifugalkraft Spez. Energiebedarf

Um die Rejektmenge zu begrenzen, muss die Rejektöffnung möglichst klein gewählt werden. In der Praxis weisen diese Cleaner fur die Feinreinigung (z.B. Sand) einen Innendurchmesser von 5 bis 15 cm mit Rejektöffnungen von 3 bis 11 mm auf, wodurch in der Praxis leicht Verstopfungsprobleme auftreten können, was einen erhöhten Kontroll- und Wartungsaufwand bedingt. Aus diesem Grund steht der Rejektauslass bei vielen Cleanersystemen unter Gegendruck, so dass mit einer größeren Rejektöffnung gearbeitet und die Rejektmenge über ein Ventil reguliert werden kann. Gleichzeitig ist man dadurch auch in der Lage, eine beliebige Clea-

% bar % % 1/min

ForwardCleaner 0,5 - 1,0 0,7 - 2,0 10-20 7- 15 100 - 2 000

ReverseCleaner 0,5 - 0,8 2,0 - 3,0 15-25 40-60 50 - 120

s 8 kWh/t

1 -2 50- 150 2-20

1,0 100 - 200 17-24

Kenngrößen verschiedener Cleanertypen

Through-FlowCleaner 0,5 - 1,0 0,5 - 1,5 5 - 10 5 - 15 100- 150 1,5 50- 150 4-9

237 neranordnung, z.B. auch horizontal, zu wählen. Das kommt der platzsparenden Bauweise in sog. Cleaner-Batterien zugute, da die geforderten hohen Durchsatzleistungen nur durch die Zusammenschaltung zahlreicher Cleaner erzielt werden können. Das Rejekt von Cleanern der ersten Reinigungsstufe wird in bis zu 4 Stufen nachgereinigt. Diese Stufen sind meist in —•Kaskadenschaltung miteinander verknüpft. Die Endstufe muss sicherstellen, dass das endgültig ausgetragene Rejekt möglichst keine brauchbaren Fasern mehr enthält. Deshalb wird gezielt Rückspülwasser eingespritzt, um die Fasern in den Cleaner zurückzuspülen (Rückspülung). Die Faserverlustminimierung und der Reinigungswirkungsgrad sind dabei gegenläufig konkurrierende Ziele, die für den jeweiligen Betriebsfall zu optimieren sind. PU

ein sehr großes —• Arbeitsaufnahmevermögen, wodurch Clupak-Papiere eine hohe mechanische Belastbarkeit durch Füllgüter in Papiersäcken ermöglichen. Außerdem eignen sie sich infolge ihrer Glätte zum —• Streichen, —•Beschichten, —•Falzen und Bedrucken. Der Bereich der flächenbezogenen Masse liegt zwischen 25 und 100 g/m2. Sie werden verwendet für —• Sackpapier, Einschlagpapier, Umschläge, Tüten, Riesverpackung sowie verschiedene Spezialpapiere, wie Kabelpapier und Tischdecken. PA

CMC (carboxymethyl

cellulose)

—• Carboxymethylcellulose

CMP-Verfahren (chemi-mechanical pulping)

Cliché

—> Refiner-Holzstoffverfahren

(letter press printing form)

—• Klischee CMT-Messung (Concora Medium Test)

Clupak-Papier (clupak paper , extensible paper)

Clupak-Papier ist ein Papier mit erhöhter Dehnfahigkeit (—•Dehnung), im Gegensatz zu —• Krepppapier aber mit glatter Oberfläche. Der Name geht auf den Erfinder Cluett zurück, der nach Gründung der Firma Clupak Inc. das Herstellungsverfahren ab Anfang der 60er Jahre weltweit vermarktete. Die noch feuchte Papierbahn wird in der —• Trockenpartie einer Papiermaschine zwischen einer harten Walze (—• Trockenzylinder) und einer angepressten Gummiwalze (Zwei-Walzeneinrichtung) oder einem Gummituch (Tucheinrichtung) durchgeführt. Durch die Quetschung des Gummis im Walzenspalt wird er relativ beschleunigt bzw. entspannt, so dass die Fasern in der Papierbahn gestaucht und teilweise überlagert und gekrümmt werden. Die —• Glätte der Oberfläche bleibt bei diesem Prozess erhalten. Die maximale —• Bruchdehnung, die so auf das Papier übertragen werden kann, beträgt in Längsrichtung max. 12 %. Dadurch entsteht

Die CMT-Messung (Concora = Container Corporation of America) wird zur Bestimmung des Flachstauchwiderstands von labormäßig gewelltem —• Wellenpapier durchgeführt. Unter Flachstauchwiderstand wird der größte Widerstand verstanden, den eine Probe einer Druckbelastung entgegensetzt, bevor die Wellen zusammenbrechen. Der Flachstauchwiderstand wird sowohl an —• Wellpappe mithilfe der —• FCT-Messung als auch an labormäßig gewelltem Wellenpapier mithilfe der CMT-Messung bestimmt. Während der FCT-Wert den Stauchwiderstand des kompletten Verbunds (Liner-WelleLiner = Wellpappe) gegenüber der Kompression charakterisiert, kennzeichnet der CMTWert nur den Stauchwiderstand der Welle gegenüber der Druckbelastung senkrecht auf die Wellen. Der CMT-Wert gilt als eines der wichtigsten Qualitätsmerkmale von Wellenpapier, da er den potentiellen Flachstauchwiderstand der Wellpappe anzeigt, die mit dem entsprechenden Wellenpapier produziert wird.

238 Die Bestimmung des CMT-Werts ist nach DIN EN ISO 7263 genormt. Die Abbildung stellt das Prinzip der CMT-Messung dar.

F

Probestreifen Prinzip der CMT-Messung

Beim CMT-Test wird ein 12,7 mm breiter und 160 mm langer Streifen eines Wellenpapiers als Probe verwendet, der in —• Längsrichtung der Papierbahn geschnitten wurde. Die Probe wird in einer kleinen Laborriffelanlage in Wellenform gebracht. Da dies unter Hitzeeinwirkung geschieht, verliert die Probe Feuchtigkeit, so dass die gewellte und geklebte Probe 60 min zurückklimatisiert werden muss. Mithilfe eines Selbstklebebands wird die gewellte Probe so fixiert, dass 10 Wellenberge erhalten bleiben. Die so vorbereitete Probe wird in einer Druckprüfmaschine mit einer —• Belastungsgeschwindigkeit von 12,5 mm/min bis zum Zusammenbruch der Wellen belastet. Die maximale Kraft beim Zusammendrücken in [N] ergibt den CMT-Wert. Nach der Prüfung muss kontrolliert werden, ob die Wellen der Probe komprimiert wurden und nicht gekippt sind. Bei gekippten Wellen der Probe muss der Messwert verworfen werden. Ein großer Nachteil der CMT-Methode ist die zeitraubende Durchführung des Versuchs und der Umstand, dass man sehr genau arbeiten muss, um ein zufriedenstellendes Ergebnis zu erhalten. WS

C02-Steuer (CO 2 tax)

Um die ehrgeizigen Ziele der deutschen Bundesregierung, die C02-Emissionen vom Jahr 1990 bis zum Jahr 2005 um 25 % zu reduzieren, zu erfüllen, wurde Anfang der 90er Jahre über eine CC>2-Steuer nachgedacht. Diese nationale Abgabe sollte 10 DM/t C0 2 betragen. Aufgrund der Harmonisierungsbestrebungen innerhalb der Europäischen Gemeinschaft (europäische Energiesteuer) sowie der Selbstverpflichtungserklärung der deutschen Industrie zum Klimaschutz vom März 1995 bzw. der aktualisierten Erklärung von 1996, den spez. Energieeinsatz bzw. die spez. C0 2 Emissionen bis zum Jahr 2005 auf Basis des Jahres 1990 um 20% zu reduzieren, nahm die Bundesregierung vorläufig Abstand von einem nationalen Alleingang. In der Folgezeit gab es jedoch immer wieder Versuche, eine europäische Energiesteuer durch Harmonisierung bestehender Steuern auf Energieprodukte einzuführen. Der zuletzt vorgelegte Entwurf vom Mai 1997 zur europaweiten Harmonisierung bestehender nationaler Steuern auf Energie sieht Mindeststeuersätze vor, die ab 1998 alle 2 Jahre bis zum Jahr 2002 angehoben werden sollen. Um Aufkommensneutralität zu schaffen, ist eine Kompensation durch Verringerung der gesetzlichen Abgaben auf den Faktor Arbeit vorgesehen. Die geplanten Mindeststeuersätze würden eine Mehrbelastung der deutschen Zellstoffund Papierindustrie gegenüber dem Steuersatz im Jahr 1996 von im ersten Schritt 34 %, im zweiten Schritt 72 % und im dritten Schritt 140 % bedeuten. GT

Coarseness (coarseness)

Die Coarseness von Papierfasern (—> Faserfeinheit) definiert die mittlere längenbezogene Masse von Fasern: es gilt für die Coarseness C = m /1, mit m als mittlere Fasermasse und 1 als mittlere —» Faserlänge. Die Maßeinheit ist [mg/m], im Definitionsbereich von —• TAPPI [mg/100 m] (TAPPI-Methode Τ 234 cm-84).

239 Aus dem Wert der Coarseness lässt sich eine kombinierte Aussage über Masse und Schlankheitsgrad von Fasern ableiten. Kurze Fasern mit größeren Faserwandstärken besitzen eine größere Coarseness als lange, dünnwandige Fasern. Die Größenordnung der Coarseness von Papierfasern liegt im Bereich von 0,1 bis 0,3 mg/m, mittlere Werte von Sulfatzellstofffasern liegen bei C = 0,2 mg/m. Bei spezifizierter —> flächenbezogener Masse m A des Papiers bestimmt die Coarseness zusammen mit der mittleren Faserlänge die mittlere Anzahl der Fasern Ν pro Flächeneinheit A: N/A = m A / (C*l). Die Coarseness hat damit großen Einfluss auf die Festigkeitsund Steifigkeitseigenschafiten (—> Biegesteifigkeit) sowie auf die optischen Eigenschaften (z.B. —• Opazität) von Papier. Die Messung der Coarseness erfolgt in der Regel mithilfe von Faseranalysatoren (z.B. Kajaani-Tester), mit denen die mittlere Faserlänge und die mittlere Anzahl der Fasern pro Masseneinheit bestimmt werden können. Aufwendigere Verfahren benutzen —> Fasermikroskopie und Bildanalysemethoden ( - • Bildanalysator). GÖ

Cockling (cockling)

Der Begriff Cockling (engl.: cockle = Blase), im Deutschen als Blasigkeit bezeichnet oder auch als Beuligkeit zu verstehen, beschreibt in erster Linie den beim Kopiervorgang von holzfreien —• Feinpapieren auftretenden Effekt der kleinflächigen Papierwölbung. Diese Auslenkung des Papiers in —• z-Richtung liegt meist unterhalb von ± 1 mm, während sich die Ausdehnung der Blasen, die kreisförmig oder aber in —• Laufrichtung des Papiers gestreckt sein können (—> Streifenbildung), in der x-y-Ebene von 5 bis 50 mm erstreckt. Cockling kann aber nicht nur durch den Kopiervorgang ausgelöst werden. Auch bereits aus der —• Mutterrolle an der Papiermaschine entnommenes Papier zeigt im zugspannungsfreien bzw. zugspannungsarmen Zustand blasenformige Aufwölbungen (Abb.). Die Intensität der blasenformigen Verformung von unbeanspruchten Papierproben lässt sich einerseits durch angelegte Spannungen (z.B. Wickelspannungen in der Papierrolle) zumindest temporär reduzieren, andererseits durch dauerhaft wirksame Wickelspannungen (z.B. Rollenlagerung) oder durch elastisch-plastische Umformprozesse, Cobb-Wert wie —> Umrollen und —> Satinage, dauerhaft (Cobb test) Der Cobb-Wert ist ein Maß für das —> Was- vermindern. Eine vollständige Beseitigung seraufnahmevermögen von Papier und wird gelingt meist jedoch nicht. Ferner können Panach EN 20535 bzw. ISO 535 bestimmt. Bei piere auch nach dem —»Drucken von der —• Planlage aufgrund einer Blasigkeit abweidiesem Prüfverfahren werden die Papierproben einseitig mit einer definierten Wasser- chen. menge überschichtet und die nach definierter Einwirkzeit absorbierte Wassermenge gravimetrisch ermittelt. Die z.B. nach 30 s EinBlasige Oberfläche (Cockling) wirkzeit absorbierte Wassermenge wird als Unregelmäßiges kleinflächiges Aufwölben Cobb30 bezeichnet und in [g/m2] angegeben. oder Einbeulen der Papieroberfläche Weitere normierte Einwirkzeiten sind 60, 120, 300 und 1 800 s. Die Verwendung der jeweils günstigen Prüfzeit richtet sich nach dem Wasserabsorptionsvermögen der Probe. Der Cobb-Wert hängt von den Porositätskenngrößen und der —• Benetzbarkeit des Papiers ab. Wegen letzterer ist er von der —• Leimung abhängig. Er vermag Hinweise auf die Tintenbeschreibbarkeit nach DIN >CD 53126 (—• Tintenfestigkeit) zu geben. KE

240 Die Ursachen für das Cockling sind noch weitgehend unbekannt. Vermutet werden lokale strukturelle und/oder stoffliche Ungleichmäßigkeiten in der —• Blattebene und in z-Richtung, bedingt durch unterschiedliche —• Faserorientierung, zweiseitige Faserorientierung, kleinflächige stochastische Massenschwankungen (—> Formation) und —• Feuchteschwankungen, die letztendlich in lokal unterschiedliche Trocknungsgeschwindigkeit und lokal unterschiedliche —» Schrumpfung bei der Trocknung in der Papiermaschine münden, woraus lokale Verspannungen bzw. Verformungen des Papiers resultieren. Cockling ist im Randbereich von Papierbahnen stärker ausgeprägt als in der Papierbahnmitte und hat einen ähnlichen Verlauf wie das Querschrumpfungsprofil (—• Querschrumpfung). Die Orientierung der Blasen stimmt mit der Faserorientierung überein. Zur Reduzierung des Cocklings können folgende Maßnahmen beitragen: • •

• • •

• •

Verbesserung der —> Formation Vermeidung einer lokal ungleichmäßigen Entwässerung in der —• Pressenpartie schonendere Trocknung in der —• Trockenpartie homogenere —> Trockenfilze Papier möglichst hoch austrocknen und dann erst auf gleichmäßige Endfeuchte bringen Gehalt an —> Feinstoffen reduzieren Zweiseitige Faserorientierung reduzieren.

Überschreitet die Blasigkeit eine gewisse Intensität, so stellt sie meist eine beträchtliche Qualitätseinbuße des Papiers dar. Das wellige Erscheinungsbild beeinträchtigt Ästhetik, —> Bedruckbarkeit und fuhrt zu Problemen beim Kopieren von —• Kopierpapier sowie beim Stapeln von Formatpapieren. PR

Colorimeter (colorimeter)

Colorimeter ist eine Bezeichnung für Farbmessgeräte (—• Spektralfotometer, Dreibe-

reichsmessgeräte). Im engeren Sinne wird der Begriff z.T. für Dreibereichsfarbmessgeräte verwendet (—> Farbmessung). Sie liefern bauartbedingt unmittelbar die —> Normfarbwerte X, Y und Ζ ohne weitere Umrechnung. Sie sind in einer Zeit entwickelt und verwendet worden, in der CCD-Zeilenkameras und Computer noch nicht so preiswert waren wie heute. Dadurch sind sie vom heutigen Standpunkt aus unflexibel, weil sie z.B. Wechsel der Lichtart und des —• Normalbeobachters (10° oder 2°) hinsichtlich der Ergebnisberechnung nicht zulassen und auch die spektrale Verteilung einer Remission nicht angeben. UR

Colorimetrie (colorimetry)

Colorimetrie ist laut DIN 5033-1 in Anlehnung an fremde Sprachen früher häufig als andere Bezeichnung für die —> Farbmetrik, also die Lehre von den Maßbeziehungen der —> Farben untereinander, verwendet worden (—•Farbmessung). Des Weiteren wird der Begriff für die Bestimmung der Konzentration von Stoffen verwendet, die in Lösung eine Färbung haben. DIN 5033 empfiehlt, den Begriff ausschließlich in letzterem Sinn zu gebrauchen. UR

Color-Management (color management)

Mit Color-Management wird ein Werkzeug der Bildverarbeitung bezeichnet. Es hat die Aufgabe, bei der Farbreproduktion, bei der in der Regel Geräte von verschiedenen Herstellern eingesetzt werden, die Verarbeitung und Wiedergabe der Farbinformation vom Eingabegerät (z.B. —> Scanner) zum Ausgabegerät (z.B. Belichter, Drucker) so aufeinander abzustimmen, dass gesicherte und wiederholbare Ergebnisse erreicht werden und das Druckergebnis der Vorlage soweit wie möglich gleicht. Mit dem Color-Management werden alle Ein- und Ausgabegeräte an den geräteneutralen —> CIELAB-Farbenraum oder vergleichbare Referenzsysteme angepasst. Die

241 z.B. aus dem Scanner stammenden RGBDaten der —> Farbauszüge werden durch mathematische Transformationen in CIEDaten umgerechnet. Im Ausgabegerät (z.B. Monitor) durchlaufen die im CIE-System definierten Farbdaten wiederum eine Umrechnung in das interne Abbildungssystem. In der Druckvorstufe sollen zum einen durch die Anwendung des ColorManagements alle Farben einer Bildvorlage nach einem Digitalisierungsvorgang über den Scanner auf dem Monitor eines Computers genauso aussehen wie in der Vorlage. Zum anderen sollen alle Farben im Ausdruck über ein Farbdrucksystem (—• Druckmaschine, —• Kopiergerät, Farbkopierer oder digitale Farbdruck-Systeme) den Farben der Vorlage gleichen oder aber denen auf dem Monitor, wenn bewusste Farbmanipulationen vorgenommen wurden. FA

Colormetertest (colormeter test) Der Colormetertest ist eine Methode zur Prüfung des —• Wegschlagens von —> Druckfarben. Der Test wird auf frischen, unter Praxisbedingungen bedruckten Bogen durchgeführt. Das Testgerät in der Form eines Druckstifts, an dessen einem Ende sich ein farbannehmender Stempel befindet, wird zunächst auf eine vollflächig bedruckte Stelle unter definiertem Druck und anschließend auf eine unbedruckte Stelle desselben Bogens gesetzt. Weitere Abdrücke werden im Abstand von 30 s wiederholt, bis keine Testfarbe mehr übertragen wird. Die Zeit, bei der keine Farbe mehr übertragen wird, ist die —» Wegschlagzeit. UR

Combi-Blade-Auftragswerk (combi-blade coating head) Das Combi-Blade-Auftragswerk ist ein —> Auftragswerk mit separater Dosierung (Abb. 1). Hauptmerkmale sind die Umlenkoder Gegenwalze (1), die —> Farbübertragswalze (2), die —» Leitdüse (3) und das —• Dosierelement (4), hier ein —• Stiff Blade (—• starre Rakel) oder —• Bent Blade. In dem

Combi-Blade-Auftragswerk können je nach Einsatzerfordernis verschiedene —> Dosierelemente eingesetzt werden.

Abb. 1 : Combi-Blade-Auftragswerk (Quelle: Jagenberg)

Abb. 2 zeigt als Dosierelement eine —• Rakel aus Bandstahl als Bent Blade, die mit dem Andruckelement (2) gegen die Umlenk- oder Gegenwalze (3) angedrückt wird.

2

(Quelle: Jagenberg)

Abb. 3 zeigt als Dosierelement ebenfalls eine Rakel aus Bandstahl, hier eine starre Rakel (Stiff Blade) (1) mit einem Anschliff an der Andruckkante, die mit dem Andruckelement

242 (2) gegen die Umlenk- oder Gegenwalze (3) angestellt wird.

2

(Quelle: Jagenberg)

In Abb. 4 ist als Dosierelement eine —> Rollrakel (1) dargestellt, die ebenfalls mit einem Andruckelement (2) an die Umlenk- oder Gegenwalze (3) angestellt wird.

2

Abb. 4: Rollrakel als Dosierelement (Quelle: Jagenberg)

Combi-Cleaner (combi cleaner) —> Cleaner

Combipresse (combination suction pick-up first press) Bei einer Combipresse ist die Saug-Pick-upWalze als Presswalze ausgebildet. Eine bekannte Ausfuhrungsform ist die ZweiWalzen-Combipresse (Abb. 1). Die Papierbahn wird mit dem —> Pick-up-Filz und dem —> Vakuum der Pick-up-Zone vom —> Sieb abgenommen. Anschließend wird die Bahn in der Haltezone der Pick-up—• Saugwalze gehalten und zum ersten —• Pressnip transportiert. Die Vakuumkammer an der Pick-upSaugwalze besteht aus 2 bis 3 Abschnitten der Pick-up-Zone, der Haltezone und evtl. einer zusätzlichen Presszone.

•r-t Abb. 1 : Zwei-Walzen-Combipresse (einfach befilzt)

Bei der Drei-Walzen-Combipresse ist ein weiterer Pressnip auf der Zentralwalze angeordnet (Abb. 2). Die flächenbezogene Masse des produzierten Papiers liegt üblicherweise zwischen 80 und 200 g/m 2 . Die —• Linienkräfte betragen 60 bis 80 kN/m bzw. 80 bis 120 kN/m für den ersten bzw. den zweiten Pressnip.

KT

Abb. 2: Drei-Walzen-Combipresse (einfach befilzt)

BU

243 Computer-to-film (computer-to-film) In konventionellen Druckvorstufensystemen werden Bild und Text getrennt erfasst, bearbeitet, gestaltet und auf Film getrennt ausgegeben. In den modernen elektronischen Druckvorstufensystemen werden für die Text- und Bildherstellung die Daten mit —> Scannern erfasst, gemeinsam am Computer bearbeitet, beliebig gestaltet und digital gespeichert. Mit Laser- oder Elektronenstrahl wird der Kopierfilm belichtet, der die Kopiervorlage für die künftige —•Druckform darstellt. Mit der Computer-to-film-Technologie werden in der Druckvorstufe der Hand-, Blei- und Fotosatz sowie die Seitenmontage weitgehend abgelöst. FA

Computer-to-paper (computer-to-paper) Bei den Computer-to-paper-Verfahren werden ohne die Zwischenträger Film und —> Druckplatte die digital gespeicherten Textund Bilddaten aus —• Electronic-PublishingSystemen direkt auf den —> Bedruckstoff übertragen; man spricht von digitalen Drucksystemen. Charakteristisch ist also, dass digitale und nicht analoge Daten übernommen werden. Ein weiteres Merkmal und eine der wesentlichen Stärken dieser Systeme ist der „dynamische Druckzylinder". Zu verstehen ist darunter die Möglichkeit, bei jeder Zylinderumdrehung ein geändertes oder ein neues —• Druckbild zu erzeugen, z.B. für den Druck von personalisierten Werbesendungen. Als farbfähige digitale Drucksysteme sind folgende Verfahren auf dem Markt: • • • •

—• Elektrofotografie Inkjet-Druck (—• Inkjet-Printer) Thermotransfer- und Thermosublimationsdruck (—> Thermographie) Magnetographie.

In der nahen Zukunft werden den digitalen Drucksystemen im Bereich von FarbdruckKleinauflagen (bis 5 000 Exemplare) die

größten Zuwachsraten, gemessen am gesamten Druckvolumen, vorausgesagt. Literatur: Weber, Α.: Digitale Drucksysteme. Technik und Forschung, Informationen des Bundesverbandes Druck, Wiesbaden, 1/1994, Art. Nr. 86028 FA

Computer-to-plate (computer-to-plate) Computer-to-plate ist ein Verfahren zur Herstellung von —> Druckformen, bei dem eine vorbeschichtete Aluminiumdruckplatte, eine Fotodirektfolie, Papier-Offsetdruckfolie oder Zinkoxid-Papierdruckfolie ohne Informationszwischenträger, wie Kopiervorlagen, rechnergesteuert (z.B. mit Laserbelichtern) direkt außerhalb der —• Druckmaschine belichtet wird. Seit langem versucht man in der Druckindustrie, den Zwischenträger Film einzusparen, indem man den elektronisch gespeicherten Datenbestand eines Rechners direkt für die Herstellung einer Druckform verwendet. Diese Technik hat sich vor allem im —• Zeitungsdruck schnell eingeführt. Durch die mögliche Zeiteinsparung in der Druckvorstufe kann der Redaktionsschluss spät angesetzt werden. Ein weiterer Vorteil ist die Einsparung von Materialkosten für die Herstellung von Vorlagen. Voraussetzung für die Einführung der Computer-to-plate-Systeme war die Enwicklung von —> Druckplatten mit entsprechender spektraler —> Lichtempfindlichkeit, die eine direkte Bebilderung mit Laserstrahl ermöglichen. Literatur: Pietzsch, R.; Dolezalek, F.: Druckformenherstellung Offset. Lehrbuch der Druckindustrie. Frankfürt am Main: Polygraph Verlag, 1997 FA Computer-to-press (computer-to-press) Computer-to-press ist ein Verfahren zur Herstellung von —• Druckformen, bei dem eine —•Druckplatte direkt in der —•Druckma-

244 schine, in der spezielle Belichtungseinrichtungen integriert sind, belichtet wird. Die Computer-to-plate-Technologie kann auch innerhalb der —• Offsetdruckmaschine angewandt werden. Dabei wird die am Bildschirm eines Rechners entworfene Seite ohne Filmoder Plattenbelichtung und -entwicklung digital direkt in eine Ein- oder Mehrfarbenoffsetmaschine übertragen. Zum ersten Mal wurde eine DI-Druckmaschine (DI = direct imaging) von der Heidelberger Druckmaschinen AG 1991 vorgestellt. Die speziell entwickelter DI-Druckfolie besteht aus einem farbannehmenden PolyesterTrägermaterial, einer dünnen AluminiumMittelschicht und einer farbabstoßenden Silikon-Deckschicht. In jedem —• Druckwerk der Offsetdruckmaschine befindet sich anstelle des —• Feuchtwerks eine DI-Einheit, bestehend aus einem Hochspannungsteil und Schreibköpfen mit Elektroden. Diese Elektroden geben an den Positionen, an denen farbführende Punkte gewünscht sind, eine elektrische Ladung ab, die Silikonschicht wird entfernt, die Aluminiumschicht zerstört und damit die farbfuhrende Polyesterschicht freigelegt. Gedruckt wird mit einer Trockenoffsetfarbe (—» Trockenoffset). Die erreichbare Druckqualität entspricht einer norFA malen Offsetqualität.

Condebelt-Trocknung (condebelt drying) —• Presstrocknung

Containersammlung (collection by containers) —• Altpapier-Sammelsysteme

Controlling (controlling) Controlling kann verstanden werden als unternehmerisches Entscheidungs- und Führungsinstrumentarium durch ergebnisorientierte Planung, Steuerung und Überwachung eines Unternehmens in allen Bereichen

(engl.: to control = steuern, überwachen). In dieser Funktion beinhaltet Controlling die Gewinnung und Aufbereitung der erforderlichen Informationen, insbesondere hinsichtlich der Finanzvorgänge im Unternehmen (Budgetierung, —• Kosten- und Leistungsrechnung), die Informationsauswertung als Plan- und Ist-Größenvergleiche sowie darauf aufbauend die kurz-, mittel- und auch langfristige Unternehmensplanung zu entwickeln. Die Controllingaufgaben werden von einem Controller wahrgenommen, dessen hierarchische Position im Unternehmen in der Regel in der ersten oder zweiten Führungsebene angesiedelt ist. Während in den USA Unternehmen oftmals über eine spezielle Controllingabteilung als Stabsabteilung der Unternehmensleitung verfügen, wird das Controlling in Deutschland aufbauorganisatorisch häufig dem Rechnungswesen oder der Unternehmensplanung/Budgetierung zugeordnet. PL

Corona-Behandlung (corona treatment) Die Corona-Behandlung stellt ein Verfahren für die Oberflächenvorbehandlung von bahnformigen Materialien zur Verbesserung der Haftfestigkeit von —> Klebstoffen, Beschichtungen, —• Druckfarben oder —• Lacken dar. Sie wird insbesondere zur Vorbehandlung von —• Kunststofffolien bei der Herstellung von —> Verbundmaterialien für —> flexible Verpackungen eingesetzt. Auch veredelte Papiere und Kartons (z.B. gussgestrichene oder beschichtete Kartons für —•Faltschachteln) können zur Verbesserung der —>Bedruckund Lackierbarkeit oder ihrer Verklebungseigenschaften mit diesem Verfahren vorbehandelt werden. Das Verfahren basiert darauf, dass zwischen 2 geeigneten Elektroden in einem schmalen Luftspalt eine Entladung in einem Wechselstrom-Hochspannungsfeld von 12 bis 25 kV erfolgt, die sich optisch in einer Korona, d.h. in einem blauen Lichtsaum, äußert. Die bei der Entladung freiwerdende Energie dient zu etwa 95 % der Veränderung der Oberfläche der zwischen den beiden Elektro-

245 den hindurchlaufenden Bahn. Die restlichen 5 % der eingesetzten Energie werden anderweitig verbraucht (Bildung von —> Ozon, Umwandlung in Wärme- und Strahlungsenergie). Zwischen den Elektroden kommt es zur Ionisation der Luftmoleküle und zum Beschleunigen der gebildeten Ionen und frei gewordenen Elektronen, die an der Oberfläche der hindurchgeführten Bahn chemische Reaktionen auslösen. Im Wesentlichen handelt es sich dabei um Oxidationsreaktionen, die zur Bildung von polaren Atomgruppen (Carboxyl-, Carbonyl- und Hydroxylgruppen) führen. Damit verbunden ist eine Erhöhung der —• Oberflächenspannung und eine Erhöhung der Oberflächenpolarität, die zu einer verbesserten —• Benetzbarkeit (z.B. beim Aufbringen von Lacken oder Klebstoffen) und zu einer höheren Adhäsion führen. Parallel dazu kann eine mechanische Verfestigung der Folienoberfläche eintreten. Die chemische Modifikation betrifft nur einen wenige Nanometer dicken Bereich an der Oberfläche des eingesetzten bahnformigen Materials. Aufgrund des meist geringen Vernetzungsgrads in der modifizierten Oberfläche ist bei polymeren Werkstoffen die Beweglichkeit der modifizierten chemischen Gruppen hoch. Als Folge davon beobachtet man häufig bereits nach einigen Tagen Lagerung einen merklichen Abfall des Behandlungseffekts. KB

(—• Natriumsulfit und —> Natriumcarbonat) und anschließend eine mechanische Zerfaserung in einem —> Scheibenrefiner unter Überdruck bzw. bei Atmosphärendruck, meist in 2 hintereinander geschalteten Stufen. Dank der chemischen Vorbehandlung, durch die die ligninreiche —• Mittellamelle des Faserverbunds in den Hackschnitzeln angelöst wird, können nicht nur —• Nadelhölzer, sondern auch —• Laubhölzer zerfasert werden, wobei ein Faserstoff mit einem hohen Anteil langer Fasern (—• Faserlangstoff) gewonnen wird. Allerdings liegt die —•Ausbeute mit rund 90 % (entspricht 10 % Holzverlust infolge von Lösungsvorgängen) niedriger als beim TMP-Verfahren ( - • TMP). B L

CTMP-Verfahren (chemi-thermomechanical pulping) —• Refiner-HolzstoffVerfahren

Curl-Index (curl index) Unter Curl (engl.: Locke, Ringel) versteht man einerseits die —• Rollneigung eines Papiers (sheet curl) und andererseits die —• Faserkräuselung (fiber curl).

Curl I = t i CSB (COD) —• Chemischer Sauerstoffbedarf

Curl Π = ^ Curim=!=--1

CTMP (chemi-thermomechanical pulp) Chemisch-thermomechanischer RefinerHolzstoff, in der Fachwelt CTMP genannt, ist ein durch mechanische Zerfaserung von —• Hackschnitzeln in —• Refinern nach chemischer Vorbehandlung gewonnener Faserstoff. Beim —• Refiner-HolzstoffVerfahren mit chemischer Vorbehandlung (CTMP) erfahren die Hackschnitzel vor der Zerfaserung eine Imprägnierung mit Chemikalien

Curl IV = 1 - ^ ·

Vier unterschiedliche Curl-Indizes einer Faser

Die Faserkräuselung lässt sich bildanalytisch vermessen und als Curl-Index (Faserkräuselungs-Index) beschreiben. In der schemati-

246 sehen Faserdarstellung (Abb.) wird der Verbindungslinie A B zwischen den Faserenden die Länge L i zugewiesen, während man die gesamte Faserlänge mit L bezeichnet. L 2 ist die längste gerade Linie, die man in eine Faser anlegen kann. Mittels dieser Kennzahlen können die definierten Curl-Indizes berechnet werden. Curl I, I I und IV sind immer < 1. Curl I I I nimmt Zahlenwerte größer als Null an. Falls sich die Faser streckt, nehmen CurlIndex I und I I zu, während die Curl-Indizes I I I und I V abnehmen. Der Curl-Index kann in der Grundlagenforschung zur Chrakterisierung von Fasern und zur Beschreibung ihrer Veränderung durch technologische Prozesse (—• Mahlung, —• Refiner-Holzstoff, Beseitigung der —• Latenz, —• Heißdispergierung) herangezogen werden. Die Faserkräuselung beeinflusst ferner die Festigkeitseigenschaften von Papier (z.B. —• Durchreißwiderstand). PR

C-Welle (C-flute) —• Wellpappe

Cyan (cyan) Cyan ist ein grünliches Blau, das neben —> Magenta, Gelb und Schwarz als Primärfarbe für den —> Mehrfarbendruck dient. Der Name Cyan leitet sich von den Phtalocyaninen ab, einer Gruppe von sehr stabilen grünlich-bläulichen, synthetischen, organischen —> Pigmenten. Das Phtalocyaninblau mit dem Colour Index C.I. Pigment Blue 15:3, das in der genannten Weise als Pigment für die Primärfarbe Cyan verwendet wird, ist vollkommen beständig gegen —• Säuren, Alkalien, —• Lösemittel, —> Weichmacher, Fette, —• Paraffinwachs und —• Seife und besitzt eine sehr hohe —> Lichtechtheit. Außerdem ist es farbstark, transparent und von sehr reiner Farbe. Es ist das am meisten verwendete Buntpigment. RO

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•vm

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249 DAF (Dissolved Air Flotation) —• Druckentspannungsflotation

Dampf- und Kondensatssystem (steam-condensate system) Das Dampf- und Kondensatssystem umfasst bei der Papiermaschine die Einrichtungen für die Zuführung und Verteilung des —> Heizdampfs in die —> Trockenzylinder, wie für die Entfernung des anfallenden —» Kondensats aus den Zylindern der —• Trockenpartie. •

•

•

Da Sattdampf wegen effektiveren Wärmeübergangs beste Heizbedingungen in Bezug auf die Zylinderinnenwand herstellt, sollte der Dampf nur leicht überhitzt sein (max. 10° C). Kondensat im —• Dampfkopf schmiert den Dichtring, Trockenlauf ist schädlich. Leicht überhitzter Dampf ist von Vorteil. Da zumeist über 10° C überhitzter Dampf aus dem Kraftwerk vor dem Hauptverteiler ansteht, ist ein Dampfkühler vorzusehen.

anderen als Arbeitsmedium für —»Dampfturbinen benötigt. Zur Bereitstellung der benötigten Dampfmengen dient der Dampferzeuger, eine der zentralen Komponenten eines fossil befeuerten Kraftwerks (Abb.). Hier werden die durch die Verbrennung freigesetzte Wärme auf das —• Rauchgas übertragen und im Verdampfer das zugeführte Speisewasser in Dampf verwandelt. Der Verdampfer setzt sich aus vielen Rohren mit relativ geringem Durchmesser zusammen, die vom Rauchgas umströmt werden und durch die das Wasser bzw. der Dampf geführt werden. Auf diese Weise lassen sich große wärmeübertragende Oberflächen und hohe Betriebsdrücke realisieren. Vor dem Eintritt in den Verdampfer wird das Speisewasser im kälteren Teil des Dampferzeugers bereits vorgewärmt. 1 2 Rauchgas

Luftvorwärmer Speisewasservorwärmer Zwischenüberhitzer Überhitzer Verdampfer

Luft Speisewasser Hochdruckdampf

Dampfblaskasten (steambox) —• Dampffeuchter

Frischdampf Brennstoff

Verbrennungsrückstände Dampfdicht (vaporproof) Prinzip eines Dampferzeugers Dampfdichte Papiere besitzen eine möglichst geringe —• Wasserdampfdurchlässigkeit. GZ

Dampferzeugung (steam generation) Dampf wird in der Zellstoff- und Papierindustrie zum einen als Prozessdampf für die Zellstoffkocher (—> Kocher) oder —> Trockenzylinder von Papiermaschinen, zum

Der im Verdampfer erzeugte Dampf wird im Überhitzer auf die erforderliche Temperatur (bis zu 530° C) und den erforderlichen Druck (bis zu 190 bar) gebracht, verlässt als Frischdampf den Dampferzeuger und wird zur Dampfturbine geführt. Mithilfe einer Zwischenüberhitzung lässt sich der Wirkungs-

250 grad der Anlage erhöhen. Zu diesem Zweck wird im Hochdruckteil der Dampfturbine ein Teil des Dampfs oder der gesamte Dampfstrom (Hochdruckdampf) abgezogen und im Dampferzeuger auf die ursprüngliche Frischdampftemperatur erwärmt. Anschließend gelangt der Dampf wieder zur Turbine und wird dort auf den Enddruck entspannt. Bevor das Rauchgas den Dampferzeuger verlässt, erfolgt im Luftvorwärmer (—• Lufterhitzer) eine Erwärmung der Verbrennungsluft, wodurch die Temperatur im Feuerraum erhöht wird. HC Dampffeuchter (steambox) Durch die Bedampfung mithilfe von Dampffeuchtern können im —> Kalander satinagebedingte Verluste des —• Feuchtegehalts der satinierten Papierbahn gemindert, das Satinageergebnis (—» Satinage) korrigiert und die —• Zweiseitigkeit beeinflusst werden. Die Dampffeuchter sind vorwiegend im oberen Teil des mehrwalzigen Kalanders installiert, weil hier deren optimale Wirksamkeit erreicht wird. Durch Aufbringen unterschiedlicher Dampfmengen auf beide Seiten des Papiers wird versucht, eine durch die Papierherstellung auf —> Langsiebpapiermaschinen bedingte Zweiseitigkeit zu korrigieren. Allerdings kann dafür eine Anordnung der Dampffeuchter im unteren Teil des Kalanders erforderlich werden, da die Bedampfung der Bahn niemals vor den —> elastischen Walzen erfolgen darf, weil diese auf zusätzliche Feuchtigkeit mit unkontrollierten Temperatursteigerungen an der (matteren) Walzenoberfläche reagieren würden. Die Bedampfung der Papierbahn wird durch die der Bahn anhaftende Luftschicht erschwert, die vom Feuchtdampf erst durchdrungen werden muss, bevor dieser mit der Bahn in Berührung kommt. Außenliegende Dampffeuchter sind durch Dampfverluste an die Umgebungsluft und Luftströmungsstörungen in ihrer Wirkung und Gleichmäßigkeit eingeschränkt. Deshalb werden die Austrittsöffnungen moderner Dampffeuchter nahe an den Einlaufspalt in den Taschen platziert, die durch die Kalanderwalze und

die davor liegende Leitwalze gebildet wird (pocket steaming). Mit der Aufteilung der Dampffeuchter in mehrere Zonen sind ein begrenzter Einfluss auf die Glanz- und/oder Glätteprofile in —> Querrichtung der Papierbahn und eine gewisse Hilfe auch bei der Bewältigung von Dickenquerprofilproblemen möglich. Durch die Beheizung der Außenwände des Dampfblaskastens wird vermieden, dass sich Kondensattropfen bilden und auf die Papierbahn geschleudert werden. Der aus der Düsenöffnung tretende Dampf muss eine ausreichende Geschwindigkeit haben und gerade beginnen, aus der unsichtbaren gasförmigen Phase in die sichtbare Sattdampfphase überzugehen. Das geschieht in einem Abstand von 60 bis 70 mm zur Bahn. Abhängig von Dampfdruck und Temperatur bleibt der Dampf auf einer Strecke von etwa 20 bis 30 mm gasförmig. Der Abstand außenliegender Dampffeuchter zur Papierbahn beträgt nur 5 bis 10 mm, weil der im Feuchter stufenweise reduzierte Dampf mit

P ö a m p f = Ρ Luftdruck

aUStritt.

Der in jeder Papierfabrik vorhandene Dampf kann durch Einspritzen von —> Kondensat so aufbereitet werden, dass er als Feuchtdampf mit ca. 1,5 bar (= 111,4° C) und leichter Überhitzung (+ 6° C für Abkühlungsverluste in den Rohrleitungen) zur Verfugung steht. Die bedampfte Bahn wird durch den Feuchtdampf aufgeheizt. Deshalb ist eine Bedampfung erfolgreich bei —• ungestrichenen Papieren und bei Papieren mit —• Strichen, die durch Temperatur und Feuchtigkeit plastifiziert werden. Unerwünschter Nebeneffekt ist die Vergrauung stärker bedampfter Papiere (—> Schwarzsatinage), die sich als Verlust an —• Helligkeit und einer Verschiebung des —> Farbortes zeigt. —> Gestrichene Papiere mit thermoplastischen —> Bindemitteln können bei starker Bedampfung „ablegen", so dass sich die Kalanderwalzen mit Strichpartikeln belegen, wozu auch die Aufheizung der Bahn durch die im Feuchtdampf enthaltene Wärmeenergie beiträgt. Ein solcher Belag muss ständig entfernt werden, weil er den Satinageeffekt schmälert.

251

Mit den für das —• Janus Concept entwickelten Dampffeuchtern (Micro-Flow) kann diese Entfernung des Belags direkt durch einen integrierten Schaber erfolgen (Abb.), der an der Oberfläche der Heizwalze anliegt, die durch eine spezielle Beschichtung schaberbar ist. SZ

dem Mauerwerk ausfahrbaren Rohr, an dessen Ende der Blaskopf mit einer speziell geformten Düse sitzt. Um Erosionen an den Kesselrohren zu vermeiden, dürfen der Blasdruck nicht zu hoch und der Abstand zum Blaskopf nicht zu klein sein. Zur Reinigung von Nachschaltheizflächen (wie z.B. —•Lufterhitzer) während des Betriebs dient auch der Kugelregenreiniger. Seine Arbeitsweise beruht auf der Prallwirkung vieler kleiner, am oberen Ende des Dampferzeugers verstreuter Kugeln, die sich nach unten bewegen und nach der anschließenden Trennung von der abgelösten Schlacke wieder zurückgeführt werden. Frei hängende Rohrtafeln, wie sie z.B. in Müllkesseln anzutreffen sind, werden überwiegend mit Klopfwerken gereinigt. Dies sind waagrecht durch die seitlichen Rohrwände geführte Stößel, die über ein außen liegendes Hammerwerk auf die Böden der unteren Tafeln klopfen. Die dabei ausgelösten Erschütterungen lösen den verhältnismäßig lose haftenden Staub von den Rohren und lassen ihn herabrieseln. HC

Dampfkesselreinigung (steam boiler purification) Auf den Heizflächen (Rohren) von —• Dampferzeugern lagern sich bei Befeuerung mit festen Brennstoffen oder Heizöl nach und nach Schlacke, Asche und Ruß ab, die den Wärmeübergang behindern. Starke Verschlackung in Feuerräumen kann sogar ein sicherheitstechnisches Risiko bedeuten, da bei plötzlichem Abfallen von Schlacke hohe Wärmeeinstrahlung zur Filmverdampfung (schlagartiges Verdampfen des Wassers im Rohrinnern mit anschließender unzureichender Kühlung) mit nachfolgenden Rohrreißern fuhren kann. Eine kontinuierliche Heizflächenreinigung während des Betriebs ist also notwendig. Hierzu setzt man vor allem Rußbläser ein, die bei Schwachlastbetrieb des Kessels die Heizflächen durch das Aufblasen von Dampf, Wasser oder Druckluft reinigen. Rußbläser bestehen im Wesentlichen aus einem in den Feuerraum ragenden bzw. im Bereich hoher Temperaturen aus

Dampfkopf, Kondensatkopf (steam joint , condensate joint) Dampf- und Kondensatköpfe sind Einrichtungen an der Stirnseite (Deckel bzw. Zapfen) von —• Trockenzylindern, um den Dampf für die Beheizung in den rotierenden Zylinder einzuführen und/oder das —> Kondensat aus dem Zylinder zu entfernen. Es gibt Monoköpfe, die nur der Dampfzufuhr oder Kondensatabfuhr dienen. Der kombinierte Kopf weist beide Funktionen auf. Meist bildet dieser Kopf eine Einheit mit dem Siphon. Der Siphon ist ein Rohr, das aus der Deckelmitte in den Zylinder bis knapp zur Mantelinnenseite hineinragt. Durch dieses Rohr wird das Kondensat entfernt, nachdem es mithilfe von Schlupfdampf (Durchblasdampf) zerstäubt wurde. A u f diese Art lässt sich Kondensat auch bei hohen Papiermaschinengeschwindigkeiten (Zentrifugalkräften) mit relativ geringer Druckdifferenz (ca. 0,2 bis 0,8 bar in der —> Mehrzylinder-Trockenpartie, ca. 0,5 bis 1,5 bar beim Yankee-

Dampffeuchter mit Schaber

252 Zylinder) aus dem Trockenzylinder entfernen. Besondere mechanische Anforderungen an Dampf- und Kondensatköpfe werden durch die Temperaturunterschiede (ca. 60 bis 160° C) zwischen Betriebszustand und Stillstand gestellt. HO

Dampfturbine (steam turbine) In einer Dampfturbine wird die Wärmeenergie von Wasserdampf in mechanische oder mittels eines Generators in elektrische Energie umgewandelt. Der Dampf gelangt aus dem Dampferzeuger (—• Dampferzeugung) unter hohem Druck (bis 190 bar) und mit hoher Temperatur (bis 530° C) in die Dampfturbine und wird dort bis zum gewünschten Enddruck entspannt. Dabei erfolgt über Leitund Laufschaufeln eine Umwandlung der inneren Energie des Dampfs in Rotationsenergie des Turbinenläufers, die zum Antrieb von Arbeitsmaschinen oder Generatoren genutzt wird. Der entspannte Dampf wird in einem Kühler (Kondensator) oder —> Wärmetauscher verflüssigt und als Speisewasser wieder dem Dampferzeuger zugeführt. Soll neben elektrischer Energie auch Wärme (z.B. als Prozesswärme zum Trocknen) ausgekoppelt werden, wird der Dampf nicht bis auf Atmosphärendruck entspannt, sondern nur bis zu einem Enddruck, dessen Höhe sich nach der geforderten Wärmemenge bzw. dem Dampfzustand (nach Druck und Temperatur) richtet (Gegendruckturbine). Je höher die auszukoppelnde Wärmeenergie ist, um so höher liegt auch der Druck, auf den der Wasserdampf entspannt werden kann und um so weniger elektrische Energie kann erzeugt werden. Diese Art der gleichzeitigen Bereitstellung von elektrischer und thermischer Energie mit derselben Anlage bezeichnet man als KraftWärme-Kopplung, gekennzeichnet durch einen hohen thermischen Wirkungsgrad (bis ca. 85 %). Bei Industriekraftwerken ist die Kraft-Wärme-Kopplung weit verbreitet. So wird z.B. in der Papierindustrie der Prozessdampf zur Beheizung der —> Trockenzylinder von Papiermaschinen häufig einer Gegen-

druckturbine entnommen. Sind mehrere Dampfnetze mit unterschiedlichen Drücken zu versorgen, so kann an verschiedenen Stellen der Dampfturbine, an der der erforderliche Druck anliegt, jeweils ein Teilstrom des Dampfs entnommen und ins Dampfnetz eingespeist werden (Entnahmeturbine). A u f diese Weise lassen sich z.B. Hoch-, Mittelund Niederdrucknetze von derselben Turbine versorgen. Dies gilt z.B. für eine integrierte Zellstoff- und Papierfabrik, in der für den Holzaufschluss durch —> Kochen Temperaturen bis ca. 190° C (Mitteldruck) und für die Papiermaschine Temperaturen bis etwa 130° C (Niederdruck) benötigt werden. HC

Dandy Roll (dandy roll) Die Dandy Roll (dt.: Vordruckwalze, franz.: Egoutteur) wurde 1827 als siebbespannte Walze von Marschall in London erfunden. Mit der Vordruckwalze, so der alte deutsche Begriff, kann der nassen Papierbahn innerhalb der —> Siebpartie (—» Langsieb) eine Rippung oder ein —»Wasserzeichen eingedrückt werden. Anstatt Vordruckwalze hat sich auch im Deutschen die französische Bezeichnung —> Egoutteur durchgesetzt, woraus zu schließen ist, dass die Wasserzeichen als Herkunfts- und Gütezeichen in Frankreich damals besondere Bedeutung erlangt hatten. KL

Darr-Rohdichte (kiln dry density) Nach DIN 52182 wird die Rohdichte in [g/cm 3 ] als Quotient aus der —> ofentrockenen (otro) Masse und dem Volumen von —> Holz einschließlich seines Porenvolumens bestimmt. Bei Bestimmung der Darr-Rohdichte ist also die Holzprobe vorher zu trocknen (darren). Die Rohdichte von Holz kann nicht nur von Stamm zu Stamm oder von Holzart zu Holzart verschieden sein, sondern auch innerhalb eines Baums größere Streuungen aufweisen. EI

253 Deckelriemen ( deckle , deckle straps) Deckelriemen dienen bei älteren Papiermaschinen zur seitlichen Begrenzung der Stoffsuspension auf dem —> Langsieb am Anfang der —• Siebpartie. Sie sind am —• Stoffauflauf zu beiden Seiten des —» Siebtisches auf Rollen, den Deckelriemenrollen, gelagert (Abb.). Die seitliche Abdichtung der Stoffsuspension durch die Deckelriemen reicht bis zu den —> Flachsaugern, um ein Ablaufen der Stoffsuspension vom Sieb zu verhüten und um der sich formierenden Papierbahn eine risslose Kante zu geben. Staulatteri

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2

gering zu halten. Der Formatwagen dient der Breiteneinstellung der Papierbahn auf dem Sieb. In ihn ist die Deckelriemenvorrichtung integriert. Deckelriemen sind nur bei langsam laufenden Siebpartien mit großen Suspensionsschichthöhen im Einsatz. KL

Deckenpapier (liner, linerboard) Für die Herstellung von —> Wellpappe werden sowohl —> Wellen- als auch Deckenpapiere benötigt. Zwischen den Deckenpapieren als Außenlagen werden in der Wellpappenmaschine die gewellten Wellenpapiere eingeklebt und damit auf einen bestimmten Abstand von mehreren Millimetern zugunsten einer hohen —• Biegefestigkeit der Wellpappe gehalten. Das äußere Deckenpapier einer Wellpappenschachtel wird in der Wellpappenindustrie nomalerweise im Flexodruckverfahren bedruckt. Deckenpapiere verleihen der Wellpappenschachtel die erforderliche Festigkeit, vor allem hinsichtlich eines hohen Stauchwiderstands (—• Schachtelstauchwiderstand), damit die Wellpappenschachteln beim Übereinanderstapeln nicht einknicken, also versagen. Die Papierindustrie stellt 3 unterschiedliche Sorten von Deckenpapier her: • • •

—• Kraftliner —> Testliner —> Schrenz.

Deckelriemen auf dem Langsieb

Bei den Saugern werden die Deckelriemen über Umlenkrollen zum Stoffauflauf freihängend zurückgeführt. Die endlosen, aus Gummi gefertigten Riemen sind rechteckig oder quadratisch (ca. 40 mm Höhe und 50/55 mm Breite). Sie werden durch das Aufliegen auf dem Sieb von diesem mitgenommen. Im oberen rückläufigen Trumm ist die Deckelriemenwäsche, bestehend aus Spritzwasservorrichtung und Auffangrinne, angeordnet. Die Deckelriemenrollen müssen leichtgängig sein und haben mindestens 300/400 mm Durchmesser, um die Knickbeanspruchung

1) Kraftliner besteht aus ungebleichtem, seltener aus gebleichtem —• Nadelholz—• Sulfatzellstoff, dem je nach Herstellungsland und Hersteller gewisse Prozentsätze von —> Altpapierstoff zugemischt werden (maximal 20 %). Die flächenbezogene Masse variiert zwischen 115 und 440 g/m 2 , wobei das Papier entweder nur aus einer oder aus 2 Lagen besteht, die auf der Papiermaschine mithilfe eines —> Sekundärstoffauflaufs oder eines Obersiebes in einem Arbeitsgang im nassen Zustand miteinander verbunden werden. 2) Testliner basiert dagegen auf 100 % Altpapierstoff unter Verwendung von unteren

254 Altpapiersorten, wie —• gemischtes Altpapier und —> Kaufhausaltpapier, die wiederum Verpackungsmaterialien (vor allem gebrauchte Wellpappenschachteln und Kartonagen) und Anteile von Druckerzeugnissen (z.B. Zeitungen, Illustrierte) enthalten. Auch Testliner kann entweder ein- oder zweilagig erzeugt werden, wobei die äußere Lage der späteren Wellpappenschachtel aus drucktechnischen und ästhetischen Gründen dank aufwendigerer —•Altpapieraufbereitung höherwertiger ist. 3) Schrenz, auch Schrenzpapier genannt, ist eine historische, aber weiterhin übliche Bezeichnung für Papiere, die aus —> gemischtem Altpapier als Deckenpapiere im unteren Qualitätsbereich mit einer flächenbezogenen Masse ab 80 g/m 2 hergestellt werden. Die wichtigsten Eigenschaften von Deckenpapier sind —> Berstfestigkeit und —• Stauchwiderstand, entweder ermittelt als —• Ringstauchwiderstand (ring crush test = RCT) oder als —> Streifenstauchwiderstand (short span compression test = SCT). GG

Deckfähigkeit (coverage properties, opaqueness) Unter Deckfahigkeit einer —> Druckfarbe wird ihre Eigenschaft bezeichnet, nach ihrem Aufdruck den Untergrund des Bedruckstoffs abzudecken, so dass dessen farbliche Eigenschaften oder Oberflächenstrukturen nicht oder nur wenig erkennbar sind. Sie basiert auf dem Effekt, dass einfallendes Licht an den Pigmentteilchen gestreut wird. Deckfähigkeit wird bei Druckfarben durch Beimengung von —• Pigmenten, wie —• Titandioxid oder Zinkweiß, erzielt, d.h. von Pigmenten mit geringer —• Transparenz (Lasur). Die Deckfähigkeit einer Druckfarbe nimmt mit zunehmender Differenz zwischen dem Brechungsindex von Bindemittel und Pigment zu. Bei Druckfarben für den —•Mehrfarbendruck wird eine möglichst niedrige Deckfähigkeit bzw. eine hohe Transparenz der Druckfarben angestrebt, um die —> Farbmi-

schung durch den Übereinanderdruck zu ermöglichen. Diese Transparenz, charakterisiert durch eine Transparenzzahl, darf bestimmte Werte nicht überschreiten, wenn die Druckfarbe für den Vierfarben-Offsetdruck mit den Festlegungen in ISO 2846-1 übereinstimmen soll. RO

Deckstrich (top coat) Der Deckstrich ist die zuletzt aufgebrachte, außen liegende Strichschicht (—> Strich), mit der wichtige Oberflächen- und Verarbeitungseigenschaften der —•gestrichenen Papiere eingestellt werden. Die Qualität der Deckschicht hängt stark vom —» Rohpapier und den vorher aufgebrachten Strichschichten ab. Bei —• Druckpapieren werden im Deckstrich vor allem feinteilige und hochweiße —• Pigmente eingesetzt, um die Oberflächeneigenschaften der Papiere, wie —> Glanz, —• Glätte oder —> Weißgrad, aber vor allem die —> Ver- und —> Bedruckbarkeit günstig zu beeinflussen. Um die qualitativen Anforderungen erfüllen zu können, muss die richtige Auswahl der geeigneten Pigmente, —• Bindemittel und sonstigen Hilfsstoffe getroffen werden. So werden z.B. plättchenformige bzw. nadelformige Pigmente (z.B. —> Kaolin bzw. gefälltes —• Calciumcarbonat) eingesetzt, um einen hohen Glanz zu erreichen. Für die Erzielung eines Matteffekts ist der Einsatz rhomboedrischer Calciumcarbonate nötig. Um eine gute Bedruckbarkeit im —> Offsetdruck zu gewährleisten, ist ein hoher Bindemitteleinsatz nötig. Beim —• Tiefdruck ist dagegen ein niedriger Bindemitteleinsatz zur Gewährleistung einer hohen —> Saugfähigkeit erforderlich. Bei einfach gestrichenen Papieren (—> Einfachstrich) spricht man üblicherweise nicht vom Deckstrich, auch wenn diese Strichschicht außen liegt. Der Begriff Deckstrich wird vor allem bei mehrfach gestrichenen Papieren (—• Mehrfachstreichen) und Kartons verwendet, um die zuletzt aufgebrachte Strichschicht im Gegensatz zum —• Vorstrich oder Zwischenstrich zu charakterisieren. GZ

255 Dehn- oder Dehnungsgeschwindigkeit (straining rate, rate of elongation)

Der Zugversuch stellt in der Papierprüfimg ein wichtiges Hilfsmittel zur Bestimmung von wichtigen Festigkeitseigenschaften (z.B. —> breitenbezogene Bruchkraft, —» Bruchkrafitindex) von Papier dar. Bei der Angabe der Geschwindigkeit, mit der eine Probe bei einer Zugprüfung verformt wird, ist zu unterscheiden zwischen der —• Belastungs- oder Abzugsgeschwindigkeit und der Dehn- oder Dehnungsgeschwindigkeit. Die Belastungsgeschwindigkeit gibt die Verformung der Probe in mm pro Zeiteinheit an. Sie hat in der Papierprüfung üblicherweise die Einheit [mm/min].

größe zur Charakterisierung des Verformungsverhaltens von Papier ist die Dehnung unter einachsiger Zugbeanspruchung. Beim Bedrucken - z.B. speziell dem —> Mehrfarbendruck - spielt das Verformungsverhalten des verwendeten Papiers bei der —> Bedruckbarkeit hinsichtlich der Registerstabilität (—• Register) und bei der —> Verdruckbarkeit hinsichtlich der —> Bahnreißer eine große Rolle.

Bei der Dehn- oder Dehnungsgeschwindigkeit dagegen wird statt der Verformung die Dehnung in [%] angegeben, die die Probe während der Zugprüfung pro Zeiteinheit (z.B. in [min]) erfährt. Sie hat daher die Einheit [%/min]. Aus der Belastungsgeschwindigkeit lässt sich die Dehn- oder Dehnungsgeschwindigkeit berechnen, indem die Verformung der Probe, die diese bei der Zugprüfung pro Zeiteinheit erfährt, auf die Ausgangslänge der Probe bezogen wird. WS Zugkraft Dehnung ( elongation , strain , stretch) Die in Prozent angegebene Dehnung berechnet sich aus der Längenänderung unter Zugbeanspruchung, bezogen auf die Ursprungslänge der auf Zug beanspruchten Längeneinheit. Die Dehnung eines bis zum Bruch belasteten Papiers wird —• Bruchdehnung genannt. ε = —100 lo

[%]

ε : Dehnung in [%] Δ1: Längenänderung der Probe in [mm] lo : Ursprungslänge der Probe in [mm] Das Verformungsverhalten von Papier bei mechanischer Belastung ist bei der Papiererzeugung und —> Papierverarbeitung, beim —• Drucken und zum Teil auch beim Papiergebrauch von großer Bedeutung. Eine Kenn-

Abb. 1 : Definition der Dehnung

Bei der Dehnung von Papier wird nicht nur nach —• Längs-, —> Quer- und Dickenrichtung (—> z-Richtung) unterschieden, sondern auch aufgrund der Theologischen Eigenschaften des Papiers in elastische (reversible) (—> Elastizität), viskoelastische (zeitabhängig reversible) (—• Viskoelastizität) und —»plastische (irreversible) Dehnung (Abb. 2). Aus Abb. 3 geht der Einfluss der —> Anisotropie des Papiers auf das Kraft-DehnungsVerhalten hervor. Infolge der Anisotropie des Papiers, bedingt durch die —• Faserorientierung und durch Trocknungsspannungen, die beim Trocknen der feuchten Papierbahn unter Schrumpfungsbehinderung entstehen, kommt es zu unterschiedlichen —• Spannungs-Dehnungs-Kurven in Längs- und Querrichtung.

256 —• Satinage) und der Größe der Zugbelastung auch von der Luftfeuchtigkeit (—• relative Luftfeuchtigkeit), von der Temperatur und von der —»Belastungsgeschwindigkeit beim Zugversuch ab. WS

Zugkraft, Ν

A

—

Λ> f

fA

( '

>l< >l
T^-U

0/

elastisch viskoelastisch

Abb. 2: Verlauf eines Zugversuchs mit einmaliger Zwischenentlastung und Haltezeit zur Bestimmung der verschiedenen Dehnungsanteile

Zugkraft, Ν

Abb. 3: Zugkraft-Dehnungs-Verlauf in Abhängigkeit von den beiden Hauptrichtungen von Papier

In Längsrichtung erhält man einen steilen Kurvenanstieg mit einer hohen Zugkraft beim Probenbruch (am Ende der Kurve), wobei die Dehnung als Bruchdehnung bei der Probenzerstörung kleiner als in Querrichtung des Papiers ausfallt. Die Kurve für die Querrichtung flacht dagegen nach kurzem steilen Anstieg asymptotisch ab, so dass die Zugkraft bei Probenbruch (—> breitenbezogene Bruchkraft) geringer ist als in Längsrichtung. Die Dehnung eines Papiers hängt neben seiner Stoffzusammensetzung und seinen Herstellungsbedingungen (z.B. —»Mahlung,

Deinking (deinking) Der englische Begriff Deinking (engl.: ink = Tinte, —• Druckfarbe) beschreibt den Prozess der —• Druckfarbenentfernung aus —• Altpapier. Deutschsprachige Synonyme sind die nicht gebräuchlichen Begriffe Entfärbung oder Entschwärzung. Der Deinkingprozess stellt die wichtigste Verfahrensstufe bei der Aufbereitung bedruckter heller —• Altpapiersorten dar, wenn daraus vor allem —• grafische Papiere und —• Hygienepapiere hergestellt werden. Er dient der Verbesserung des —• Weißgrads von —• Altpapierstoff, auch —• Deinkingstoff genannt. In Deutschland wird mittlerweile mehr als ein Drittel der gesamten verarbeiteten Altpapiermenge im Zuge seiner Aufbereitung diesem Verfahrensschritt unterzogen. Dieser Anteil wird zukünftig noch weiter steigen, denn nur durch die Anwendung des Deinkingprozesses lassen sich weitere Einsatzgebiete für Altpapier bei der Papiererzeugung erschließen. Reserven bestehen vor allem bei höherwertigeren grafischen Papiersorten (z.B. —• LWC- und —• SC-Papieren), deren Gebrauchswert maßgeblich durch das Niveau —• optischer Eigenschaften bestimmt wird. Für den Prozess der Druckfarbenentfernung stehen 2 verschiedene Verfahren zur Verfügung: • •

—• Flotation —• Wäsche.

Die Wäsche wird weniger in Europa als vielmehr in Nordamerika angewandt. Beide Prozesse ermöglichen auf unterschiedliche Weise ein mehr oder weniger selektives Abtrennen von Druckfarbenpartikeln aus dem Altpapierstoff. Der Flotationsprozess gewinnt wegen seiner geringeren Stoffverluste (um

257 10 %, im Vergleich zur Wäsche mit ca. 30 %) auch in Nordamerika immer mehr an Bedeutung. Sieb

Filtrat Stoffverteiler^-^/ Abnahmeschaber gewaschener Stoff

Filtratwanne

°

Entfernung der Druckfarbe zielt. Alle vorgeschalteten Verfahrensstufen sind daher so ausgelegt, dass die Druckfarben weitestgehend von der Faseroberfläche abgelöst werden und anschließend in einem Partikelgrößenspektrum vorliegen, das die effektive Entfernung der abgelösten und zerkleinerten Partikel aus der Altpapierstoffsuspension gestattet. Dabei sollten die Druckfarbenpartikel für eine Entfernung nach dem Waschverfahren möglichst klein sein (< 30 μιη), während fur eine optimale Entfernung der Partikel nach dem Flotationsverfahren ein Spektrum von 10 bis 150 μιη flächengleichem Kreisdurchmesser als optimal gilt.

Siebreinigung

Abb. 1: Prinzip des Vario-Split (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology)

Grundsätzlich dominiert das Flotationsverfahren bei der Aufbereitung von Altpapier zur Herstellung grafischer Papiere, während das Waschverfahren überwiegend bei der —> Altpapieraufbereitung für Hygienepapiere zum Einsatz gelangt. Für qualitativ hochwertige Hygienepapiere ist die nahezu vollständige Entfernung von —> Füllstoffen und —> Pigmenten aus dem Altpapierstoff erforderlich, weshalb bevorzugt das Wasch-Deinkingverfahren eingesetzt wird (Abb. 1). Dabei werden mithilfe feinmaschiger Siebe alle Teile des Altpapierstoffs ausgewaschen, die aufgrund ihrer Größe und Form das Sieb und die sich aufbauende Filterhilfsschicht passieren können. Dagegen ist das FlotationsDeinkingverfahren (Abb. 2) ein selektiverer Druckfarbenentfernungsprozess, bei dem die abzutrennenden Druckfarbenpartikel an Luftblasen angelagert werden, um sie dann als Schaum aus der Altpapierstoffsuspension zu entfernen. Die größere Selektivität des Flotationsverfahrens - im Vergleich zum Waschverfahren - ist die Ursache für dessen höhere —• Ausbeute. Die Druckfarbenentfernung ist in eine leistungsfähige Technologie der Altpapieraufbereitung eingebettet, die auf die vollständige

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delnkter Altpapierstoff

O Luftblasen

Stofeinlauf lì |o Jb> Karton, müssen durch manuelle —•Altpapiersortierung vor dessen Verwertung aufwendig entfernt werden. Von untergeordneter Bedeutung ist bisher das Deinken bei der Aufbereitung von Altpapier für die Herstellung von Karton. Als klassische Anwendung ist die Druckfarbenentfernung aus Altpapierstoff für die Herstellung

258 der Deckschicht von Karton zu bezeichnen, wenngleich sie nur in geringem Umfang praktiziert wird. Der Deinkingstoff wird dabei als Zellstoffersatz verwendet. Jüngste Anwendung findet die Deinkingtechnologie im Bereich der Aufbereitung von gemischten Altpapieren zur Herstellung von Verpackungspapieren und Karton. Zielsetzung ist dabei allerdings nicht die Steigerung der optischen Qualitätseigenschaften des Altpapierstoffs, sondern vielmehr die Möglichkeit der Schadstoffentfrachtung des Altpapierstoffs. PU

Deinkinganlage (deinking plant) Die Deinkinganlage ist ein wesentlicher Bestandteil einer —• Stoffaufbereitungsanlage für grafisches —• Altpapier, in der —• Druckfarben aus der —• Fasersuspension entweder durch —• Flotation oder durch —> Wäsche entfernt werden. Der damit einhergehende Anstieg der optischen Qualität des —• Altpapierstoffs gestattet einen vielseitigeren Einsatz des —• Sekundärfaserstoffs auch in optisch höherwertigen Papiersorten. Im eigentlichen Sinne umfasst die Deinkinganlage nur die Maschinen, mit denen die Abtrennung der Druckfarben aus dem Altpapierstoff vorgenommen wird. Häufig wird im Sprachgebrauch aber auch die gesamte Stoffaufbereitungsanlage als Deinkinganlage bezeichnet, sofern eine Druckfarbenentfernungsstufe mit Flotation und/oder Wäsche integriert ist. Deinkinganlagen bestehen üblicherweise aus mehreren Flotationszellen und/oder Waschfiltern, die zur Erzielung eines gewünschten Deinking-Wirkungsgrads im Sinne der Entfernung von Druckfarbenpartikeln und anderen störenden Partikeln hintereinander geschaltet werden. Während in der Vergangenheit der Prozess der Druckfarbenentfernung häufig einstufig betrieben wurde, sind heute meist 2 (seltener auch mehr) Deinkingstufen innerhalb einer Stoffaufbereitungsanlage anzutreffen. Bei sehr hohen Qualitätsansprüchen werden auch mehrere Flotationsstufen und Waschstufen miteinan-

der kombiniert. Üblicherweise wird der —> Deinkingstoff zwischen den Druckfarbenentfernungsstufen weiteren Aufbereitungsprozessen, wie —• Dispergierung, —> Reinigung, —• Sortierung oder —> Bleiche, unterworfen. Zur Minimierung von Faserverlusten werden bestimmte Flotationszellen mit einer Sekundärstufe betrieben, in der der Schaum der Primärflotation in einer oder mehreren hintereinander geschalteten Zellen flotiert wird. Das —• Akzept (Gutstoff) der Sekundärstufe wird üblicherweise vor die Primärstufe zurückgeführt. Der Schaum der Sekundärstufe wird nach seiner —» Entwässerung auf unterschiedlichen Entsorgungspfaden entweder stofflich verwertet (z.B. Baustoffindustrie), zur Energiegewinnung mit anderen —> Reststoffen werksintern verbrannt oder als —> Abfall (noch) deponiert. AC

Deinkingchemikalien (deinking chemicals) Voraussetzung für die Entfernung von —• Druckfarbe aus dem —• Altpapierstoff ist ihre Ablösung von den —• Fasern. Zu diesem Zweck werden üblicherweise bereits bei der —> Zerfaserung von —> Altpapier im —> Pulper oder in der —> Auflösetrommel alle erforderlichen Chemikalien zugegeben. Bei Deinkingchemikalienrezepturen ist grundsätzlich zu unterscheiden, ob es sich bei den zu deinkenden —• Altpapiersorten um —• holzhaltige oder —• holzfreie Sorten handelt und welches Verfahren der —• Druckfarbenentfernung (—> Flotation oder —• Wäsche) angewandt wird. Für die mengenmäßig am häufigsten deinkten holzhaltigen Altpapiersorten (—• Zeitungen und Illustrierte), die üblicherweise nach dem Flotationsverfahren gereinigt werden, enthalten die Deinkingrezepturen Natronlauge, —> Wasserglas, —> Wasserstoffperoxid und eine grenzflächenaktive Substanz als Flotationsmittel, auch —> Tensid genannt. Diese Chemikalien unterstützen den Zerfaserungsprozess des Altpapiers und bewirken zusammen mit der mechanischen Beanspruchung im Pulper oder in der Trom-

259 mei die Ablösung der Druckfarbe von den Fasern. Um das Wirkpotential der Chemikalien voll auszunutzen, sind Reaktionszeiten erforderlich. Aus diesem Grund ist fur den suspendierten Altpapierstoff eine Reaktionszeit vorgesehen, bevor er gereinigt (—• Reinigung) und floriert wird. Wegen der Alkalivergilbung bei Anwendung von Natronlauge ist bei holzhaltigen Altpapiersorten der Einsatz von Peroxid erforderlich. Dieses oxidative —• Bleichmittel wirkt einer —> Vergilbung der Fasern entgegen, unterstützt darüber hinaus den Druckfarbenablöseprozess und kann noch einen zusätzlichen Bleicheffekt erzielen. Peroxid ist gegenüber Schwermetall-Ionen (—> Schwermetalle) anfällig und kann durch mehrwertige Metall-Ionen, wie M n 2 + (Mangan) und Fe 3 + (Eisen), zersetzt werden und damit seine Wirksamkeit einbüßen. Dennoch wird auf den Einsatz von —> Komplexbildnern beim —• Deinking und —• Bleichen von Altpapier heute weitestgehend verzichtet, da die betriebliche Praxis gelehrt hat, dass mit dem Komplexbildnereinsatz keine nennenswerten Vorteile verbunden sind. Wasserglas wird wegen seiner unterstützenden Wirkung von Druckfarbenablösung und Druckfarbenentfernung eingesetzt. Außerdem ist Wasserglas ein wirkungsvoller Peroxid-Stabilisator, der dessen Zersetzung entgegenwirkt. Allerdings ruft diese Chemikalie auch nachteilige Effekte hervor. So wird z.B. die Wirkung anderer —> Hilfsstoffe auf der Papiermaschine beeinträchtigt, wenn der Altpapierstoff mit Wasserglas behandelt wurde. In der Vergangenheit haben den Betreibern von Deinkinganlagen infolge des Wasserglaseinsatzes vor allem Silikatablagerungen auf der Papiermaschine große Sorgen bereitet, da diese immer wieder zu Löchern in der Papierbahn und folglich zu Abrissen der Bahn geführt haben. Deshalb wurde die eingesetzte Menge von ehemals 5 auf etwa 2 % reduziert, bezogen auf die eingesetzte Altpapiermasse. Auf den Einsatz von Wasserglas beim Deinken holzhaltiger Papiere kann also nicht gänzlich verzichtet werden. Ist die Druckfarbe weitestgehend von den Fasern abgelöst, dann wird ein Sammler

benötigt, der die Druckfarbenteilchen an sich bindet und bei der Flotation für die Anlagerung der hydrophoben Druckfarbenpartikel an die Luftblasen sorgt. Diese Aufgabe übernehmen bei der Flotation waschaktive Sammler, meist Seifen (anionische Tenside), mit denen beim herkömmlichen Deinkingprozess die besten Ergebnisse erzielt werden. Die Tenside verbessern zudem den Ablöseprozess der Druckfarbe und sorgen für eine Stabilisierung des bei der Flotation entstehenden Schaums. Die Anwendungsmenge von Seifen liegt üblicherweise zwischen 0,5 und 1,0 %. Ihre erfolgreiche Anwendung erfordert eine —•Wasserhärte von mindestens 10°dH. Ist diese nicht vorhanden, sollten zusätzlich Calcium-Ionen dosiert oder synthetische waschaktive Substanzen eingesetzt werden. Neben der klassischen akalischen Flotation von holzhaltigem Altpapier sind darüber hinaus auch Entwicklungen zur Neutralflotation im Gange, bei der aber noch qualitative Abstriche gemacht werden müssen. Die beim Deinken eingesetzten Chemikalien sind nach dem Flotationsprozess zum überwiegenden Teil verbraucht und werden mit dem Schaum aus dem Prozess entfernt. Beim Waschverfahren wird anstelle eines anionischen Sammlers meist ein nichtionisches —• Dispergiermittel eingesetzt, dessen Hauptaufgabe es ist, die Druckfarben in sehr kleine Teilchen zu zerlegen, damit sie möglichst vollständig aus der —• Faserstoffsuspension heraus gewaschen werden können. Bei holzfreien Altpapiersorten wird die Deinkingchemikalienrezeptur im Vergleich zu holzhaltigen Sorten deutlich abgespeckt. Die Verwendung von Natronlauge und Wasserglas kann deutlich reduziert oder es kann sogar vollständig darauf verzichtet werden. Zum Einsatz gelangen dann lediglich noch Tenside als anionische Sammler im Flotationsverfahren bzw. als nichtionische Dispergiermittel sowie oxidative und/oder reduktive Bleichmittel, wie Peroxid, —> Dithionit und/oder —> FAS. Das Bleichmittel Peroxid ermöglicht insbesondere die Aufhellung von —• Deinkingstoffen, während die beiden reduktiven Bleichchemikalien bei der Entfär-

260 Umstellung von —> Druckfarben-Rezepturen in den vergangenen Jahren trifft dies jedoch nicht mehr zu. Deinkingschlämme sind bezüglich der Gehalte an —• Cadmium, —• Quecksilber, —» Chrom, —> Blei und NiDeinkingchemikalienaufbereitung ckel deutlich niedriger belastet als —• Klär(preparation of deinking chemicals) Die wichtigsten —> Deinkingchemikalien sind schlämme aus kommunalen —» Abwasserrei—• Natronlauge, —• Wasserglas, —> Wasser- nigungsanlagen. Ihr Einsatz als Porosierungsmittel bei der —• Ziegelherstellung und stoffperoxid und —»Tenside. Die 3 erstgeals Zuschlagstoff bei der —• Zementhernannten Chemikalien werden ausnahmslos stellung ist umweltverträglich und stellt kein flüssig geliefert und sind daher aus VorratsEmissionsrisiko dar. tanks einfach in den —• Pulper oder die —• Auflösetrommel der —• AltpapieraufbeDie Verbrennung von Deinkingschlämmen reitung zu dosieren, wobei lediglich die sierfolgt hauptsächlich mittels —> Rost- und cherheitsrelevanten Bestimmungen einzu—• Wirbelschichtfeuerung. Um eine selbsthalten sind. gängige Verbrennung ohne Verwendung von Zusatzbrennstoffen zu erreichen, sind DeinIm Gegensatz dazu werden Tenside sowohl in flüssiger als auch in fester Form geliefert. kingschlämme auf —> Trockengehalte von Während anionische —• Seifen häufig in etwa 60 % zu entwässern. Die —> Aschen aus der Deinkingschlammverbrennung entspreForm von Pellets benutzt werden, die entwechen den Kriterien der Deponieklasse I der der als Festsubstanz sackweise zudosiert oder mit Wasser in eine flüssige Chemikalienlö—> Technischen Anleitung Siedlungsabfall sung überfuhrt werden, liegen nichtionische (TA Si) und können deshalb auf BauschuttProdukte meist als Emulsionen in flüssiger Deponien (—• Deponie) abgelagert werden. Form vor. Anionische Fettsäureprodukte sind Sinnvoller ist allerdings der häufig praktizierte Einsatz in der Zement- und Baustoffingrundsätzlich flüssig, allerdings müssen aufgrund des niedrigen Erstarrungspunkts bedustrie oder im Straßenbau. HA sondere Vorkehrungen bezüglich der —• Fettsäureaufbereitung getroffen werden. PU Deinkingstoff (deinked pulp, DIP) Deinkingschlamm Deinkingstoff ist ein aufbereiteter —> Alt(deinking sludge) papierstoff, der entweder durch —> FlotationsAls Deinkingschlamm wird das bei der und/oder —• Wasch-Deinking in einer Altpa—• Druckfarbenentfernung (—• Deinking) anpieraufbereitungsanlage (—• Altpapieraufbefallende Gemisch aus —• Fasern, —> Fein- reitung) von —> Druckfarben und sonstigen, stoffen, —> Füllstoffen und Druckfarbenbe- optisch störenden sowie klebenden Verunreistandteilen bezeichnet. Im europäischen nigungen (—> Stickies) befreit worden ist. —> Abfallkatalog (EAK) haben DeinkingDeinkingstoff wird aus hellen —• Altpapierschlämme die Code-Nummer 030305. sorten (z.B. —• Deinkingware) hergestellt, sei Abhängig vom angewandten Deinkingveres aus holzfreien oder holzhaltigen grafischen fahren unterscheiden sich Deinkingschlämme Altpapieren, wie z.B. Zeitungen und Illusthauptsächlich in ihren —• Aschegehalten. Die rierte. beim Wasch-Deinking (—• Wäsche) anfallenden Schlämme weisen im Allgemeinen einen • Holzfreier Deinkingstoff, der neben höheren Aschegehalt auf als Schlämme aus —> Füllstoffen und —> Pigmenten nahezu dem Flotations-Deinking (—• Flotation). ausschließlich Zellstofffasern enthält, In Deinkingschlämmen werden heute imwird für die Herstellung von höherwertimer noch hohe Schwermetall-Belastungen gen —• Hygienepapieren, —> holzfreien (—• Schwermetalle) vermutet. Aufgrund der

bung gefärbter Deinkingstoffe ihre besondere PU Wirksamkeit entfalten.

261

•

Papieren oder fur die weiße Decke von —• Faltschachtelkarton verwendet. Holzhaltiger Deinkingstoff dient der Herstellung von —• holzhaltigen Papieren (z.B. —• Recycling-, —• Zeitungsdruck-, —• SC- und —• LWC-Papier) sowie von bestimmten Sorten von Hygienepapier.

Holzfreier Deinkingstoff wird vor allem in den USA als Markt-Deinkingstoff - teilweise in Werken ohne und teilweise mit Papierfabrikation - erzeugt und in getrockneter oder feuchter Form an Papierfabriken verkauft. In Europa gibt es 1999 nur eine Anlage zur ausschließlichen Herstellung von holzfreiem (Château Thierry/ Markt-Deinkingstoff Frankreich). Demgegenüber wird holzhaltiger Deinkingstoff in den entsprechenden Papierfabriken erzeugt und nur in seltenen Fällen als Markt-Deinkingstoff produziert (z.B. jeweils eine Anlage in Finnland und Deutschland für holzhaltigen Deinkingstoff). Holzfreier Deinkingstoff ist ein Substitut für —• Zellstoff, insbesondere für kurzfaserigen —• Laubholzzellstoff, während holzhaltiger Deinkingstoff (mit etwa 35 bis 40 % Zellstoffgehalt) in erster Linie —»Holzstoff ersetzt. GG

Synonym für eine Mischung aus Zeitungen und Illustrierten eigentlich nicht zulässig, wird allerdings häufig praktiziert. Dies ist auch darauf zurückzuführen, dass Deinkingware bisher lediglich in der deutschen —> Altpapiersortenliste als Sorte D39 spezifiziert ist und gemäß Definition zu mindestens jeweils 40 % aus Zeitungen und Illustrierten bestehen muss. Damit ist grundsätzlich ein gewisser Anteil anderer grafischer Papiere, wie z.B. —• Kopier- oder —> Schreibpapier, zulässig. Allerdings ist der Anteil für das Deinken ungeeigneter Papiere und Pappen zukünftig auf insgesamt 1,5 % beschränkt. In den anderen Altpapiersortenlisten werden lediglich Mischungen aus —•Zeitungen, Zeitschriften und Illustrierten beschrieben, die streng genommen keine weiteren Anteile anderer grafischer Papiere zulassen. 6 % Unerwünschte Papiere und 4 % Sonstige ν Pappen / 1 % Verunreinigungen helle Papiere \ ^ \ 9 % Holzfreie. Papiere ^S^U

41 % Leitungen

Deinkingware (recovered paper for deinking) Der Begriff Deinkingware wird für grafisches —• Altpapier aus der haushaltsnahen Erfassung verwendet, das im Rahmen der —> Altpapieraufbereitung in der Papierindustrie einem Druckfarbenentfernungsprozess (—* Deinking) unterzogen wird. Diese Deinkingware ist aufgrund ihrer Erfassungstruktur holzhaltig und besteht aus einer Mischung verschiedener grafischer Papiere. Die durchschnittliche Zusammensetzung von Deinkingware zur Herstellung von —• Zeitungsdruckpapier und grafischem —* Recyclingpapier stellte sich 1994 in Deutschland gemäß folgender Abbildung dar. Neben 80 % alten Zeitungen, Zeitschriften und Katalogen enthält die Deinkingware einen Anteil von rund 13 % anderer Papiersorten. Daher ist die Verwendung des Begriffs Deinkingware als

39% -Illustrierte / Kataloge

Zusammensetzung von Deinkingware (1994)

Da diese —• Altpapiersorte einem Deinkingprozess unterzogen wird, bei dem die —• Druckfarben entfernt werden und ein heller —> Altpapierstoff zur Herstellung grafischer Papiere und von Hygienepapieren entsteht, wirken sich ungebleichte Fasern aus Verpackungsmaterialien, wie —> Wellpappe und —• Kartonagen, sowohl negativ auf den —• Weißgrad als auch auf die optische Homogenität der daraus erzeugten Papiere aus. Daher sollte Deinkingware insbesondere frei

262 von Verpackungsmaterialien aller Art (= für das Deinken ungeeignete Papiere und Pappen) der Papierindustrie bereitgestellt werden. Literatur: Putz, H.-J.: Steigende Altpapiererfassung und ihre Konsequenzen für die Qualitätseigenschaften verschiedener Altpapiersorten. Wochenblatt fur Papierfabrikation 124 (1996), Nr. 3, 74-79 PU

Deìnkter Altpapierstoff (deinkedpulp, DIP) —» Deinkingstoff

Dekorationspapier (decorating fancy paper) Papier, einfarbig, gestrichen, nicht satiniert, mit ausreichender —» Lichtechtheit; die Oberfläche kann geprägt sein (DIN 6730). Dekorationspapiere sind leicht —• holzhaltige oder —> holzfreie, z.T. auch gekreppte Papiere für Ausstellungszwecke, die in leuchtenden Farbtönen durch Masse- oder Tauchfärbung bzw. durch Beschichtung hergestellt werden. Sie werden für Dekorations(Girlanden, Raumausgestaltung) und Werbezwecke (Schaufensterdekoration, Preisschilder, Plakate) sowie für Fest- und Scherzartikel verwendet. Die Papiere müssen ausblutecht (—• Ausbluten), beschreib-, bemal- und bedruckbar sein. Außerdem sollten sie lichtbeständig (—• Lichtbeständigkeit) sein. Auch —• Buntpapiere zählen zu den Dekorationspapieren. Dekorationskrepp von 20 bis 30 g/m 2 für Saalausschmückungen erfordert eine flammsichere Imprägnierung (—• flammsicheres Papier). RH

Laminatrohpapier ist der Sammelname für hoch saugfähige, naturfarbige, gefärbte oder weiße Papiere mit einer flächenbezogenen Masse von 80 bis 200 g/m 2 für die Herstellung von mit —> Kunstharzen getränkten Schichtstoffen, vorzugsweise für die Möbelindustrie und für den Innenausbau. Inzwischen werden oft auch andere Papiere unter 80 g/m 2 für ähnliche dekorative Zwecke zu den Dekorpapieren gezählt. Als Faserstoffe werden vorwiegend gebleichte —• Zellstoffe eingesetzt, denen Weißpigmente (—> Titandioxid) und/oder Buntpigmente (Eisenoxidpigmente, organische Farbpigmente) zugegeben werden. Die —> Rohpapiere müssen opak (—• Opazität), farbecht und nassfest sein. Der —• Füllstoffgehalt der Papiere kann bis 40 % betragen. Dekorpapiere werden einseitig glatt, maschinenglatt oder satiniert bei Geschwindigkeiten bis 600 m/min hergestellt. Z.T. werden sie bereits on-line mit Kunstharzen imprägniert (—• Möbel vorimprägnat). In letzter Zeit sind Papiere mit symmetrischer Papierstruktur (durch Doppelsiebtechnik, —> Doppelsiebformer) oder reduzierter Tränkharzaufnahme (durch Verdichten oder oberflächiges Verhornen der Papierbahn) entwickelt worden. In weiteren Verarbeitungsschritten werden dann die Papiere im —> Tiefdruckverfahren bedruckt, imprägniert und lackiert. Die Imprägnierung des bedruckten Papiers erfolgt bei maximalen Geschwindigkeiten von bis zu 100 m/min in meist 2 Arbeitsgängen mit vorwiegend —» Melamin-, z.T. aber auch Harnstoff- oder Phenolharzen in Kombination mit Acrylatdispersionen. Die Harzaufnahme beträgt zwischen 60 bis 120 %, bezogen auf das Papier. Es wird im Wesentlichen zwischen 3 Oberflächenmaterialien auf Papierbasis unterschieden:

• Hochdrucklaminate (Schichtpressstoffe) Dekorpapier • Niederdrucklaminate (base paper for impregnation with synthetic resin, decor paper) • Dekor- oder Finishfolien. Laminatrohpapier, gefüllt, lichtecht, bedruckbar, das dem Schichtstoff das Aussehen Letztere Papiere mit 45 bis 90 g/m 2 stellen gibt (DIN 6730). eine kostengünstige Alternative dar. Jahres-

263 Produktion (Europa): ca. 300 000 t, davon ca. 130 000 t weiß. Literatur: Schröer, W.-D.; Völkel, H.-G.; Weigl, J.: Die Bedeutung der Füllstoff- und Pigmentverteilung bei der Dekorpapierherstellung. Wochenblatt für Papierfabrikation 123 (1995), Nr. 9, 377-383 RH

Dekorpapier (historisch) (decoratedpaper) (historical) Schon die Vorläufer des Papiers, die —> Rindenbaststoffe (Tapa), dienten oft als Träger sehr aufwendiger, bunter Dekorationsmalereien und -drucke. Der Einsatz des Papiers für Dekorationszwecke (bei Schriftstücken, Büchern, aber auch zur Auskleidung von Möbeln oder als Tapeten) ist für alle Zeiten und Epochen nachzuweisen. Entsprechend vielfältig sind die zum Einsatz gelangenden Techniken. Heute bezeichnen wir praktisch alle farbigen Papiere als Dekoroder Buntpapiere. Abgesehen von einer individuellen Bemalung mit zeichnerischen Mitteln, unterscheidet man die folgenden Techniken: 1) Färbung in der Masse Blattbildung aus gefärbtem Faserstoff. In der frühen Neuzeit sortierte man die Hadern (—• Lumpen) nach ihrer Farbe und erzeugte z.B. aus blauen Lumpen blaues Papier. Der Einsatz von Farbmitteln findet sich in großem Stil erst im 19. Jh. Der Zusatz von langen, vorgefärbten Textilfasern zum weissen Papierstoff lässt die melierten Papiere entstehen. 2) Färbung der Oberfläche (ein- oder zweiseitig) In der Regel handelt es sich um das Aufbringen einer mehr oder weniger verdickten Farblösung mit Pinsel, Rakel oder Walze. Ein Poliervorgang (von Hand, mit der Pressstange oder bei Rollenpapier auf der AchatGlättmaschine) verleiht nach dem Trocknen dem Papier Hochglanz.

3) Musterung der Oberfläche Eine Vielzahl von Techniken wird, oft mit Färbung kombiniert, zur Musterung der Oberfläche eingesetzt. Bei der Beschreibung solcher Dekorpapiere unterscheidet man einen Grund (meist eine Unifärbung) und ein darüber aufgebrachtes Muster. Am häufigsten wird der Druck (—»Hoch-, —> Tief-, —> Flach-, —> Präge- und —» Siebdruck) verwendet. Mit Goldfolie oder Goldbronze bedruckte Papiere nennt man Brokatpapiere. Tapetenbahnen werden häufig mittels einer Druckwalze (Rouleaudruck) bedruckt. Velourspapiere entstehen, indem man über einen Vordruck mit farblosem —> Gummi arabicum gefärbte Woll-, Seidenoder Baumwollfäserchen streut. Mittels Schablonen lassen sich einzelne Partien von Oberflächen ein- oder mehrfarbig kolorieren. In eine mit Kleisterfarbe bestrichene Papieroberfläche lassen sich Muster einritzen oder eindrucken. So enstehen die Kleisterpapiere, deren schönste in der Herrnhuter Brüdergemeinde hergestellt worden sind. Aus dem Osten kommt die Technik des Marmorierens von Papier, die in Europa am Ende des 16. Jh. bekannt wird. In einer Wanne wird ein Schleimgrund angesetzt, auf den speziell präparierte, sich nicht mischende Farben aufgebracht werden. Diese werden mit Stäbchen, Kämmen u. dgl. in mehreren Arbeitsstufen zur gewünschten Musterung verformt. Nach dem Auflegen des Papierblatts auf die Farbschicht bleibt diese am Papier haften. Durch ein Abziehen über die Kante der Wanne fließt ein eventueller Schleimgrundrest in die Wanne zurück. Trocknen und Polieren beschliessen den Arbeitsvorgang. Der Musterform entsprechend, unterscheidet man u.a. Kamm-, Wellen·, Schnecken-, Stein- und Pfauenmarmor. In der zweiten Hälfte des 19. Jh. werden für bestimmte Buntpapierarten spezielle Maschinen gebaut, die die Musterung über Walzen oder Bürsten erzeugen. —• Lithographie, Rotationstiefdruck und —• Offsetdruck haben in der Folge diese Maschinen abgelöst. TS

264 Dekulator (deculator) Der Dekulator (Markenname, benannt nach dem amerikanischen Erfinder De Cew) dient als —• Entlüftungsanlage im —> Konstanten Teil einer Papiermaschine zur Entlüfiung der Stoffsuspension mit der Entfernung von freier und gebundener Luft im Stoffdichtebereich um 0,6 bis 0,8 %. Der Dekulator ist mit der Cleaneranlage (z.B. 3 Stufen von 5 Stufen) kombiniert, wobei das —> Akzept in Rohrarme geführt wird, in sog. Flying Wings, die seitlich an den Sammeltank angesetzt sind (Abb.). Diese Rohrarme bauen groß aus und lassen den Einsatz vieler kleiner —> Cleaner zu, die im Vergleich zu großen Cleanern eine bessere —• Reinigung der Stoffsuspension gewährleisten. —

T

pil^zum Vakuumsystem ^

P

M

(—• Mischpumpe) über —> Sortierer zum —» Stoffauflauf gefordert. Der Dekulator ist wegen der notwendigen Zulaufhöhe zur Stoffauflaufpumpe (diese steht gemeinsam mit den Sortierern im Papiermaschinenkeller) etwa 12 m über dem Stoffauflauf angeordnet. KL Delignifizierung (delignification) Unter Delignifizierung versteht man die Vorgänge bzw. Verfahren zur Abtrennung des —> Lignins pflanzlicher Rohstoffe, insbesondere des —• Holzes von der —> Cellulose und den übrigen —> Kohlenhydraten sowie akzessorischen Bestandteilen unter Einsatz von Chemikalien. Die technische Anwendung der Delignifizierung ist Grundlage der - » Aufschlussverfahren und der —> Zellstoffbleiche. Bei den verschiedenen Aufschlussverfahren vollzieht sich die Delignifizierung unter Druck und Temperatur mithilfe spezifisch wirksamer Chemikalien.

2. Stufe| ί

5. Stufe

Stoffauflaufpumpe 4HIC ^LICA

1) Bei der —• Sulfitkochung erfolgt durch —» Sulfit und überschüssige schweflige Säure (—• Schwefeldioxid) im Verlauf von Sulfonierung (häufig auch als Sulfitierung bezeichnet) und nachfolgender —• Hydrolyse die Delignifizierung unter Bildung der wasserlöslichen —• Lignosulfonate.

Entlüftungsanlage

Der (runde) Sammeltank kann in seiner Größe und besonders bezüglich der Oberfläche platzsparend ausgeführt werden, da die Wings - die als Rinnen nur zum Teil gefüllt sind - eine große Oberfläche der Stoffsuspension anbieten und damit ein wirkungsvolles Entlüften ermöglichen. Der Sammeltank und die Wings stehen unter —• Vakuum. Da das Akzept aus den Cleanerköpfen in die Wings einspritzt, bieten sich dabei bereits gute Voraussetzungen für die Entlüfiung. Vom Sammeltank wird die entlüftete Stoffsuspension mit der Stoffauflaufpumpe

2) Bei der —• Sulfatkochung, wie bei alkalischen Aufschlussverfahren generell, erfolgt die Delignifizierung unter Bildung des wasserlöslichen, aber säurefällbaren Alkali- bzw. Thiolignins. Die wasserlöslichen Ligninverbindungen werden bei der —> Wäsche aus dem Zellstoff entfernt. Das —•Restlignin der Zellstoffe entfernt man durch —• Bleichen. Durch Umsatz mit ligninselektiven —• Bleichchemikalien, das sind —• Chlor und seine Verbindungen, wie —> Chlordioxyd und Hypochlorit, wird das Restlignin chloriert und durch alkalische Wäsche entfernt. Die Chlorbleiche

265 ist aus Umweltschutzgründen seit Ende der 80er Jahre zunehmend durch die —> ECFBleiche oder sogar durch die chlorfreie —> TCF-Bleiche verdrängt worden. Die weniger selektiven Bleichchemikalien, wie —• Sauerstoff, —> Wasserstoffperoxid oder —• Ozon, wirken nur teilweise delignifizierend. Ihre Wirkung beruht auf dem Abbau chromophorer Gruppen (—> Chromophore), so dass in diesem Falle von keiner echten Delignifizierung gesprochen werden kann. Darin liegt auch die Ursache für den erhöhten, wenn auch äußerst geringen Restligningehalt chlorfrei gebleichter Zellstoffe (_> TCF-Zellstoff). AR

Dennison-Wachs-Test (Dennison wax test , wax pick test) Mithilfe des Dennison-Wachs-Tests wird die —• Rupffestigkeit von —> ungestrichenen und —• gestrichenen Papieren geprüft. Papiere, die bedruckt werden, erfahren während des Druckvorgangs eine Rupfbeanspruchung ihrer Oberfläche (—• Rupfen). Diese wird hauptsächlich durch die —» Druckfarbe und ihre Zügigkeit (—• Tack) verursacht. Je höher die —> Viskosität der Farbe ist, desto eher besteht die Gefahr, dass Rupfen eintritt. Die Farbe wirkt beim —• Drucken wie ein „Klebstoff' und hält das Papier an der —» Druckform fest, so dass es beim Abziehen des Papiers von der Druckform zu einer Zugbeanspruchung der Papieroberfläche in —> z-Richtung, also senkrecht zur Oberfläche, kommt, die zu Rupfen führen kann. Daher sollen die zu bedruckenden Papiere eine so widerstandsfähige, rupffeste Oberfläche aufweisen, dass beim Druckvorgang keine Fasern oder Faserverbände, Füllstoffteilchen oder Strichpartikel (—• Strich) herausgerissen werden. Das Herausreißen von Partikeln aus der Papieroberfläche während des Druckens fuhrt zu Ablagerungen auf dem Druckzylinder bzw. —• Gummituch oder sogar zu Abrissen in der —• Druckmaschine, was Stillstandszeiten zur Reinigung der Druckzylinder bzw. Gummitücher nach sich zieht.

Im Allgemeinen ist die Papieroberseite (von zweiseitigen Papieren, —• Zweiseitigkeit) gegenüber Rupfen stärker gefährdet, weil - • F e i n - und —»Füllstoffe dort in größerer Menge vorhanden sind. Bei gestrichenen Papieren besteht außerdem die Gefahr einer ungenügenden Verankerung des Strichs und somit einer erhöhten Rupfneigung.

Der Dennison-Wachs-Test

Zur Prüfung der Rupffestigkeit als Maß für die Oberflächenfestigkeit wird der DennsionWachs-Test durchgeführt. Nach TAPPI T459om-93 werden kalibrierte und nummerierte Wachsstangen verwendet, deren Adhäsionskräfte mit steigender Stangennummer zunehmen. Es werden 10 je 100 mm χ 100 mm große Proben geprüft, davon je 5 auf der Ober- und Siebseite des Papiers. Die Wachsstange wird an ihrem Ende erhitzt und mit leichtem Druck auf das Papier gesetzt, so dass der Fuß sich auf einen Durchmesser von etwa 20 mm ausweitet. Die Stange lässt man vertikal stehen. Das Wachs muss mindestens 15 min, aber höchstens 30 min lang erkalten. Danach wird eine gelochte Schablone über die Wachsstange gestülpt. Die Stange wird daraufhin senkrecht nach oben vom Papier abgezogen. Je nach Adhäsionskraft der jeweiligen Stange können sich an deren Fuss herausgerissene Partikel befinden. Als Testergebnis ist die Stangennummer zu notieren, die gerade noch keine Partikel aus der Papieroberfläche herausreißt. Die Palette der verfugbaren Wachsstifte ist von Nr. 2 (geringste Adhäsion) bis Nr. 26 (höchste Adhäsion = höchste Rupffestigkeit) durchnummeriert.

266 Der Test kann an gestrichenen Papieren und an ungestrichenen Papieren angewandt werden, jedoch nicht bei Strichen, die thermoplastische Latices als —• Bindemittel enthalten, da das heiße Wachs und die thermoplastischen Bindemittel eine chemische Verbindung eingehen können und somit das Ergebnis verfälscht wird. Mit dem Dennison-Wachs-Test lässt sich nur die unterschiedliche Zügigkeit der Druckfarben simulieren. Weitere Faktoren, die Einfluss auf das Rupfen in der —> Druckmaschine haben, sind die —* Druckspannung und die Druckgeschwindigkeit, die beim Dennison-Wachs-Test unberücksichtigt bleiben. WS

Densitometer (densitometer) Gerät zur Ermittlung der —• optischen Dichte und der daraus ableitbaren Größen. Densitometer sind spezielle —> Fotometer, ausgestattet mit Beleuchtungsquelle und lichtelektrischem Strahlungsempfänger. Sie werden verwendet, um die —> Schwärzung von opaken Proben (Auflicht) oder von transparenten Proben (Durchlicht) zu ermitteln. Dies erfolgt durch Messung des reflektierten bzw. transmittierten Lichtstroms Φ Ρ , der zum auf- bzw. eingestrahlten Lichtstrom Φ ins Verhältnis gesetzt wird. Der Quotient ergibt den Reflexionsgrad ρ bzw. Transmissionsgrad τ. Sofern bei Auflichtproben der reflektierte Lichtstrom zum von einem Weißstandard reflektierten Lichtstrom O w ins Verhältnis gesetzt wird, spricht man auch vom Remissionsgrad ß. Die optische Dichte ergibt sich dann nach folgenden Formeln: Auflicht

Φ ρ= —Φ

1 D = log, Λ — 6 1 0 ρ

Durchlicht

Φ τ = —Φ

1 D = log 1 0 — τ

Auflicht

Φ Φw

D = log io "ß

Im Bereich des Druckens werden Densitometer sowohl zur Kontrolle der Schichtstärke der Farbschicht als auch - bei Rasterdrucken - zur Kontrolle der —• Tonwerte eingesetzt. Eine Reihe von Einflussgrößen muss dabei beachtet werden. So wird in D I N 16536-2 (Farbdichtemessung an Drucken) für den Auflichtbereich u.a. auf folgende Bedingungen hingewiesen: das Eingangsspektrum der Lichtquelle die relative spektrale Empfindlichkeit des Empfangers die Messgeometrie (Anordnung von Lichtquelle, Probe und Empfänger) die Auflösung und Linearität der Messung das Vorhandensein und die Anordnung eines —> Polarisationsfilters den —• spektralen Reflexionsfaktor des Prüf- und Eichnormals die Messfeldgröße.

Φρ %

b)

c)

Prinzip der Dichtemessung: a) Auflicht, b) Auflicht (Vergleichsmessung), c) Durchlicht

Bei der Messgeometrie wird zwischen einer 45/0- und einer 0/45-Anordnung unterschieden. Erstere bedeutet, dass die einfallende Strahlung unter 45° zur Flächennormalen der Probe auf diese trifft und der Reflektionsfluss unter 0° gemessen wird. Bei der zweiten Geometrie sind die Gegebenheiten genau umgekehrt. Die Bevorzugung dieser Geometrien ergibt sich aus der guten Unterdrückung des —> Glanzes im Messergebnis bei hochglänzenden Proben. Bei weniger glänzenden Proben dient neben polarisiertem Licht zur Beleuchtung ein zwischen Probe und Strah-

267 lungsempfänger befindlicher Polarisationsfilter zur Verringerung der an der Farboberfläche reflektierten Anteile. Für strukturierte Proben empfiehlt DIN 16536-2 entweder eine ringförmige Beleuchtung (Messgeometrie 45/0) oder aber eine ringförmige Empfängeranordnung (0/45). Die Messfeldgröße ist insbesondere für gerasterte Proben abhängig vom Druckraster. Bei einer —• Rasterfrequenz von z.B. 60 Linien pro cm soll der Messfleck nicht unter 3 mm Durchmesser sein bzw. eine dazu äquivalente Fläche haben. Analog gilt für andere Raster der Zusammenhang A > 2 5 6 / R 2 (A: Flächeninhalt Messfeld in mm 2 ; R: Rasterfrequenz in Linien pro cm). Das Eingangsspektrum der Lichtquelle soll der CIE—• Normlichtart A entsprechen. Die relativen spektralen Empfindlichkeiten des Empfängersystems sind für die Farben Schwarz, —• Cyan, —> Magenta und Gelb in der o.a. D I N festgelegt. Dabei orientiert sich die relative spektrale Empfindlichkeit für Schwarz am spektralen Hellempfindlichkeitgrad des menschlichen Sehsinns und die Empfindlichkeit für die bunten —> Druckfarben an deren Remissionsspektren. Die Auflösung der Messwertanzeige soll so sein, dass die Farbdichte auf 2 Nachkommastellen angezeigt wird. Bei optischen Dichten unterhalb 1.0 bzw. bei der Messung von Pastelltönen oder Papierweiß werden 3 Nachkommastellen für sinnvoll gehalten. Aus der Dichtemessung lässt sich eine Reihe von Werten ableiten, die für die Bewertung von Druckergebnissen sinnvoll sind, wie z.B.: • • • • • • •

Dichtedifferenz Tonwert bzw. —> Flächendeckung Tonwertumfang Tonwertzunahme —• Kontrast —• Druckkontrast —• Farbannahme.

UR

Densometer

(densometer) Densometer ist eine kaum noch gebräuchliche Bezeichnung für Geräte zur Bestimmung NE der —> Luftdurchlässigkeit von Papier.

Deponie (landfill) Der Begriff Deponie beschreibt den Ort einschließlich Bauwerk zur endgültigen Ablagerung von —• Abfall, der abfallrechtlichen Anforderungen genügt. Nach der geomorphologischen Lage ist zu unterscheiden in Hang-, Gruben-, Tal- und Halden-Deponie als oberirdische Ablagerungsstätten und der Untertage-Deponie unterhalb der —> Biosphäre. Nach Art der Bauwerke und der abgelagerten Abfälle gibt es unterschiedliche Bauweisen. Als typische Elemente einer Deponie lassen sich jedoch das Oberflächen- und Basisabdichtungssystem, die Entgasungsvorrichtung und die Sickerwasserableitung nennen. Deponien sind so zu errichten und betreiben, dass durch geologisch und hydrogeologisch geeignete Standorte, durch geeignete Deponieabdichtungssysteme, durch geeignete Einbautechnik für die Abfälle, durch Einhaltung der Zuordnungswerte nach Anhang Β (—• Technische Anleitung Siedlungsabfall) mehrere, weitgehend voneinander unabhängige, wirksame Barrieren geschaffen sowie die Freisetzung und Ausbreitung von —> Schadstoffen nach dem —> Stand der Technik verhindert werden. Durch die Einhaltung der Zuordnungswerte nach Anhang Β (TA Siedlungsabfall) wird insbesondere erreicht, dass sich praktisch kein Deponiegas entwickelt, die organische Sickerwasserbelastung sehr gering ist und nur geringfügige Setzungen als Folge eines biologischen Abbaus von organischen Anteilen in den abgelagerten Abfällen auftreten. Deponien werden genutzt zur Beseitigung von in der Zellstoff- und Papierindustrie anfallendem hausmüllähnlichen Gewerbeabfall (z.B. Sortierabfälle bei der —> Altpapieraufbereitung) oder Schlammanfall (z.B. —> Deinkingschlamm, mechanisch-chemischer —> Schlamm oder biologischer

268 Schlamm aus der —• Abwasserreinigungsanlage). Für spezielle gleichartige Massenabfälle werden besondere Monodeponien eingerichtet. Als weitreichendes Ziel der Abfallablagerung auf Deponien gilt der Verbleib nur noch anorganischer Abfälle ohne Umweltbelastungen, ohne Nachsorge und ohne langandauernde Kontrolle. Der erste Schritt zur Umsetzung dieses Ziels stellt die TA Siedlungsabfall dar, die ab dem Jahre 2005 in Deutschland nur noch Abfälle zur Beseitigung gestattet, deren organischer Anteil nicht mehr als 5 % beträgt. DE

türlich anstehenden, schwach durchlässigen Locker- bzw. Festgesteinen (DIN 18130) von mehreren Metern Mächtigkeit und hohem Schadstoffrückhaltepotential, die eine über den Ablagerungsbereich hinausgehende flächige Verbreitung aufweisen soll. Unter dem Ablagerungsbereich soll die geologische Barriere möglichst homogen ausgebildet sein. Sofern die vorgenannten Bedingungen im Ablagerungs- und Nahbereich der Deponie nicht vollständig nach der —• Technische Anleitung Siedlungsabfall erfüllt werden, sind die Anforderungen durch zusätzliche technische Maßnahmen sicherzustellen. DE

Deponieabdichtung (containment of landfills) Als Deponieabdichtung werden bei —> Deponien alle Maßnahmen verstanden, die sowohl das Eindringen von Stoffströmen (z.B. Regenwasser) wie auch das Austreten von z.B. Deponiesickerwässern durch entsprechende wasser- und baurechtliche Maßnahmen verhindern. Ziel ist, einerseits die Abwassermenge minimal zu halten und andererseits eine Verunreinigung des Untergrunds (—> Grundwasser) oder angrenzender Flächen durch Schadstoffausbreitung zu verhindern. Hierbei werden spezielle Folien eingesetzt wie auch geologische Barrieren genutzt. Unter den Barrierefolien werden sämtliche Planen und Einlagen verstanden, die ein Einbzw. Austreten von hauptsächlich flüssigen Medien weitestgehend verhindern. Die Anforderungen, die an die Folien gestellt werden, sind vielfaltig. Einerseits muss eine mechanische Festigkeit garantiert sein. Zudem ist eine alterungsbedingte Versprödung auszuschließen. Gleichzeitig wird eine Resistenz gegenüber Chemikalien gefordert. Ein potentieller —• biologischer Abbau ist ebenso auszuschließen. Als geologische Barriere wird der bis zur Deponieplane und im weiteren Umfeld einer Deponie anstehende natürliche Untergrund bezeichnet, der aufgrund seiner Eigenschaften und Abmessungen die Schadstoffausbreitung maßgeblich behindert. Die geologische Barriere besteht grundsätzlich aus na-

Deponieentgasung (degassing of landfill) Vorrangiges Ziel der Entgasung von einer —• Deponie ist die Verhinderung von Schadstoffemissionen und die Abwehr von Gefahren und Belästigungen durch Deponiegas (—> Methan, —• Schwefelwasserstoff). Bei den Fassungselementen unterscheidet man punktförmige, vertikale flächige und linienformige, horizontale flächige und linienförmige sowie Kombinationen aus horizontalen und vertikalen Fassungselementen, die sich wie folgt beschreiben lassen: 1) Entgasungskammern stellen punktförmige Fassungselemente dar, gefüllt in der Regel mit grobstückigem Material, die nach Abschluss der Deponie angebohrt und über Sonden entgast werden. 2) Vertikale flächige Fassungselemente (Dränagewände) bestehen aus grobstückigen Materialien im Deponiekörper, die bei der Verfullung mit aufgebaut werden. Die Oberfläche muss mit Kunststoffdichtungsbahnen abgedichtet werden, um eine aktive Entgasung ohne Lufteinbruch zu ermöglichen. 3) Wegen der geringen Gasdurchtrittsmöglichkeiten und der Starrheit der Schächte werden vertikale linienförmige Fassungselemente (Entgasungsschächte) nur noch in Sonderfallen vorgesehen.

269 4) Gasdränageschichten im Deponiekörper (horizontale flächige Fassungselemente) können aus geeignetem Abfallmaterial hergestellt werden. A u f eine ausreichende Neigung von mindestens 5 % ist zu achten. 5) Die Wirksamkeit kiesummantelter Dränage (temperaturbeständiger Kunststoff mit D N > 250 mm als horizontale linienförmige Fassungselemente im Deponiekörper) ist besonders gefährdet durch Verschließung mit Sickerwasser nach unterschiedlichen Setzungen. Es ist daher auf ein Ausgangsgefälle (> 7 %), vertikale Entwässerungsmöglichkeiten im Deponiekörper sowie auf kontrollierbare Leitungen mit der Möglichkeit zur Reinigung zu achten. Durch die Entgasung werden flüchtige —> Emissionen, wie Methan, organische Halogenverbindungen und Schwefelwasserstoff, die durch physikalische, chemische und biochemische Reaktionen im Deponiekörper gebildet werden, weitgehend entfernt. Hierdurch werden Brandgefahren sowie eine Beeinträchtigung des Pflanzenwuchses einer rekultivierten Deponie unterbunden sowie ein Schadstoff-Emissionspotential durch kontrollierte Erfassung und spezifische Behandlungsmaßnahmen minimiert. Eine zufriedenstellende Gaserfassung lässt sich nur mithilfe der aktiven Entgasung des Deponiekörpers (Gasforderung) erreichen. Dadurch wird das angesaugte Gas etwas mit Luft verdünnt. Jedoch können nur etwa 10 bis maximal 40 % des gebildeten Deponiegases durch das Absaugen erfasst werden. Die passive Entgasung, bei der das Deponiegas durch Eigendruck entweicht, ist nur bei Altdeponien mit sehr geringem Gasaufkommen in Betracht zu ziehen. Mit der Entgasung ist bereits während des Deponiebetriebs zu beginnen. Die Entgasung hat spätestens 6 Monate nach Ablagerungsbeginn betriebsbereit zu sein. Nur die Kombination aus Aktiventgasung (Basis-/Oberflächenabdichtung) sowie Kontrolle und Wartung der Systeme garantieren eine optimale Gaserfassung. DE

Deponiegasbehandlung (landfill gas treatment) Die Deponiegasbehandlung ist neben der Erfassung erforderlich, um von einer —• Deponie ausgehende gasförmige —> Emissionen in die Atmosphäre soweit wie möglich zu vermindern. Sie beschreibt erforderliche Maßnahmen, um die von Hausmüll und hausmüllähnlichem Gewerbeabfall (z.B. Sortierabfälle bei der —• Altpapieraufbereitung) ausgehenden Schadstoffemissionen, wie —• Methan, organische Halogenverbindungen und —> Schwefelwasserstoff, in die Atmosphäre weitgehend zu verringern. Die Gaserfassung/-behandlung ist zudem erforderlich, um Brand- und Explosionsgefahren sowie Beeinträchtigungen des Pflanzenwuchses auf und in der Umgebung der Deponie zu verhindern. Im Deponiegas enthaltene Halogenkohlenwasserstoffe bilden bei der Verbrennung Chlor- und Fluorwasserstoff, aus Schwefelwasserstoff entstehen —» Schwefeloxide. Je nach Gehalt im Deponiegas sind unzulässig hohe Emissionen dieser Stoffe in die Atmosphäre möglich, so dass vor der thermischen Behandlung eine Gasreinigung erforderlich werden kann. Daneben können diese Halogenverbindungen bei der Verbrennung auch zu Emissionen von Stoffen, wie —• Dioxine oder —> Furane, führen. Stand der Technik für die Deponiegasbehandlung ist z.B. die Verbrennung mit Energienutzung, ggf. nach vorheriger Reinigung, in Feuerungsanlagen oder Verbrennungsmotoranlagen. Eine Verbrennung ohne Energienutzung darf nur in begründeten Ausnahmefällen erfolgen. DE

Deponiegasuntersuchung (landfill gas analysis) Als Deponiegasuntersuchungen werden alle Vorgänge zusammengefasst, die dazu dienen, Quantität und Qualität des erfassten Gases von —• Deponien zu ermitteln. 3 Monate nach Inbetriebnahme der aktiven Entgasungsanlage (—• Deponieentgasung) schreibt der Gesetzgeber eine erste Deponiegasanalyse vor. Aus den bereits vorhandenen bzw. repräsen-

270 tativ niedergebrachten Gaskollektoren sind durch einen mindestens einmonatigen Absaugversuch die Erfassbarkeit und das Bildungspotential des Gases in der Deponie zu ermitteln. Bei den anschließend durchzuführenden Deponiegasmessungen sind mindestens die Gehalte folgender Gaskomponenten zu bestimmen: —> Methan, —• Kohlendioxid, Stickstoff, —> Sauerstoff, Gesamt-Chlor, GesamtFluor, Gesamt-Schwefel, Benzol und Chlorethen (Vinylchlorid). Unabhängig von erforderlichen Emissionsmessungen an den Verbrennungs- und sonstigen Behandlungsanlagen ist das erfasste Deponiegas mindestens jährlich im Sammelstrang auf den genannten Mindestumfang zu untersuchen. Bei getrennter Erfassung und Behandlung des Deponiegases ist jeder Teilstrom zu untersuchen. Für Ausführung und Betrieb der Deponiegaserfassung sowie die Deponiegasuntersuchung und die Wirkungskontrolle der Entgasung gelten die Anforderungen des Anhangs C der —•Technischen Anleitung Siedlungsabfall. Die im Fall der energetischen Nutzung von Deponiegas geltenden Anforderungen anderer, insbesondere immissionsschutzrechtlicher Vorschriften bleiben unberührt. Anhand der Untersuchungen wird Deponiegas als Gemisch charakterisiert, das unter günstigen Bedingungen aus 35 bis zu 55 Vol.-% Methan, bis zu 45 Vol.-% Kohlendioxid und einer Vielzahl von Spurenstoffen besteht, die meist deutlich unter 1 Vol.-% liegen. Aufgrund der in der Praxis oftmals auftretenden Verdünnung des Deponiegases mit Luft werden meist geringere Methangehalte ermittelt. Der Heizwert beträgt entsprechend dem Methangehalt bis zu 5,5 kWh/m 3 . Das Deponiegaspotential liegt nach Laboruntersuchungen bei feuchtem Hausmüll etwa zwischen 150 und 250 m 3 Gas/t Hausmüll. Deponiegas ist korrosiv und führt insbesondere an den Regelungseinrichtungen zu Ablagerungen. Vorhandene Ergebnisse durchgeführter Gasuntersuchungen an vergleichbaren Deponien sind bei der Konstruktion, der Materialauswahl und der Wartung neu zu errichtender Deponien zu berücksichtigen.

Deponiegas ist in bestimmten Mischungsverhältnissen mit Luft explosionsfähig. Bei der Planung der Anlage sind daher die einschlägigen Merkblätter und Richtlinien zu berücksichtigen. DE

Deponieklassen (landfill site categories) Je nach Art des zu beseitigenden —> Abfalls werden unterschiedliche Anforderungen an die —» Deponien gestellt, die sich in entsprechenden Deponieklassen wiederfinden lassen. Generell wird zwischen ober- und unterirdischen Deponien unterschieden. Abfälle können der Deponieklasse I und I I zugeordnet werden, wenn sie die entsprechenden Zuordnungswerte des Anhangs Β der —» Technischen Anleitung Siedlungsabfall einhalten. Abfälle, bei denen aufgrund der Herkunft oder Beschaffenheit durch die Ablagerung wegen ihres Gehalts an langlebigen oder bioakkumulierbaren toxischen Stoffen mit einer Beeinträchtigung des Wohls der Allgemeinheit zu rechnen ist, sind grundsätzlich nicht einer oberirdischen Deponie zuzuordnen. Eine Ablagerung auf Monodeponien soll insbesondere dann erfolgen, wenn aufgrund der Schadstoffgehalte im Abfall oder der Bindungsform der —> Schadstoffe in den Abfällen eine Mobilisierung der Schadstoffe und nachteilige Reaktionen mit anderen Abfällen ausgeschlossen werden sollen. Asbesthaltige Abfälle sind gesondert abzulagern. Hierbei sind die Anforderungen des Merkblatts der —> LAGA „Entsorgung von asbesthaltigen Abfällen" zu beachten. DE

Depotcontainer (drop-off container) —> Altpapier-Sammelsysteme

Desinfektion (disinfection) Unter Desinfektion versteht man wörtlich die Entseuchung von höheren Organismen oder

271 Gegenständen durch Abtötung pathogener Erreger. Der Desinfektion wird seit ca. 2 Jahrhunderten große Bedeutung geschenkt und sie ist eng mit der kuturellen Entwicklung der einzelnen Länder bzw. Völker verbunden. Die Desinfektion spielt eine herausragende Rolle in weiten Bereichen unseres täglichen Lebens, wie bei der Trinkwasseraufbereitung, im Krankenhausbereich, in der Lebensmittelhygiene und auch Freizeit (z.B. in Schwimmbädern). Die zur Desinfektion eingesetzten Verfahren bzw. Mittel müssen immer einen bakteriziden Effekt (—> Bakterizide) aufweisen, also abtötend wirken. Der Wirkbereich umfasst dabei nicht nur —> Bakterien, sondern auch Viren, Sporen und Pilze, d.h. er ist im Allgemeinen pantoxisch, worunter eine Wirkung gegen alle lebenden Zellen verstanden wird. Die Desinfektion kann entweder auf chemische oder physikalische Weise erfolgen. Bei der Desinfektion von Flüssigkeiten und insbesondere Wasser spricht man meist von Entkeimung. Zur Desinfektion von gering belasteten Oberflächenwässern eignet sich z.B. die Langsamfiltration, wobei oft aber eine Nachdesinfektion mit z.B. Elementarchlor (—> Chlor) angewendet wird, das in Europa am meisten angewandte Verfahren zur Trinkwasseraufbereitung. Die eigentliche desinfizierende Wirkung ist dabei auf die Entstehung der hypochlorigen Säure, ihr Anion sowie den atomaren Sauerstoff zurückzufuhren. Andere zur Desinfektion von —> Trinkwasser angewandten chlorhaltigen Produkte sind —> Natriumhypochlorit und —• Chlordioxid, die auch bei der Schwimmbadwasseraufbereitung zum Einsatz kommen. Ultraviolette Strahlen (-> UV-Licht) und —• Ozon werden künftig an Bedeutung gewinnen. Der Einsatz weiterer Methoden, wie Oligodynamie (Silberungsverfahren), das Abkochen von Wasser, die Dampfsterilisation und ionisierende Strahlen, werden sich auf spezielle Anwendungsfälle oder Ausnahmesituationen (Katastrophenfall) beschränken. Eine Desinfektion von —• Frischwasser für die Papierherstellung ist in der Regel nicht erforderlich. Die Anwendung entsprechender Mittel oder Verfahren dient nur zur Kontrolle

eines nicht überhand nehmenden Keim- bzw. Bakterienwachstums im —> Wasserkreislaufsystem von Papierfabriken. Der Gebrauch von Elementarchlor oder Chlordioxid zur Frischwasseraufbereitung in der Papierindustrie ist aufgrund der Ende der 80er und Anfang der 90er Jahre aufgekommenen —» AOX-Problematik rückläufig. DE

Desintegration (disintegration, slushing) —> Labordesintegration

Desintegrator (disintegrator) Der Desintegrator dient als Standard-Gerät zum genormten Nassaufschlagen (—> Aufschlagen) von - > Halbstoffen (DIN EN ISO 5263). Der Desintegrator besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Behälter zur Aufnahme des Stoff-Wasser-Gemisches mit einem Innendurchmesser von 152 mm und einer Innenhöhe von 191 mm. 4 Spiralrippen an der Innenwand des Behälters wirken als Leitbleche, um einen Stoffumtrieb mit kontinuierlicher Durchmischung zu gewährleisten. Ein 3-flügeliger Propeller an einer senkrechten Welle bewegt sich zentrisch mit einer Drehzahl der Propellerwelle von 49 s"1 in dem Stoff-Wasser-Gemisch. Die dabei auftretenden Scherkräfte bewirken die —> Desintegration des Faserstoffs. Während des Aufschlagens ist der Behälter mit einem Deckel verschlossen. Alle mit der Fasersuspension in Berührung kommenden Teile müssen gegen Wasser sowie gegen verdünnte —• Säuren und —• Laugen beständig sein. Ein Zählwerk zeichnet die Anzahl der Umdrehungen auf. Nach Erreichen der eingestellten Anzahl Umdrehungen soll eine Abschaltvorrichtung das Gerät automatisch abschalten. Die Anzahl der Propellerumdrehungen gilt als Maß der Faserstoffbehandlung. Für Halbstoff mit einem Trockengehalt < 2 0 % ist sie mit 10 000 Umdrehungen und für einen Trockengehalt >20 % mit 30 000 Umdrehungen vorgegeben. Das Suspensions-Arbeitsvolu-

272 men beträgt bei —• Zellstoff 2 000 ml für 30 g otro Fasermasse, bei —• Holzstoff 2 700 ml für 60 g —> otro Fasermasse. BR

Desintegrieren ( disintegration , pulping) —• Zerfaserung

Desktop-Publishing (desktop publishing) Unter dem Begriff Desktop-Publishing (DTP) werden sämtliche Formen des elektronischen Publizierens unter Einsatz von Computern und Software verstanden. Bei der Herstellung von —•Zeitungen bis zu Büchern läuft das DTP in verschiedenen Stufen ab, wobei in die Produkte Texte, Grafiken und Abbildungen (Fotos) als einzelne Elemente eingebunden sein können. Diese Elemente, wie Originaltext, Fotos oder allgemein Abbildungen, können mit Textverarbeitungs-, Bildverarbeitungs- und Zeichenprogrammen sowie mit Photoscannern und Digitalisieranlagen (z.B. Digitalkameras) elektronisch erzeugt werden. Das aus diesen Arbeitsgängen entstehende Produkt lässt sich anschließend in einem DTP-Programm frei gestalten. Diese Art von Programm enthält wichtige Layout-Funktionen und ermöglicht dem Anwender, Text, Fotos und Abbildungen auf dem Bildschirm anzuordnen und die Ergebnisse zu überprüfen. Wenn notwendig, können auch noch Korrekturen angebracht werden. Als letzter Schritt bei der Erstellung der Druckvorlagen kann das fertige Produkt entweder ausgedruckt oder auch zur Satzherstellung für die verschiedenen Druckverfahren, wie —» Tief-, —> Offset- oder —> Siebdruck, über einen Filmbelichter ausgegeben werden. Bei den gebräuchlichen DTP-Programmen (wie z.B. PageMaker und QuarkXpress) ist gewährleistet, dass die Informationen, die auf dem Bildschirm des Computers vorhanden sind, auch im gesamten Umfang ausgedruckt werden. SD

Dessinwalzen (design rolls) Als Dessinwalzen werden Druckzylinder für den —• Flexodruck bezeichnet, bei denen die druckenden Elemente aus Gummi in der Regel durch Lasergravur dauerhaft und nahtlos auf die Oberfläche einer Flexodruckwalze aufgebracht sind. Sie werden z.B. für den —> Endlosdruck von Geschenkpapier und —> Tapeten eingesetzt. KL

Detergentien (detergents) Detergentien sind grenzflächenaktive Stoffe, die in —• Wasch- und Reinigungsmitteln als waschaktive Substanzen enthalten sind. Sie gehören zur Gruppe der —• Tenside. Sie haben in Reinigungsprozessen die Aufgabe, Schmutz von Oberflächen abzulösen und in der wässrigen Phase so zu dispergieren, dass er nicht wieder auf die Oberfläche aufzieht. NI Devisenkurs (currency exchange rate) —> Währungskurs

Dextrin (dextrin, British gum, starch gum) Dextrin ist eine Bezeichnung für Abbauprodukte der —> Stärke mit der allgemeinen Formel (C6Hi 0 O 5 ) n · x H 2 0 , die bei unvollständiger —> Hydrolyse mit verdünnten —> Säuren (Säuredextrine) oder durch Hitzeeinwirkung entstehen (z.B. beim Backen von Brot; Röstdextrine) und aus Glucose-Ketten •(—> Glucose) bestehen. Beim enzymatischen Abbau mit Amylasen entstehen die sog. Grenzdextrine, in denen die dem Angriff des —> Enzyms ß-Amylase nicht zugänglichen 1,6-glykosidischen Bindungen des —» Amylopektins angereichert sind. Dextrin bildet ein farbloses oder gelbes, amorphes Pulver, das in Wasser sehr leicht löslich ist. Die höchstmolekularen Dextrine geben (wie Stärke) noch eine Blaufärbung mit Iod/Kaliumjodid-Lösung. Die nächste Abbaustufe färbt sich mit Iod rot oder braun

273 und die niedermolekularen Dextrine fuhren zu keiner Iod-Färbung mehr. Je nach Herstellungsverfahren liegen die Molmassen zwischen 2 000 und 30 000. Die Dextrine bilden mit wenig Wasser stark klebende thixotrope (—• Thixotropie) Sirupe, weshalb Dextrine auch Stärkegummi genannt wurden. Diese Sirupe eignen sich als Ersatz für —> Gummi arabicum und Tragant bei der Herstellung von —» Klebstoffen. Ferner benutzt man Dextrine zum Verdicken von —• Druckfarben, als Appreturmittel, zum Tapetendruck oder in der Pyrotechnik. Bei der —• Papierverarbeitung werden sie z.B. für —» gummierte Papiere, —• Klebestreifen oder zur Gummierung von —•Briefumschlägen verwendet. Literatur: Römpp Lexikon Chemie. Stuttgart, New York: Georg Thieme Verlag, 1996 GU

Dezibel (decibel ) Das Dezibel dB ist der zehnte Teil eines Bei (1 dB = 0,1 Bei) und gibt als dimensionslose Größe den dekadischen Logarithmus vom Verhältnis zweier Schallintensitäten wieder. Streng genommen handelt es sich also beim Dezibel nicht um eine Einheit, sondern um das Resultat einer Berechnung. Da man international übereingekommen ist, zur Beurteilung einer beliebigen Schallquelle deren Schallintensität I auf den Wert der Hörschwelle I 0 = 10"12 W/m 2 (Bezugsschallintensität) im menschlichen Ohr bei der empfindlichsten Freqzuenz von 1 000 kHz zu beziehen, ist es dennoch möglich, das Dezibel als absolutes Maß für den Schallintensitätspegel Li (Gl. 1) bzw. den Schalldruckpegel Lp (Gl. 2) einer beliebigen Schallquelle zu verwenden. Für den Schallintensitätspegel Li gilt: Li = 10 · logio(I/I 0 ) [dB]

(1)

Der Bezugswert I 0 entspricht einem Bezugsschalldruck po = 2 · 10~5 Pa, wenn man statt der Intensitäten die Quadrate der entspre-

chenden Schalldrücke po und ρ der beliebigen Schallquelle ins Verhältnis setzt. Für den Schalldruckpegel L P gilt deshalb entsprechend Gl. 1 die Gl. 2: Lp = 10 · logio(p/po)2 = 20 - logio(p/po) [dB] (2) Logarithmische Werte wurden gewählt, da die Intensitäten zwischen Hörschwelle und Schmerzgrenze beim menschlichen Ohr etwa 12 Zehner-Potenzen umfassen und somit die Darstellung umständlich großer Zahlenspannen vermieden wird. Die Schallintensität bei der Schmerzgrenze beträgt etwa I = 1 W/m 2 , woraus sich ein Schallintensitätspegel von Lp = 120 dB errechnet. Das Dezibel ist ein geeignetes Maß zur Beschreibung von Geräuschemissionen und von —• Lärm bzw. —• Lärmschutzmaßnahmen, weshalb es sowohl in der Technischen Anleitung zum Schutz gegen Lärm (TA Lärm) als auch in den entsprechenden, im Rahmen der Verordnungen (BImSchV) und des —•Bundes-Immissionsschutzgesetzes (BlmSchG) breite Anwendung findet. DE

Dichlormethan (DCM)-Extrakt (dichloromethane soluble matter) Beim Dichlormethanextrakt handelt es sich um die nach D I N ISO 624 oder D I N 54354 aus —• Zellstoffen und —> Halbzellstoffen der Papierund Kartonerzeugung mittels Dichlormethan (CH 2 C1 2 ) extrahierbaren Komponenten wie —•Harzsäuren, —>Fette, —• Fettsäuren, —• Wachse und Oxidationsoder Chlorierungsprodukten (Extraktstoffe). Erhöhte Mengen dieser Komponenten können durch Bildung klebriger Ablagerungen zu erheblichen Störungen des Produktionsablaufs sowie der Produktqualität vor allem bei der Papierherstellung führen (Bahnabrisse, Flecken und Löcher im Papier). Zur Bestimmung des Dichlormethanextrakts wird der zu untersuchende Faserstoff in einem —> Extraktor (Soxhlet-Gerät) mit Dichlormethan analytischer Reinheit solange extrahiert, bis der Extraktor mindestens 24 mal geleert wurde. Die Extraktionsdauer soll dabei mindestens 3 h betragen. Nach dieser Zeit wird die Lösung eingedampft, der Rück-

274 stand bei etwa 105° C getrocknet und dann gewogen. Der so erhaltene Dichlormethanextrakt wird in Prozent der —• otro Masse des Faserstoffs angegeben. Bei Marktzellstoffen sollten die DCM-Extraktgehalte in der Regel unter 0,3 % liegen. Dichlormethan zählt zu der Gruppe der —• halogenierten Kohlenwasserstoffe. Im Zusammenhang mit Umweltaspekten (Treibhauseffekt) sowie wegen möglicher Gesundheitsgefährdung wurde die Verwendung von Dichlormethan als Extraktionsmittel in einigen Ländern gesetzlich verboten und deshalb in der internationalen Norm durch Aceton SE ersetzt (—• Acetonextrakt).

Dichte (apparent density) Die Dichte eines Materials gibt dessen Masse pro Volumeneinheit an. Bei Papier wird statt des Ausdrucks Dichte der Begriff scheinbare Dichte verwendet, da Papier kein homogener Stoff ist, sondern neben —• Fasern und —• Füllstoffen auch Hohlräume (—» Poren) enthält. Die Masse des Papiers wird daher auf das poröse Volumen bezogen. Bei Papier lässt sich aus der —• flächenbezogenen Masse und der —•Dicke entsprechend DIN EN 20534 die scheinbare Dichte (ehemals: —• Rohdichte) errechnen. Die scheinbare Dichte kann sowohl durch eine Einzelblattmessung als auch durch eine Messung an einem Blattstapel bestimmt werden und berechnet sich nach folgenden Formeln: Einzelblattmessung:

pR

E

[g/cm 3 ]

= d

Stapelmessung:

E

[g/cm 3 ]

pRS = ds

mit p R : scheinbare Dichte in [g/cm 2 ] m A : flächenbezogene Masse in [g/m 2 ]

Die scheinbare Dichte von Papier wird vom eingesetzten —• Faserstoff und Füllstoff, durch die Stoffzusammensetzung und durch die —» Mahlung des Faserstoffs beeinflusst. Von der prozesstechnischen Seite her wird die scheinbare Dichte durch das —•Nasspressen und —• Glätten in der —• Papiermaschine, die —• Satinage in —• Softkalandern oder —• Superkalandern, aber auch durch Veredelungsprozesse, wie z.B. das —• StreiWS chen oder —• Beschichten, bestimmt.

Dichtebezogener Lichtabsorptionskoeffizient Κ (light absorption coefficient Κ) Papierfasern und daraus hergestellte Materialien (z.B. Papier) gehören zu den Werkstoffen, die auftreffendes —• Licht teilweise absorbieren und teilweise streuend reflektieren. Diese Eigenschaften können als materialabhängige Messgrößen in Form des dichtebezogenen Lichtabsorptionskoeffizienten und —• dichtebezogenen Lichtstreukoeffizienten ermittelt werden. Nach D I N 54500 ist der dichtebezogene Lichtabsorptionskoeffizient Κ in [m 2 /kg] als der auf die —• Rohdichte p R bezogene —• Lichtabsorptionskoeffizient k (—• Kubelka-Munk-Theorie) definiert:

K =— PR

Der dichtebezogene Lichtabsorptionskoeffizient beschreibt die Absorption von Licht und damit die Umsetzung der elektromagnetischen Strahlung in Wärme. Somit verändert sich durch —• Färben, —• Bleichen und —> Deinking von Faserstoffen vornehmlich K. Bei bekanntem dichtebezogenem Lichtstreukoeffizienten S ist Κ aus den —• Reflexionsfaktoren Ro und Roo berechenbar:

d E : mittlere Dicke des Papiers aus einer Einzelblattmessung in [μηι] d s : mittlere Dicke des Papiers aus einer Stapelmessung in [μηι]

[m 2 /kg]

mit

275 Ro : Reflexionsfaktor eines Probeblatts über einer vollkommen schwarzen Unterlage (Hohlkörper) in [-] Ro«: Reflexionsfaktor des gleichen Probeblatts über einem Stapel von Blättern des gleichen Papiers, der dick genug ist, um kein Licht hindurchtreten zu lassen, in [-].

daher maßgeblich den dichtebezogenen Lichtstreukoeffizienten. Nach DIN 54500 lässt sich der dichtebezogene Lichtstreukoeffizient S nach der Kubelka-Munk-Theorie bei Kenntnis der —• flächenbezogenen Masse aus den —• Reflexionsfaktoren Ro und Reo berechnen:

Ausgehend von den Stoffgrößen S und K, sind mit der Kubelka-Munk-Theorie —• Opazität, Reflexionsfaktoren und —> Farbort von Papier bei Kenntnis der dichtebezogenen Lichtstreukoeffizienten und dichtebezogenen Lichtabsorptionskoeffizienten der einzelnen Stoffkomponenten berechenbar. PR

S=

Dichtebezogener Lichtstreukoeffizient S (light scattering coefficient S) Nach der —> Kubelka-Munk-Theorie wird auf Papier treffendes —> Licht teilweise absorbiert und teilweise streuend reflektiert. Diese Eigenschaften können als materialabhängige Messgrößen in Form des —> dichtebezogenen Lichtabsorptionskoeffizienten und dichtebezogenen Lichtstreukoeffizienten ermittelt werden. Nach D I N 54500 ist der dichtebezogene Lichtstreukoeffizient S in [m 2 /kg] als der auf die —• Rohdichte p R bezogene Lichtstreukoeffizient s (Kubelka-Munk-Theorie) gemäß folgender Beziehung definiert: S = — [m 2 /kg] PR

IO3

Ro,

mA

l-R2oo

In1"*0·*00 1-RQ/R,

[m 2 /kg]

mit Ro : Reflexionsfaktor eines Probeblatts über einer vollkommen schwarzen Unterlage (Hohlkörper) in [-] IC: Reflexionsfaktor des gleichen Probeblatts über einem Stapel von Blättern des gleichen Papiers, der dick genug ist, um kein Licht hindurchtreten zu lassen, in H m A : flächenbezogene Masse der Probe in [g/m 2 ]. Ro und Roo sind nach DIN 53145-1 unter Verwendung der —» Normlichtart D65 als YReflexionsfaktor mit Zahlenwerten zwischen 0 und 1 anzugeben. Ausgehend von den Stoffgrößen S und K, sind mit der KubelkaMunk-Theorie —• Opazität, Reflexionsfaktoren und —> Farbort von Papier bei Kenntnis der dichtebezogenen Lichtstreukoeffizienten und dichtebezogenen Lichtabsorptionskoeffizienten der Stoffkomponenten berechenbar. PR

Dichtemessgerät Der dichtebezogene Lichtstreukoeffizient (densitometer) setzt sich aus Intensitätsanteilen von —• Densitometer —•Reflexion, Brechung und Beugung zusammen, physikalische Effekte, die an Grenzflächen, z.B. zwischen —> Fasern, —> Füll- Dichteumfang stoffen oder zwischen Fasern bzw. Füllstof(density range) fen und Luft, auftreten. Er wird daher vor —> Schwärzungsumfang allem von Art und Größe der inneren freien Oberfläche eines Werkstoffs beeinflusst. Technologische Prozesse bei der Fertigung, Dickdruckpapier wie —> Füllen, —• Mahlen, —> Pressen, (bulky printing paper , bulky printing) Trocknen und —• Satinieren, beeinflussen Dickdruck- oder auch Romandruckpapiere sind —• holzhaltige oder —> holzfreie, füll-

276 stofffreie, leicht geleimte, voluminöse, meist maschinenglatte Druckpapiere. Sie werden bei der Buchproduktion dort eingesetzt, wo bei begrenzter Seitenzahl ein bestimmtes Druckvolumen bzw. eine bestimmte Buchdicke angestrebt wird. Die Faserstoffe (hoher Anteil an —> Laubholz- und/oder —> Espartozellstoff) werden deshalb bei hoher StoffVerdünnung kurz und nichtfibrillierend gemahlen. Die flächenbezogene Masse der Papiere mit einer —• Dichte von meist 0,57 g/cm3 beträgt im Allgemeinen 80 bis 90 g/m 2 . RH

Dicke ( thickness , caliper) Eine Grundeigenschaft von Papier ist seine Dicke, die nach DIN EN 20534 mithilfe eines —• Dickenmessgeräts bestimmt wird. Bei der Dicke von Papier wird unterschieden zwischen mittlerer Dicke und —• Einzelblattdicke. Für die Bestimmung der mittleren Dicke mithilfe eines Probenstapels sollen die Proben eine Größe von 200 mm χ 250 mm besitzen. Die kürzere Kantenlänge muss in —•Längsrichtung weisen. Außerdem dürfen die Proben nicht durch Falten von Einzelblättern hergestellt werden. Die Dicke wird an 4 Stapeln à 10 Blatt gemessen, wobei 5 Messungen je Stapel durchzufuhren sind. Der Mittelwert der 20 Messungen wird berechnet und durch die Anzahl der Blätter pro Stapel geteilt, was zur mittleren Dicke eines Einzelblatts des Papiers fuhrt. Die Angabe der mittleren Dicke erfolgt in [μιη]. Für die Bestimmung der Einzelblattdicke werden 2 Probestücke mit einer Mindestgröße von 60 mm χ 60 mm benötigt. Bei der Dickenmessung am Einzelblatt müssen mindestens 20 Messungen an den beiden Prüfstücken vorgenommen werden. Der Mittelwert aus den 20 Messungen wird in [μηι] angegeben. Eine Ausnahme bei der Dickenbestimmung stellen hinsichtlich der Abmessungen Laborblätter (—> Laborblatt) dar, die nicht zerschnitten werden dürfen, weil sie für weitere —• Papierprüfungen intakt bleiben müssen. Bei Laborblättern wird aus diesem Grund die

Dicke am Einzelblatt gemessen, wobei die Abmessungen der Laborblätter nicht verändert werden. Die Bestimmung der Dicke von Papier ist sehr kritisch. Bei Papier handelt es sich um ein flächiges Material, das aus —• Fasern, —>Füllstoffen und chemischen —•Hilfsstoffen aufgebaut ist. Die Fasern bilden ein Netzwerk, das eine inhomogene Struktur besitzt. Dementsprechend ist die Oberfläche von Papier nicht eben, sondern weist eine Berg- und Tal-Struktur auf (Abb.). Nur durch Veredelungsvorgänge, wie z.B. —• Streichen, —> Kaschieren oder —> Kalandrieren, lässt sich die Papieroberfläche einebnen.

Papier Querschnitt eines nicht veredelten Papiers zur schematischen Darstellung der Papieroberfläche

Angesichts der Oberflächengestalt von Papier, die von einer ideal planen Fläche abweicht, wird deutlich, dass bereits die genaue Definition der Dicke des Papiers ein Problem darstellt. Weiterhin ist das Materialverhalten von Papier für die Dickenbestimmung problematisch. Jedes nicht berührungsfreie Messverfahren wird zu einer Veränderung der Oberflächenstruktur durch Kompression sowohl der Unebenheiten als auch der porigen Struktur des Papiers fuhren und somit die Dickenmessung beeinflussen. Außerdem nimmt angesichts der Oberflächengestalt des Papiers die Größe und Rauhigkeit der Messflächen Einfluss auf die Dickenmessung. Weiterhin ist anzumerken, dass es durch die Dickenmessung an Probestapeln zu einer Verzahnung der jeweils einander berührenden Papieroberflächen kommt, wodurch die Dickenmessung ebenfalls beeinflusst wird. In DIN EN 20534 wird die Definition der Dicke von Papier durch die Festlegung der Messbedingungen (Anpressdruck der Druck-

277 flächen des Dickenmessgeräts, Geschwindigkeit, mit der die Druckflächen des Dickenmessgeräts für die Messung zusammengeführt werden müssen, Größe der Messfläche sowie Zeitpunkt des Abiesens) vorgenommen. Es handelt sich dabei jedoch nur um eine Variante der Dickenbestimmung, die zwecks Vergleichbarkeit und Reproduzierbarkeit genormt wurde. Eine Veränderung der in der Norm genannten Messbedingungen würde aufgrund der oben aufgeführten Einflussgrößen zu differierenden Messergebnissen führen. WS

Dickenkalibrierung (thickness calibration) —• Kalibrieren

Dickenmessgerät (micrometer) Die —• Dicke von Papier wird mit einem Dickenmessgerät bestimmt. Das Gerät besitzt 2 planparallele, ebene und runde Druckflächen, zwischen die die Probe gelegt wird. Eine der Druckflächen ist feststehend, während die andere Druckfläche senkrecht dazu bewegt werden kann. Die Druckflächen haben eine Fläche von 200 mm 2 und üben während der Dickenmessung einen Druck von 100 kPa auf die Probe aus. Der Abstand, der sich nach dem Absenken der beweglichen Druckfläche zwischen den beiden Druckflächen einstellt, ist die Dicke des Papiers. WS

führen dazu, dass sich ein Dickenprofil in Quer- und Längsrichtung bildet. Zusätzlich können Dickenschwankungen in Längsrichtung durch Druckpulsationen des (—> Konstanter Teil), Stoffzuführsystems durch Stoffdichteschwankungen oder durch Vibrationen und Schwingungen von Walzen in der Papiermaschine erzeugt werden. Die genannten Störungen müssen durch aufwendige off-line und/oder on-line Analysemethoden lokalisiert und durch kostspielige Gegenmaßnahmen behoben werden. Das Dickenprofil in Querrichtung kann an der Papiermaschine on-line und berührungslos durch einen Dickensensor (—> elektronische Messgeräte) mit einem induktiven Messverfahren gemessen werden. Der Dickensensor ist Teil eines in Querrichtung traversierenden Messkopfs.

Dickenabweichung [μιη]

II . R.flift.u

mm \

1

.J i l ,ΙΗ

1 ι If

mimBBS™ 1

r '

V'

f'

Führerseite

Η' ρ

1

1 I

Triebseite

Beispiel für ein Dickenquerprofil (Streichrohpapier) vor dem Glättwerk

Die Einflussmöglichkeiten beim Dickenquerprofil sind vielfältig. Das Dickenquerprofil kann durch lokale Verstellmöglichkeiten am —• Stoffauflauf beeinflusst werden. Außerdem besteht die Möglichkeit, das DickenDickenprofil querprofil des Papiers durch —* Durchbie(thickness profile) gungsausgleichswalzen und thermisch arbeiBei Papier handelt es sich nicht um ein hotende Systeme zur Beeinflussung des Durchmogenes Material, das eine konstante messers von Walzen zu korrigieren. Das —• Dicke in —> Längs- und —> Querrichtung endgültige Dickenquerprofil einer Papierbahn der Papierbahn, also in seiner Fläche aufist somit das Ergebnis des ursprünglichen weist. Vielmehr kommt es zu —• DickenProfils des Papiers und der Folgen von dickeschwankungen im Papier in Längs- und beeinflussenden Prozessen. Querrichtung, bedingt durch seinen HerstelDas Dickenquerprofil ist entscheidend für lungsprozess sowie den Faserstoff und das die —• Runnability der Papierbahn beim —• Entwässerungsverhalten auf der —• Pa—• Drucken und beim Verarbeiten. Aber auch piermaschine. Diese Dickenschwankungen bei der Veredelung, wie z.B. dem —> Streichen, kann eine schlechtes Dickenquerprofil

278 zu schwerwiegenden Produktions- bzw. Qualitätseinbußen fuhren. Die Abbildung zeigt ein Dickenquerprofil vor dem —• Glättwerk, bei dem es durch die —• Querschrumpfung der Papierbahn zu einer Verdickung der Seitenränder gekommen ist, da die Querschrumpfung an den Bahnrändern größer ausfällt als in der Bahnmitte. WS

Dickenschwankungen (variations in thickness) Bei Papier handelt es sich nicht um ein homogenes Material, das eine konstante —> Dicke in —> Längs- und —• Querrichtung der Papierbahn, also in seiner Fläche aufweist. Die Dickenschwankungen in Längsund Querrichtung liegen in der Inhomogenität des Faserstoffs, der Inhomogenität der Faserstoffsuspension (—> Flocken), in der Steuerung des Verteilungsprozesses der Fasern in der —> Siebpartie durch den —• Stoffauflauf, im unterschiedlichen lokalen —> Entwässerungsverhalten und im unterschiedlichen lokalen Auswaschen der —> Fein- und —> Füllstoffe bei der —• Entwässerung begründet. Zur Erzielung eines möglichst gleichmäßigen —> Dickenprofils bei der Papierproduktion wird durch dickebeeinflussende Prozesse, wie —» Glätten bzw. —> Kalibrieren versucht, die auftretenden Dickenschwankungen zu reduzieren. Eine weitestgehend konstante Dicke des Papiers ist fur das Wickeln am Ende der —• Papier- oder —> Streichmaschine und die —• Runnability beim Drucken oder bei der Weiterverarbeitung von großer Bedeutung. Eine ungleichmäßige Dicke in Querrichtung fuhrt z.B. beim Wickeln durch Addition der Papierlagen in der Papierrolle lokal zu übermäßigen Kriech- (—> Kriechen) und Relaxationsvorgängen (—• Relaxation), woraus eine ungleichmäßige —• Wickelhärte in der Rolle resultiert. Im schlimmsten Fall kann es zu Rollendefekten kommen. Zudem können lokale plastische und damit irreversible Verformungen des Papiers zu —> RunnabilityProblemen (z.B. erhöhte Anzahl von —• Bahnreißern) beim Verdrucken fuhren.

Dickenabweichung [μπι]

Führerseite

Triebseite

Beispiel für die in Querrichtung auftretenden Dickenschwankungen einer Papierbahn (Streichrohpapier vor dem Glättwerk) WS

Dicklauge (concentrated waste liquor, strong liquor) Dicklauge ist das durch Eindampfung von —• Dünnlauge gewonnene Konzentrat, das innerhalb der —• Chemikalienrückgewinnung in einer Zellstofffabrik anfällt. Die nach der Kochung von —> Hackschnitzeln durch —• Wäsche (Zellstoff) erhaltene Dünnlauge wird in mehrstufigen Vakuumeindampfanlagen (—> Eindampfanlage) aufkonzentriert. Verfahren, die mit Gegendruck oder Thermokompression arbeiten, kommen ebenfalls zur Anwendung, sind aber für die Ablaugeneindampfung moderner Zellstofferzeugungsanlagen von geringer Bedeutung. Grundprinzip der Mehrstufenverdampfung im —• Vakuum ist, dass nur eine Stufe mit Frischdampf beheizt wird. Für die übrigen Stufen erfolgt die Wärmezufuhr jeweils durch die Brüden der vorherigen Stufe, so dass in Richtung des Dampfstroms bei zunehmendem Vakuum die Eindampftemperatur fällt. Die Stufenzahl liegt allgemein bei 4 bis 6, bevorzugt bei 6 Stufen, wobei die mit Frischdampf beheizte Dicklaugenstufe zumeist doppelt ausgelegt ist. Neben der Eindampfung im Gleich- und Gegenstromverfahren kommt für die Ablaugeneindampfung bevorzugt das gemischte Schaltsystem zum Einsatz. Dabei wird die Dünnlauge in eine Mittelstufe gepumpt und danach parallel mit dem Dampf zur letzten Stufe gefördert (Gleichstrom). Anschließend führt man die Dicklauge im Gegenstrom zum Dampf durch die restlichen Stufen bis zur Dicklaugenstufe, aus der die Dicklauge entnommen wird.

279 Die Konzentration der Dicklauge liegt für Sulfitablauge bei 50 bis 55 %, für Sulfatablauge bei 65 bis 70 % —• Trockengehalt und auch höher. Die bei der Ablaugeneindampfung anfallenden Eindampfkondensate sind in ihrer Zusammensetzung vom Faserrohstoff und dem —> Aufschlussverfahren abhängig. Sie enthalten die wasserdampfflüchtigen Komponenten der —> Ablauge. Bei den alkalischen Ablaugen des Sulfatverfahrens enthält das Eindampfkondensat im Wesentlichen —• Methanol, während die Eindampfkondensate der Sulfitablaugeneindampfung aufgrund des sauren Charakters des Aufschlussverfahrens und der Ablauge neben Methanol und Furfurol sowie gelöstem —• Schwefeldioxid noch organische Säuren (Ameisen- und —> Essigsäure) enthalten können, was durch den pH-Wert der Dünnlauge festgelegt ist. In den Eindampfanlagen kommen verschiedene Verdampferkörper, wie Rohrbündel-, Lamellen-, Platten- oder Fallfilmverdampfer, bei Natur- und Zwangszirkulation der Ablauge zum Einsatz. Der Eindampfprozess für Zellstoffablaugen ist durch die speziellen technischen und wärmetechnischen Möglichkeiten als gelöst zu betrachten und wird im Rahmen des Gesamtprozesses wirtschaftlich betrieben. Aus Sicht eines maximalen Wärmeübergangs ist die Krustenbildung der Ablaugeninhaltsstoffe auf den Verdampferflächen sowohl laugen- als auch brüdenseitig zu berücksichtigen. Das spielt bei der Sulfatablaugeneindampfung nur im Zusammenhang mit dem Aufschluss von —• Einjahrespflanzen eine Rolle, da sich hierbei Silikatkrusten bilden können. Ansonsten liegen Krusten aus Konzentrationsfällungen vor, die sich durch Stufenwechsel beherrschen lassen. Aus der Sulfitablauge bilden sich beim Eindampfprozess Mischkrusten aus organischen Polymerisaten, —• Kieselsäure und Calciumsulfat (—> Gips). Dagegen setzt man ein Spülsystem mit saurem Eindampfkondensat und bei hartnäckigen Krusten Spülchemikalien wie —> Natronlauge (gegen Silikat) und Salpetersäure (gegen organische Ablagerungen) ein. Die bei der Eindampfung gewonnene Dicklauge setzt man im Gesamtkonzept der

modernen Zellstofferzeugung als Rohstoff in der Chemikalienrückgewinnung ein. Das traf auf das Sulfatverfahren schon seit seiner Einführung Ende des 19. Jh. zu. Die stoffliche Verwertung der Dicklauge aus dem Sulfitverfahren aufgrund der Dispergier- und Bindewirkung ihrer —• Lignosulfonate hat heute nur noch begrenzte Bedeutung. AR

Dickstoff (high density (HD) pulp)

—• Stoffdichtebereich

Dickstoffmahlung (medium consistency (MC) refining, medium density refining)

Die Dickstoffmahlung wird zur Erzielung einer fibrillierenden —• Mahlung bei Stoffdichten von 5 bis 6 % betrieben. Die im Vergleich zur —> Dünnstoffmahlung höhere Stoffdichte bewirkt in Kombination mit anderen Mahlparametern, wie hohem Messerwinkel oder runden Messerkanten der Refinergarnituren, eine intensivierte, schonendere Faser-Faser-Kraftübertragung in den Spalten zwischen Rotor- und Statormessern (Messerabstand). Die Folge ist ein stärkeres —> Fibrillieren der Fasern, woraus eine verringerte Faserkürzung und damit ein höherer —• Durchreißwiderstand resultieren. Sowohl Dünnstoff- als auch Dickstoffmahlung arbeiten in dem für die Mahlung von Zellstoff üblichen Stoffdichtebereich von 2 bis maximal 6 %. Ein —• Verdünnen bzw. —> Eindicken der Suspension vor der Mahlung ist im Allgemeinen nicht erforderlich, da die —> Refiner in den Stoffdichtebereich der vorgeschalteten Maschinen (z.B. —> Entstipper) und der —> Stoffaufbereitung eingebunden sind. AC

Dickstoffpumpe (thick stock pump)

—• Stoffpumpe

280 Dickstoffreiniger (high density (HD) cleaner)

Dickstoffreiniger sind Hydrozyklone (—> Reiniger) zum Abscheiden von Schwerteilen aus Stoffsuspensionen. Im Dickstoffreiniger werden größere Schwerteile (Partikel größer als ca. 1 mm und mit einem spez. Gewicht deutlich über 1 g/cm3), wie z.B. Heft- und Büroklammern, Drähte, Gespinste sowie gröbere Partikel aus Glas und Sand, abgeschieden. Dank dieser Abscheidung sollen die Maschinen und Apparate der nachfolgenden Prozessschritte (z.B. —> Refiner) vor übermäßigem Verschleiß und vor Beschädigung geschützt werden. Wegen der Größe der abzuscheidenden Partikel müssen alle Strömungsquerschnitte am Dickstoffreiniger ausreichend groß dimensioniert sein, um ein Verstopfen zu vermeiden. Dickstoffreiniger arbeiten bei Stoffdichten von bis zu 6 %. Mit steigender Viskosität der Suspension, die von Stoffdichte und Stoffart abhängt, sinkt der —• Abscheidewirkungsgrad. Manche Dickstoffreiniger sind mit einem zusätzlichen Rotor zur Suspensionsbeschleunigung im Einlaufbereich des Reinigers ausgestattet. Dieser Rotor soll eine ausreichende Rotationsgeschwindigkeit und damit gute Abscheidewirkung auch bei geringeren Durchsätzen sicherstellen (Abb. 1).

Abb. 1 : Dickstoffreiniger ohne und mit Rotor (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology)

systemen für —> Altpapier arbeitet der Dickstoffreiniger zwischen dem Auflösesubsystem und der Grobsortierung. Im Allgemeinen werden die Schwerteile periodisch über eine Schwerteilschleuse aus dem Aggregat abgeführt. Um möglichst wenig Fasern mit dem —• Rejekt auszutragen, wird bei Dickstoffreinigern zum Gegenspülen Wasser in die Schwerteilschleuse eingespritzt. In einer anderen Art von Dickstoffreinigungssystem wird der Überlauf der ersten Reinigungsstufe kontinuierlich abgezogen (Abb. 2). Dieser Teilstrom wird auf eine Stoffdichte von höchstens 1,5 % verdünnt und gelangt zunächst in einen Sedimentationsbehälter. Dort werden große Schwerteile abgeschieden und über eine Schwerteilschleuse ausgetragen. Damit wird die nachgeschaltete zweite Zyklonstufe vor Verstopfen und Verschleiß geschützt. Die zweite Stufe besteht aus einem oder mehreren parallel geschalteten Hydrozyklonen. In diesen werden die übrigen Schwerteile mit großer Wirksamkeit abgeschieden. Diese zweite Zyklonstufe arbeitet mit Gegenspülung in der Schwerteilschleuse und trägt das Rejekt periodisch aus. Dickstoffreiniger

Abb. 2: Schema einer Reinigungsanlage (Protectorsystem) mit Kombination aus Dickstoffreiniger in der ersten und Dünnstoffreiniger in der zweiten Stufe (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology)

HO Dickstoffsortierer (medium consistency (MC) screen)

Dickstoffreiniger werden z.B. bei der AufbeEin Dickstoffsortierer ist ein —> Sortierer für reitung von —• Zellstoff und —» Holzstoff Stoffsuspensionen, der bei einer Stoffdichte (nach der Zerfaserung im —• Pulper) vor von etwa 2,5 bis 4,5 % betrieben wird. HO —> Entstippern und Mahlmaschinen (Refinern) eingesetzt. Bei —> Stoffaufbereitungs-

281 Dickstoffturm (MC/HC pulp storage tower)

Unter Dickstoffturm versteht man einen Bleichreaktor oder Stoffstapelbehälter, der für Faserstoffsuspensionen mit höherer Stoffdichte (etwa über 10 %) in der Zellstoffindustrie verwendet wird. Dabei können Mittelkonsistenztürme (MC; bis ca. 20 %) sowohl als Aufwärtstürme (Stoffzuführung von unten) als auch als Abwärtstürme ausgelegt sein, während Hochkonsistenztürme (HC; deutlich über 20 %, krümelige Struktur des Faserstoffs; —• Bleichturm) wegen der schwierigen Stoffbewegung nur als Abwärtstürme mit Stoffeintrag von oben in Verwendung sind. Es handelt sich immer um zylindrische Behälter, deren Boden als Konus oder zumindest schräg gebaut ist, um den Stoffaustrag im unteren Teil zu erleichtern. Das Material von Dickstofftürmen richtet sich nach der Art der Stoffsuspension und ggf. den Reaktionschemikalien: Er reicht von einfachem Beton über Innenbeschichtung mit Keramikfliesen und beschichteten Stahlkonstruktionen bis hin zu Ausführungen aus massivem Edelstahl. Die Größe richtet sich nach den Bedingungen der Gesamtanlage und liegt meist bei einigen hundert bis zu mehreren tausend Kubikmetern. Beim Stoffaustrag von unten werden Austragswerke (z.B. Kratzer, Schnecken) und Einrichtungen zur Verdünnung mit Wasser (z.B. tangentiale Düsen von außen, rotierende Spritzköpfe innen) verwendet. Der Austrag oben erfolgt meistens mit Schaber (Pflugschar), der die Mittelachse umläuft, in außen angeordnete Rinnen, in denen die Verdünnung mit Wasser vorgenommen wird. DA

Differenzmessaniage (difference

measuring device)

Eine Differenzmessanlage in einer —> Streichmaschine erlaubt die Messung und Regelung des —• Auftragsgewichts des —> Strichs während des Streichvorgangs. Dies kann einmal durch Messung der Flächenmassendifferenz mithilfe von Betastrahlern zwischen verschiedenen Messstellen, wie

1) Messung des —• Streichrohpapiers 2) Messung des getrockneten Papiers nach dem ersten Strich (—> Vorstrich) 3) Messung des trockenen Papiers nach dem zweiten Strich (—> Deckstrich), geschehen. Durch geeignete Verknüpfung der Messergebnisse werden die Differenz zum ungestrichenen Papier gebildet und damit die flächenbezogene Strichauftragsmasse bestimmt. Eine Variante der Differenzmessung an Streichanlagen benützt ein modifiziertes Infrarot-Feuchtigkeitsmessprinzip unmittelbar nach dem —> Streichaggregat. Die Messung erfolgt berührungslos, wobei das Papier mit 2 verschiedenen Wellenlängen im IRBereich bestrahlt und die reflektierte Strahlung gemessen werden. Aus der Differenz der Reflexionen beider Wellenlängen erhält man ein Maß für die flächenbezogene Masse des Strichs. TI

Diffuseurwaschanlage (diffuser

washer plant)

Die Diffuseurwaschanlage umfasst die Diffuseure, die nach dem Zellstoffaufschluss im —> Kocher und einer ersten Wäsche im Kocher die Abtrennung der —• Ablauge vom Zellstoff bewirken sollen. Der Zellstoffwäsche kommt eine besondere Bedeutung hinsichtlich des Umweltschutzes zu, weil sie die Grundlage für eine minimale Ausschleusung von gelöster organischer Substanz mit dem Abwasser ist. Der Erfassungsgrad soll insgesamt, einschließlich der nachfolgenden weiteren Zellstoffwäsche in z.B. Druckwaschfiltern, sehr hoch (z.B. über 99 %) sein. Entsprechend hoch ist auch die Rückgewinnung der Aufschlusschemikalien (—» Chemikalienrückgewinnung). In einer zweistufigen Diffuseurwäsche erreicht man einschließlich der Kocherwäsche beim —• diskontinuierlichen Kochen bereits etwa 85 % Erfassung, bei der —• kontinuierlichen Kochung mit HiHeat-Wäsche bereits über 90 %. Im Diffuseur stören grobe Teile, wie Knoten und Äste, nicht, die bei —> Waschfiltern z.B. das Sieb zerstören könnten.

282 Unter Diffusion versteht man die gegenseitige Durchdringung von Gasen oder mischbaren Flüssigkeiten verschiedener Konzentration. Sie geht immer von der höheren zur niederen Konzentration. Unter Diffusion wird hier das Verdünnen der Ablauge verstanden, die eine höhere Konzentration als ein „dünneres" Waschwasser hat. Wegen der gleichzeitig bestehenden Dichteunterschiede überlagert sich auch bei der Wäsche im Diffuseur die Verdrängung aufgrund der Dichteunterschiede, die bei der Wäsche im Kocher dominiert. Diffuseure sind stehende zylindrische Behälter, die entweder jedem Kocher oder bei Vorhandensein von Umschalteinrichtungen verschiedenen oder mehreren Kochern zugeordnet sind. Der Inhalt ist mindestens 10, meist aber 25 bis über 50 % größer als der des Kochers. Der Waschboden ist ein Sieb mit nach unten/außen hin konischen Löchern von 1 bis 3 mm Durchmesser. Das Waschwasser wird oben möglichst schonend, z.B. an mehreren Stellen tangential, aufgegeben, um den Zellstoff nicht zu stark aufzuwirbeln. Es geht durch die mehrere Meter dicke Zellstoffschicht und schließlich den Siebboden hindurch, um unten abgezogen zu werden. Die Dimensionierung des Durchsatzes ist sehr unterschiedlich, je nachdem ob nur ein oder mehrere Waschvorgänge (Waschstufen) im Diffuseur realisiert werden sollen. Neuere Konstruktionen sind Druckdiffuseure und Diffuseure mit bewegten Einbauten, die die Wascheffektivität verbessern. DA

Diisopropylnaphthalin (diisopropylnaphthalene)

Diisopropylnaphthalin (DIPN) ist ein geruchsloses —> Lösemittel mit einer Siedetemperatur von knapp 300° C. Es findet Verwendung als Lösungsmittel für Farbbildner in Mikrokapseln zur Herstellung von —• CBund —> CFB-Papieren (-> Selbstdurchschreibepapier). DIPN wird als Alternative für früher gebräuchliche Lösungsmittel eingesetzt, die unter Umwelt- und Gesundheitsaspekten zwischenzeitlich als bedenklich eingestuft wurden, wie z.B. —> polychlorierte

Biphenyle und Chlorparaffine (—• Paraffine). Gegenüber diesen Lösungsmitteln hat DIPN den Vorteil, dass es nach bisherigem Kenntnisstand nicht gesundheitsgefährdend ist. Die —> biologische Abbaubarkeit beträgt nach 28 Tagen über 80 %. Dennoch ist DIPN Gegenstand von Diskussionen innerhalb der Papierindustrie bzw. mit Papierverarbeitern und Lebensmittelüberwachungsbehörden geworden. In einigen trockenen Lebensmitteln, die einen niedrigen Fettgehalt aufweisen, wie z.B. Eiernudeln, Kakao, Reis und Rosinen, und die in aus —• Altpapier hergestelltem Karton verpackt waren, ließen sich Spuren von DIPN nachweisen. Weitere Untersuchungen ergaben, dass für einen Übergang von DIPN auf das verpackte Lebensmittel nicht unbedingt ein direkter Kontakt zwischen Packgut und Karton gegeben sein muss. DIPN vermag auch über die Gasphase in einige Lebensmittel überzugehen. Unter toxikologischen Gesichtspunkten sind die in Lebensmitteln gemessenen DIPNGehalte nicht von Relevanz. Dennoch ist die deutsche Papierindustrie von den Überwachungsbehörden aufgefordert, Maßnahmen zu ergreifen, um den Gehalt dieses Lösungsmittels in altpapierhaltigen —> Lebensmittelverpackungspapieren und -kartons zu senken. Bisherige Aktivitäten zielen darauf ab, den Anteil von Selbstdurchschreibepapieren in den zur Produktion von Verpackungspapieren verwendeten —• Altpapiersorten weitestgehend zu minimieren. So wird Selbstdurchschreibepapier-Ausschuss aus Herstellung und Verarbeitung (z.B. Druckereien, Formularhersteller) separat erfasst und in andere Sortenbereiche geleitet. In Zusammenarbeit mit dem —> Altpapierhandel wird weiterhin versucht, Altpapiere aus dem administrativen Bereich (z.B. Behörden, Banken) möglichst frei von Selbstdurchschreibepapieren zu halten. In den Papierfabriken werden interne Kontrollen verstärkt, um sicherzustellen, dass möglichst geringe Mengen an gebrauchten Selbstdurchschreibepapieren in die Produktion gelangen. Nach Angaben der Hersteller von —• Mikrokapseln steht derzeit kein Lösungsmittel

283 zur Verfugung, das unter technologischen Gesichtspunkten DIPN ersetzen könnte und das die gleiche toxikologische Unbedenklichkeit aufweist. HA

Dilatanz (dilatancy)

Unter Dilatanz versteht man die rheologische Erscheinung, dass sich die —• Viskosität einer Flüssigkeit unter zunehmender Schubspannung bzw. mit zunehmendem Schergefälle vergrößert. Der Begriff Dilatanz wird häufig mit dem der Rheopexie gleichgesetzt und als Gegenteil der —> Thixotropie behandelt. Eigentlich handelt es sich bei der Dilatanz um die zur Strukturviskosität entgegengesetzte Erscheinung. Die Neigung zur unerwünschten Dilatanz nimmt bei —• Streichfarben mit steigendem Feststoffgehalt zu. Das Auftreten von Dilatanz kann durch den Aufbau von Strukturen (Aggregation von Pigmentpartikeln) erklärt werden. Dilatanz führt zu Verarbeitungsschwierigkeiten beim —• Bladestreichen:

Trotz Einbau von speziellen —•Feuchtwerken ist der Bereich der optimalen Einstellung des Farbe-Feuchtmittel-Gleichgewichts (—> Feuchtmittel) wesentlich enger als beim herkömmlichen —> Offsetdruck. Außerdem stellt dieses Verfahren höhere Anforderungen an einige Papier- und Druckfarbeneigenschaften (—• Druckfarbe), so dass heute keine Umrüstungen mehr stattfinden. Allerdings gibt es noch ein Einsatzgebiet im —> Mehrfarbendruck. Je nach Bahnführung und Seitenzahl druckt man in besonderen Druckeinheiten (Y-Einheit) eine zusätzliche Farbe direkt von der Druckform auf die Bedruckstoffbahn. Meist wird hierfür Gelb gewählt, da diese Farbe am wenigsten kritisch im Zusammendruck ist. NE

Dimensionsstabilität (dimensional stability)

Dimensionsstabilität ist der Grad der Beständigkeit der Maße eines Papiers bei Schwankungen seines Feuchtegehalts sowie bezüglich anderer Einflüsse. Papier ist —> hygroskopisch, bei Feuchtigkeitsaufnahme dehnt es sich durch —> Quellung aus bzw. unterliegt • Erhöhte Gefahr von —> Rakelstreifen umgekehrt beim Trocknungsprozess einer • Verstärkte Bartbildung —• Schrumpfung. Beim Umklimatisieren • Erhöhte Gefahr von Abrissen in der steht der —> Feuchtigkeitsgehalt eines Papiers —> Streichmaschine in keinem eindeutigen Zusammenhang zur • Höherer Bladeverschleiß durch höhere —• relativen Luftfeuchtigkeit, sondern zeigt Rakelvorspannung einen Hysterese-Effekt. Aufgrund der bevor• Erhöhter Energiebedarf beim Mischen zugten —» Faserorientierung in —> Längsrichund Pumpen der Streichfarbe GZ tung und des anisotropen Quell- bzw. Schrumpfverhaltens der Fasern sind Feuchtdehnung bzw. Trockenschrumpfung in Längsrichtung geringer als in —> QuerrichDilitho tung. Die Feuchtdehnung (DIN 53130) ist (dilitho, direct litho) Dilitho ist die Abkürzung für Direkt- näherungsweise umgekehrt proportional zum Lithographie und beschreibt ein Flachdruck- —• Elastizitätsmodul des Papiers und unterverfahren (—•Flachdruck) für den —>Zei- liegt damit einer analogen —• Anisotropie. tungsdruck, bei dem die Farbübertragung Schlechte Dimensionsstabilität, verstärkt direkt von der —• Druckform auf den —• Be- durch den Anisotropie-Effekt, kann im Fall druckstoff erfolgt. Das Dilitho-Verfahren unzureichender —> Klimatisierung bei Lageentstand in der Übergangsperiode vom rung und Verarbeitung zu —> PasserdifBleisatz zum Fotosatz und wurde ursprüngferenzen (—> Passer) im —> Mehrfarbendruck lich zur Umrüstung vorhandener Hochdruck- sowie allgemein zur Verschlechterung der Rotationsmaschinen (—• Hochdruck) entwi- Laufeigenschaften in Verarbeitungsanlagen ckelt. fuhren.

284 Die Dimensionsstabilität von Papier ist in komplexer Weise abhängig von Art und —> Mahlgrad des Faserstoffs, von Faserorientierung und —> Formation, von —• Füllstoffgehalt und —> Leimungsgrad des Papiers, vom Grad der —> Zweiseitigkeit sowie insbesondere auch von den Trocknungsbedingungen und den dabei durch Schrumpfungsbehinderung eingebrachten Spannungszuständen. —> Gestrichene oder —• imprägnierte Papiere sind dimensionsstabiler als die entsprechenden —• Rohpapiere. Ungleichmäßige Feuchtigkeitsaufnahme oder -abgabe bzw. lokal ungleichmäßig verteilte Feuchtigkeitsgehalte und Trocknungsspannungen, ggf. verstärkt durch Zweiseitigkeit oder durch unsymmetrische Schichtanordnung bei mehrlagigen Produkten, können Anlass sein zu Störungen der —> Planlage von Papieren. Dies impliziert je nach Feuchtigkeits- und Spannungsverteilung Effekte, wie —• Rollneigung, Wölbungsneigung, Randwelligkeit oder Tellerbildung sowie ggf. Schwielenbildung beim Trocknungsprozess Cockling). GÖ

Für den Bereich Papier sind der Normungsausschuss Papier und Pappe (NPa) sowie der Normungsausschuss Materialprüfung (NMP) von Bedeutung, die sich in 7 bzw. 3 Arbeitsausschüssen mit der Normung von Begriffen, Papiersorten und Papierprodukten sowie von Prüfverfahren für —• Halbstoffe und Papier beschäftigen. RE

DIN-Formate (German Standard paper size)

DIN-Formate sind genormte Papierformate mit der Vorgabe von Abmessungen der beiden Seitenkanten von rechteckigen Papierbögen bzw. Papierblättern. DIN-Formate sind die vom Normenausschuss der deutschen Industrie im Jahre 1922 im DIN 476 eingeführten Normformate mit ursprünglich 4 Grundformaten (Reihen A, B, C und D).




A5 A3 DIN

A6

A4

(DIN)

DIN ist die Abkürzung für Deutsches Institut für Normung e.V. mit Sitz in Berlin. Das DIN ist eine Institution der Selbstverwaltung der an der —> Normung interessierten Kreise (z.B. Wirtschaft, Technik, Wissenschaft, Verwaltung) und als die zuständige Normungsorganisation für das Bundesgebiet durch einen Vertrag mit der Bundesrepublik Deutschland anerkannt. Das DIN ist Träger der Normungsarbeit, das als gemeinnütziger Verein Deutsche Normen (DIN-Normen) für den gesamten technisch-wissenschaftlichen Bereich erarbeitet und unter der Bezeichnung —• DIN-Normen herausgibt. Die Normungsarbeit des DIN ist eine technisch-wissenschaftliche Dienstleistung für alle Institutionen Deutschlands. Sie wird in 4 300 Arbeitsausschüssen mit 33 800 ehrenamtlichen Mitarbeitern geleistet. Herausgegebene Normen sollen mindestens alle 5 Jahre auf ihre Aktualität überprüft werden.

A6

A1 A2

Papiergrößen der Formatreihe A

Heute sind noch die Papiergrößen der • • •

Reihe A (Drucksachen, Briefbogen) Reihe Β (Schnellhefter und Ordner) Reihe C (Umschläge für Papierformate der Reihe A)

in Anwendung. Das Verhältnis der Seitenkanten ist bei allen Formaten gleich dem Verhältnis von 1 : V2 . Die Teilformate (Formatklassen) entstehen durch fortgesetztes

285

Formatklasse 0 1 2 3 4 5 6 7 8

Benennung Vierfachbogen Doppelbogen Bogen Halbbogen Viertelbogen Blatt Halbblatt Viertelblatt Achtelblatt

Reihe A [mm] 841 χ 1189 594 χ 841 420 χ 594 297 χ 420 210 χ 297 148 χ 210 105 χ 148 74 χ 105 52 χ 74

Reihe Β [mm] 1000 χ 1414 707 χ 1000 500 χ 707 353 χ 500 250 χ 353 176 χ 250 125 χ 176 88 χ 125 62 χ 88

Reihe C [mm] 917 χ 1297 648 χ 917 458 χ 648 324 χ 458 229 χ 324 162 χ 229 114 χ 162 81 χ 114 57 χ 81

Papierformate nach D I N 476 bzw. ISO 216-1975 (Reihe A und B)

Falten der Grundformate (AO, BO oder CO) jeweils durch Halbieren senkrecht zur langen Seite. Die Klassennummern bezeichnen die Anzahl der Falzungen des Grundformats (Tab.). Mit der ISO-Norm 216-1975 wurden die Aund B-Reihen (Formatklassen) zu einer weltweiten Formatnorm. Das DIN-Format AO ist durch eine Fläche von 1 m 2 gekennzeichnet. DIN A 4 wird als Einheitsbriefbogen und DIN A 6 als Postkartenformat verwendet. RE

langsamen Abbaubarkeit reichern sie sich im Gewebe von Tieren und Menschen an. Besonders bekannt geworden ist das 2,3,7,8Tetrachlordibenzo-p-dioxin als sog. SevesoGift wegen seiner Bedeutung beim ChemieUnfall im Juli 1976 in Seveso/Italien. Es besitzt von allen Dioxinisomeren die höchste Toxizität. 9

10

1

6

5

4

Dioxine (dioxins)

Dioxine ist die im chemischen Sinne nicht ganz korrekte Bezeichnung für die 75 Isomeren der Substanzklasse der polychlorierten Dibenzodioxine. Sie gehören zur Klasse der aromatischen Ether und bestehen aus 2 Benzolringen, die über 2 Sauerstoffatome miteinander verbunden sind. Die Anzahl und die Position der Chloratome an den Benzolringen, gekennzeichnet durch Zahlen von 1 bis 9, variieren bei den einzelnen Isomeren und bestimmen die chemischen und toxikologischen Eigenschaften. Dioxine sind in unterschiedlichem Maße giftig und carcinogen. Vergiftungen äußern sich durch das Auftreten von Chlorakne, Kopfschmerzen, Mattigkeit und Erbrechen und können bei starker Exposition zum Tod oder zu schwerwiegenden Missbildungen, auch bei noch ungeborenem Leben fuhren. Wegen ihrer guten Fettlöslichkeit und sehr

polychlorierte Dibenzodioxine

Die einzelnen Dioxinisomere, auch Kongenere genannt, besitzen eine stark unterschiedliche toxikologische Potenz. Toxikologisch bedeutsam sind vor allem Dioxine, die an den Stellen 2, 3, 7 und 8 chlorsubstituiert sind. Mithilfe von Toxizitätsäquivalenten werden höherchlorierte Dioxine auf die Toxizität von 2, 3, 7, 8-Dibenzodioxin bezogen. Hierzu werden unterschiedliche Berechnungsmodelle angewandt. Als international weitgehend verbindlich wurden die von einer Arbeitsgruppe der NATO, dem Committee on the Challenge of Modern Society (CCMS), ermittelten Toxizitätsäquivalente vereinbart, die auch als I-TEF (engl.: International Toxi-

286 city Equivalence Factor) bezeichnet werden. Auf dieser Berechnung beruht auch der Emissionsgrenzwert von 0,1 ng TE/m3 im —> Abgas von Abfallverbrennungsanlagen (—> Abfallverbrennung) in der 17. Verordnung (17. BImSchV) des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (BImSchG). Dioxine werden nicht gezielt zu irgendeinem Zwecke hergestellt, sondern entstehen ausschließlich als unerwünschte Nebenprodukte u.a. bei der Herstellung und Weiterverarbeitung von —• Chlorphenolen und —> polychlorierten Biphenylen (PCB) sowie bei der Produktion von Chlorbenzolen und der Chlorierung von aromatischen Kohlenwasserstoffverbindungen (—> Kohlenwasserstoffe) sowie bei thermischen Prozessen. Bei dem jeweiligen chemischen Prozess entsteht nicht ein Dioxinisomer allein, sondern stets mehrere Isomere in unterschiedlichen Konzentrationen. In industrialisierten Ländern wird das Vorkommen von Dioxinen als ubiquitär betrachtet. Dioxine entstehen u.a. auch bei der Abfallverbrennung, insbesondere wenn chlorierte KohlenwasserstoffVerbindungen mitverbrannt werden und wenn diese Verbrennung bei relativ geringen Temperaturen (< 1 000° C) oder unter Sauerstoffmangel stattfindet. Die dabei entstehenden Abgase müssen aufwendig gereinigt werden, um den in der 17. BImSchV festgelegten Emissionsgrenzwert im Abgas von Abfallverbrennungsanlagen einzuhalten. Filterrückstände und dioxinhaltige Verbrennungsrückstände sind auf Sondermülldeponien zu lagern. Dioxine können in geringem Maße auch durch fotochemische Prozesse (Sonnenlicht, insbesondere —> UV-Licht) bei der Zersetzung von chlorierten Kohlenwasserstoffen entstehen. Mitte der 80er Jahre wurden zunächst in den USA und Kanada, später auch in Nordund Mitteleuropa, Spuren von chlorierten Dioxinen und —> Furanen in Papierprodukten, wie Taschentüchern, Kaffeefiltern, Milchkartons und in Babywindeln, analysiert. Diese Spuren hatten ihren Ursprung in mit -> Chlor gebleichtem -»Zellstoff. Bereits durch Optimierung der zum —• Bleichen

verwendeten Menge an Chlorgas konnte die Dioxinbildung erheblich reduziert werden. Die Umstellung der Bleichprozesse auf —• chlorarme und —> chlorfreie Bleiche führte schließlich dazu, dass die Dioxinproblematik in der Zellstoff- und Papierindustrie gelöst wurde. In —» ECF- und TCF-Zellstoff liegen die Dioxin- und Furangehalte nunmehr in einem Bereich, der dem ubiquitären Vorhandensein dieser Verbindungen in der Umwelt entspricht. Im gleichen Maße hat sich die Belastung altpapierhaltiger Papiere in den vergangenen Jahren erheblich verringert. Literatur: Weidenbach, Th.; Kerner, I.; Radek, D.: Dioxine - die chemische Zeitbombe. Köln, 1984 MO

DIP (Delnked Pulp)

—> Deinkingstoff

Direkteinleiter (direct

discharger)

Direkteinleiter leiten ihr —• Abwasser in ein Oberflächengewässer (aufnehmendes Gewässer, —• Vorfluter) ein (—> Abwassereinleitung). Bezogen auf die Produktionsmenge, werden etwa 75 % der Abwässer der Papierindustrie in Deutschland und 100 % der Abwässer aus der Zellstofferzeugung in Deutschland direkt eingeleitet. Für die praktische Behandlung technischer und rechtlicher Fragen der Abwasserbeseitigung ist grundsätzlich zu unterscheiden zwischen Direkt- und —• Indirekteinleitern. Der größere Teil der rechtlichen Regelungen betrifft ausschließlich die Direkteinleiter, so auch das —» Abwasserabgabengesetz. MÖ

Direktfarbstoffe (direct dyes)

Als Direktfarbstoffe oder substantive Farbstoffe werden solche Farbstoffe bezeichnet, die auch ohne —• Fixiermittel auf Zellstoff-

287 fasern ( —> holzfreie Papiere) aufziehen und gute —• Lichtechtheit und Wasserfestigkeit aufweisen. Es gibt eine große Zahl verschiedener chemischer Individuen, die in der Praxis verwendet werden. Die wichtigsten Produktklassen sind:

ringer als bei ligninhaltigen Substraten ist. Direktfarbstoffe werden meist zur Färbung von —•holzfreien grafischen Papieren und —• Hygienepapieren verwendet. PF

Diskontinuierlicher Pulper •

•

Azo-Farbstoffe mit Sulfo- bzw. Carboxylgruppen: z.B. Azo-Gelb (C.I. Direct Yellow 147), Azo-Rot (C.I. Direct Red 239), Azo-Blau (C.I. Direct Blue

(batch pulper)

—• Pulper

218)

Diskontinuierliches Kochen

Stilben-Farbstoffe: z.B. der weltweit meistverbreitete Direktfarbstoff StilbenGelb (C.I. Direct Yellow 11) Metall-Komplex-Farbstoffe: Im TürkisBereich ist ausschließlich diese Produktklasse im Einsatz, z.B. Kupfer-Phthalocyanin Blau (C.I. Direct Blue 199).

(batch pulping, batch cooking)

Das diskontinuierliche Kochen ist eine mögliche Betriebsweise für —• Aufschlussver• fahren von Faserrohstoffen, wie Holz oder Einjahrespflanzen, die durch Einwirkung von —• Kochflüssigkeit zu —• Zellstoff umgewandelt werden. Die Alternative dazu ist die —> kontinuierliche Kochung, mit der das Die meisten in der Praxis verwendeten Di- gleiche Ziel aus gleichen Faserrohstoffen auf rektfarbstoffe sind anionisch. Voraussetzung einem anderen verfahrenstechnischen Weg für die gute Affinität für —• Cellulose ist erreicht werden soll. Schließlich gibt es noch deren chemische Struktur mit einem langge- Zwischenstufen und Übergänge oder Variastreckten Molekülaufbau und mit Hydroxyl- tionen, die zwischen kontinuierlicher und und Aminogruppen, die Wasserstoffbrücken diskontinuierlicher Kochung liegen, z.B. die ausbilden können. Zur Fixierung der anioni- halb- oder quasikontinuierliche Betriebsweischen Farbstoffe auf die anionische Zellstoffse. faser ist eine ausreichende Konzentration an Die Betriebsweise ist ein Charakteristikum Ca2+- bzw. Mg2+-Ionen im —• Betriebswasser von Prozessen bzw. Apparaten oder Anlagen, erforderlich. Sie sollte 100 —•ppm nicht mit dem der zeitliche Verlauf von Eingangsunterschreiten. Eine noch deutlich bessere und Ausgangsströmen beschrieben werden Affinität wird mit kationischen Direktfarbkann. Demzufolge wird die diskontinuierliche stoffen erzielt, die zunehmend eingesetzt Betriebsweise bzw. im vorliegenden Fall die werden, um eine geringe Abwasserfärbung diskontinuierliche Kochung dadurch gekennund eine bessere Wasserfestigkeit zu erzielen. zeichnet, dass dem diskontinuierlichen Außerdem können kationische Direktfarb—> Kocher zunächst eine bestimmte Menge stoffe für die kontinuierliche Färbeweise und an Ausgangsstoffen (—• Hackschnitzel und für intensive Färbungen verwendet werden. Kochflüssigkeit) zugeführt wird (Kocherfüllung, —• Kochereintrag), die unter definierten • Kationische Direktfarbstoffe sind z.B.: Bedingungen im Kocher (—• Kochregime) Azo-Gelb (C.I. Basic Yellow 94), Azo- verweilt, bis die angestrebte StoffRot (C.I. Basic Red 111), Kupfer Phtha- umwandlung (Faserrohstoff in Zellstoff) locyanin-Blau (C.I. Basic Blue 140). realisiert ist. Der Zustand des Reaktionsgemisches im Bei den kationischen Direktfarbstoffen er- Kocher wird durch die intensiven Zustandsfolgt eine zusätzliche Fixierung durch Salz- größen (Druck, Temperatur, Konzentration bildung (analog den —» basischen Farbstof- der einzelnen Bestandteile des Aufschlussfen), auch wenn die Zahl der anionischen mediums) beschrieben, die eine Funktion der Gruppen auf der Zellstofffaser deutlich ge- Zeit sind. Im Idealfall sind sie keine Funktion

288 des Ortes. Da aber eine ideale Durchmischung auch bei Zwangsumwälzung (—> Laugenumwälzanlage) nicht garantiert werden kann, ist ein homogenes Endprodukt oftmals erst durch eine weitere Homogenisierung im Verlauf der folgenden Verfahrensstufen zur Aufbereitung des Kocherstoffs zu erreichen. Zur Vergleichmäßigung des Aufschlussprozesses kann neben der Zwangsumwälzung der Kochflüssigkeit im —• stehenden Kocher auch eine Zwangsbewegung des Aufschlussaggregats erfolgen, wie im Falle des rotierenden Kochers (z.B. Kugelkocher, Sturzkocher), bei dem durch die Drehung um die eigene Horizontalachse nicht nur die Kochflüssigkeit, sondern im gewissen Maße auch die Hackschnitzel umgewälzt werden. Der Abbruch der abgeschlossenen Stoffwandlungs- (Aufschluss- oder Koch-) Reaktion wird beim diskontinuierlichen Aufschlussverfahren durch möglichst schnelle Absenkung von Druck (—> Abgasen) und Temperatur sowie Abfuhrung des Aufschlussmediums als —• Ablauge bewirkt. Jeder einzelne Kochvorgang, der im Chargenbetrieb durchgeführt wird, ist in sich abgeschlossen und besteht somit aus je einem diskreten Füll-, Stoffwandlungs- (Koch-) und Entleerungsteilprozess. Historisch gesehen, sind alle bedeutsamen Zellstoff-Kochverfahren zunächst als diskontinuierliche Verfahren entwickelt und erst mit fortschreitender Apparate- und Messtechnik zu kontinuierlichen Verfahren weiterentwickelt worden. AR

Temperatur des Stoffs sowie von Art und Umfangsgeschwindigkeit der eingesetzen Garnituren bzw. Rotoren. Um die zum Dispergieren erforderliche Energie in den Faserstoff ohne morphologische Faserveränderungen (z.B. ohne Faserkürzung) einbringen zu können, muss die Stoffdichte zwischen 25 und 35 % liegen. Das bedeutet, dass bei Einbindung einer Dispergierstufe in eine Altpapieraufbereitungsanlage eine entsprechende —> Entwässerung vorgeschaltet werden muss, die meist auch zur Kreislaufwassertrennung benutzt wird, da auf hohe Stoffdichten entwässert wird. Aus technologischen, betriebstechnischen und wirtschaftlichen Gründen ist bei „hellen" Altpapiersorten (z.B. —• Deinkingware) eine —• Peroxidbleiche bei hohen Stoffdichten sinnvoll. Daher wird der Disperger, der sich auch sehr gut zum Einmischen von Chemikalien nutzen lässt, bei der Aufbereitung von —> Deinkingstoff gleichzeitig für die Durchführung einer —> Dispergierbleiche eingesetzt.

Einlauf

I • W

ù IIJT

Schneckenpresse Heizschnecke

ψ ^ Disperger (disperger) Disperger wie auch —• Kneter sind Maschinen, die im Zuge der —• Altpapieraufbereitung durch Scherkräfte dank hoher —• Stoffdichte bevorzugt das Zerkleinern (—> Dispergieren) viskoser Partikel (z.B. —• Druckfarben, —• Wachs, —• Bitumen) im —> Altpapierstoff ermöglichen. Die beim Dispergieren vom —> Faserstoff aufzuwendende elektrische Energie in [kWh/t] ist bei allen Dispergiermaschinen abhängig von Stoffdichte und

Disperger

Auslauf Abb. 1 : Dispergersystem

Um eine bestimmte Temperatur beim Dispergiervorgang zu erreichen, wird der eingedickte Stoff vor Eintritt in den Disperger mit —> Heizdampf direkt beaufschlagt. Durch die Kondensation des Dampfs am Stoff sinkt dessen Stoffdichte um einige Prozente, was bei der Einstellung der Entwässerungsstoff-

289 dichte berücksichtigt werden muss. Für das Aufheizen des Stoffs wird meist eine rohrartige Vorrichtung benutzt, in der durch Schnecken oder Flügel der Stoff umgewälzt wird und die Krümel immer wieder neu zerkleinert werden, um dem Dampf möglichst viel Kondensationsoberfläche zu bieten. Für Temperaturen über 100° C muss das Aufheiz- und Dispergiersystem unter Druck stehen. Aufgrund des größeren maschinellen Aufwands, des steigenden Dampfbedarfs mit seinem höheren Wert aufgrund des höheren Dampfdrucks (im Vergleich zu dem bei Temperaturen unter 100° C genutzten drucklosen —• Abdampf) sollte eine Dispergierung nur dann unter Druck betrieben werden, wenn es die Stoffqualität erfordert. Abb. 1 zeigt eine druckloses Dispergiersystem mit Schneckenpresse, Heizschnecke und Dispergiermaschine.

Einlauf 'it

"

Abb. 2: Disperger

Scheibendisperger sind kompakte, einem —• Scheibenrefiner ähnliche Maschinen, die mit unterschiedlichen Garnituren ausgestattet sind. Abb. 2 zeigt das Beispiel eines Dispergere mit zentraler Zufuhrschnecke, der Rotorund Statorscheibe mit den darauf angeordneten Garnituren, die entweder gefräst oder gegossen sind, sowie dem Gehäuse mit dem Auslass. Die Scheibengarnituren der hochtourigen Disperger sind mit Zähnen bestückt, durch deren Labyrinth sich der Faserstoff hindurchzwängen muss und damit je nach Garniturtyp mehr oder weniger zwangsweise in die Scherzonen zwischen Rotor und Stator gelangt. Die Regelung der zu übertragenden

Dispergierarbeit wird maßgeblich über die Stoffdichte des zugeführten Stoffs eingestellt. Die Feineinstellung und Regelung der spez. Energie erfolgt im Betrieb durch Verstellung des axialen Abstands der Garnituren im Bereich um 1 mm. Scheibendisperger werden bei Temperaturen unter 100° C mit einer spez. Energieaufnahme zwischen 40 und 90 kWh/t, einem Garniturabstand von 1 mm und Umfangsgeschwindigkeiten von 50 bis 100 m/s betrieben. Je nach dem gewünschten technologischen Effekt der Dispergierung sind die Betriebsbedingungen zu optimieren, da neben der Zerkleinerung optischer Inhomogenitäten auch —> Stickies dispergiert werden sowie noch an Fasern haftende Restdruckfarbe abgelöst werden können. Außerdem resultiert die Scheibendispergierung in einem mehr oder weniger großen Mahlgradanstieg, der mit einer Steigerung der Festigkeitskenngrößen verbunden sein kann, das —> Entwässerungsverhalten des Faserstoffs aber beeinträchtigt. PU

Dispergierbleiche (dispersion bleaching) Der Einsatz von —• Bleichmitteln im —• Disperger wird bei der —> Altpapieraufbereitung als Dispergierbleiche bezeichnet. Dabei wird die intensive mechanische Mischwirkung des Dispergers zur Einmischung der Bleichchemikalienrezeptur genutzt. Die Betriebsbedingungen der Dipergierung sind sehr gut für eine oxidative Bleiche mit —> Wasserstoffperoxid oder für eine reduktive Bleiche mit —• FAS geeignet. Dazu gehören hohe —• Stoffdichten (> 25 %) sowie hohe Temperaturen (60 bis 80° C). Lediglich die Verweilzeiten sind im Disperger viel zu kurz, so dass für optimale Bleichergebnisse dem Disperger ein —• Reaktionsturm nachgeschaltet werden sollte. Disperger werden allerdings auch für eine reduktive Bleiche mit —> Natriumdithionit (auch verkürzt als Dithionit oder Hydrosulfit bezeichnet) verwendet, obwohl die Bleichmitteleinmischung nicht ohne Luftabschluss

290 erfolgen kann und dadurch eine sauerstoffbedingte Dithionitzersetzung unvermeidlich ist. Die Dispergierbleiche von —> Altpapierstoff wird nicht immer, sondern nur bei bestimmten Qualitätsanforderungen an den Altpapierstoff und damit an das herzustellende Papier durchgeführt. So wird Altpapierstoff für die Herstellung von dunklen —• Verpackungspapieren und —• Karton keiner Bleiche unterzogen. Dieser Verfahrensschritt wird aufgrund seiner Kosten nur dann durchgeführt, wenn der Verwendungszweck des herzustellenden Papiers oder die Einsatzmengen des Altpapierstoffs eine Anhebung des —> Weißgrads erfordern, wie z.B. bei —• Druckpapieren (—• Zeitungsdruck-, —> Recyclingpapier) oder —• Hygienepapieren. Die Altpapierbleiche wird ausschließlich mit chlorfreien Chemikalien durchgeführt, wobei kein chemisches Herauslösen der färbenden Bestandteile der Fasern, wie bei der —» Zellstoffbleiche erfolgt. Mithilfe oxidativer und reduktiver Bleichmittel werden die chemischen Bindungen der farbgebenden Komponente —> Lignin derart modifiziert, dass lediglich der Weißgrad des Altpapierstoffs angehoben wird. Im Verlauf dieser Bleichreaktionen entstehen keine umweltbelastenden oder gesundheitsgefährdenden Reaktionsprodukte. Die Dispergierbleiche von holzhaltigem Altpapierstoff für die Druckpapierherstellung erfolgt üblicherweise nach der ersten und vor einer zweiten Flotationsstufe unter Verwendung von Peroxid. Die Einsatzmenge bewegt sich aus wirtschaftlichen Gründen nur selten über 1 %, bezogen auf die Masse des Altpapierstoffs. Die noch im deinkten Altpapierstoff vorhandenen Restdruckfarbenpartikel werden durch die Dispergierung zerkleinert, womit eine Zunahme der spez. Oberfläche der Druckfarbenpartikel verbunden ist, die eine Reduzierung des Weißgrads bewirkt. Die Verwendung von Peroxid im Disperger hat daher nicht nur die Aufgabe, den Weißgrad des Deinkingstoffs insgesamt anzuheben, sondern in erster Linie den die Dispergierung begleitenden Weißgradverlust zu kompensieren. Grundsätzlich sind die mit Peroxid, Dithionit oder FAS an Altpapier

eintretenden Bleicheffekte wesentlich geringer als bei einer ligninerhaltenden Bleiche PU des —> Primärfaserstoffs —• Holzstoff.

Dispergieren (dispersing) Die Dispergierung dient in den meisten Altpapieraufbereitungsanlagen (—• Altpapieraufbereitung) als Verfahrensstufe zur Zerkleinerung von optisch unerwünschten Partikeln. Sie werden dabei unter die Sichtbarkeitsgrenze des menschlichen Auges (ca. 50 μπι Durchmesser) dispergiert, da es trotz mehrstufiger Reinigungsverfahren meist nur unvollkommen gelingt, die mit dem —• Altpapier eingeschleusten optischen Inhomogenitäten, wie —• Druckfarbe, —> Wachs, —> Bitumen, oder andere —»papierfremde Bestandteile bei der Altpapieraufbereitung zu entfernen. Größere Verunreinigungen stören nicht nur optisch im fertigen Papier, sondern können auch dessen Weiterverarbeitung beeinträchtigen oder sogar in der Papierfabrik die Verarbeitung des —• Altpapierstoffs zu Papier gefährden. Die Dispergierung gehört zu den energieintensivsten Prozessen innerhalb der Altpapieraufbereitung. Sie ist üblicherweise Bestandteil von Altpapieraufbereitungsanlagen für die Herstellung von —> grafischen Papieren und —• Hygienepapieren, also für die Aufbereitung „heller" —• Altpapiersorten. Die Dispergierung wird aber auch bei der Aufbereitung „dunkler" Altpapiersorten, die als Außenlagen von —• Testliner oder —• Karton dienen, eingesetzt, damit die Anforderungen an die optische Homogenität erfüllt werden können. Dispergiert wird Altpapierstoff bei hohen —• Stoffdichten zwischen 25 bis 35 %, normalerweise drucklos mit Temperaturen unter 100° C in Dispergerci oder —•Knetern. Der Altpapierstoff wird dabei intensiv mechanisch behandelt, wobei die Scher- und Reibwirkung zwischen —> Faserstoff, —• Füllstoff und Schmutzteilchen eine Zerkleinerung zur Folge hat. Angriffsziel sind die Schmutzpartikel, die bis unter die Sichtbarkeitsgrenze

291 zerkleinert werden und damit als Einzelpartikel nicht mehr visuell wahrnehmbar sind. Weiterhin wirkt die Reduzierung der Teilchengröße störender Stoffe egalisierend auf die Verarbeitung, so dass negative Auswirkungen weitestgehend vermieden werden. Das bezieht sich vorwiegend auf die Bekämpfung von —• Stickies, die als grobdisperse Teilchen durch rückengeleimte Magazine oder Kataloge bzw. Selbstklebeetiketten (—» Haftetiketten) eingetragen werden. Um die Kleberteilchen leichter zu dispergieren, wird der Altpapierstoff einige Minuten bei Temperaturen um 100° C vor der intensiven knetenden Behandlung erwärmt. Ein Ansteigen der Temperatur auf über 100° C geht mit einem unerwünschten Festigkeitsverlust einher. Wird die Dispergierung unter Druck betrieben, können noch höhere Temperaturen eingestellt werden. Eine zu starke strukturelle Schädigung der Fasern durch die mechanische Behandlung muss jedoch vermieden werden. Beim —> Deinking ist man seit einiger Zeit bestrebt, die Dispergierung auch für die weitere Ablösung der Restdruckfarbe von den Fasern einzusetzen, um durch eine nachgeschaltete —> Druckfarbenentfernung (z.B. —> Flotation) den Deinkingwirkungsgrad zu erhöhen. Neben der druckfarbenablösenden Wirkung der Dispergierung erfolgt aber auch stets eine Druckfarbenzerkleinerung, wodurch die spez. Oberfläche der Druckfarbenpartikel erhöht wird und der —> Weißgrad des —> Deinkingstoffs zunächst sinkt. Um diesem Effekt entgegenzuwirken, wird häufig —> Wasserstoffperoxid als Bleichmittel bei der Dispergierung eingesetzt - man spricht dann von —• Dispergierbleiche. Hohe Stofftemperaturen und Stoffdichten sowie die intensive Mischwirkung eines Dispergers prädestinieren ihn für die Durchführung einer PU Altpapierbleiche.

Dispergiermittel (dispersing agent, dispersant) Dispergiermittel sind Produkte, die die Bildung einer Dispersion fordern oder diese stabilisieren. In einer Dispersion liegen in der

allgemeinen Definition 2 nicht oder nur wenig miteinander mischbare Phasen (Feststoff, Flüssigkeit oder Gas) fein ineinander verteilt vor. In Zusammenhang mit der Papierherstellung ist mit dem Begriff der Dispersion in der Regel ein fein verteilter Feststoff in einer wässrigen Phase gemeint. Dispergiermittel erniedrigen die Grenzflächenspannung zwischen beiden Phasen einer Dispersion und führen somit eine Benetzung herbei. Man unterscheidet 7 Klassen von Dispergiermitteln: • • •

•

• • •

—• Lignosulfonate Kondensationsprodukte aromatischer Sulfonsäuren mit —• Formaldehyd Kondensationsprodukte von natürlichen Protein-Hydrolysaten mit —> Fettsäuren oder Abietinsäure synthetische organische Polymere (z.B. —> Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylsulfate, Polyacrylate, —> Polyacrylamide, Polymaleinsäurecostyrol —•Netzmittel (z.B. Alkylphenolethoxilate, ethoxilierte Fettalkohole) Polyphosphate (z.B. Pentanatriumtriphosphat) verschiedene Produkte (z.B. —> Stärkederivate).

In der Papierindustrie werden Dispergiermittel in vielfaltiger Art und Weise direkt oder indirekt zur Dispergierung von —»Füllstoffen, —• Streichpigmenten und —> Pigmentfarbstoffen, als —> Harzbekämpfungsmittel zur Dispergierung von (schädlichem) —• Harz, beim —• Deinking, in —• Bindemitteln und bei der Reinigung von —• Sieben, —• Filzen, —• Bütten und —> Rohrleitungen eingesetzt. MN

Dispersionsklebstoff (dispersion adhesive) Klebstoff

292 Dispersionslack (dispersion varnish) —• Lackieren

Display (display) Unter einem Display versteht man eine Verkaufshilfe - meist in Form von Aufstellern zur Präsentation von Waren. Die Sichtflächen von Displays sind hochwertig bedruckte und lackierte Papier- oder Kartonflächen, die zur Erhöhung der Steifigkeit auf —> Vollpappe oder einseitiger —• Wellpappe kaschiert werden. Displays bestehen in der Regel aus einem oder mehreren Teilen, die flachgelegt ausgeliefert und am Bestimmungsort (z.B. Kaufhaus) aufgerichtet bzw. zusammengesteckt und mit den zu präsentierenden Waren befüllt werden. Kleine Displays, z.B. zum Anbieten von Schokoriegeln, können auf den Verkaufstresen gestellt werden, große Displays stehen auf dem Boden und sind so beschaffen, dass die präsentierten Waren vom Kunden bequem entnommen werden können. WN Dissolving-Zellstoff (dissolving pulp) —> Chemiezellstoff

Dithionit (dithionite) —• Natriumhydrosulfit

Dithionitbleiche (hydrosulfite bleaching) —• Holzstoffe und —• Deinkingstoffe werden mit Natriumdithionit (Na 2 S20 4 ) gebleicht. Bei Holzstoffen erlaubt Dithionit einen Weißgradanstieg von etwa 10 bis 12 %-Punkten. Ausgehend von etwa 60 % —• Weißgrad, sind Werte über 70% leicht zu erhalten. Die Einsatzmenge von Dithionit liegt um 1 %, bezogen auf Faserstoff. Deutlich höhere Mengen bringen kaum einen weiteren Weißgradanstieg, fordern jedoch die Gefahr einer Abdunklung durch Disproportionierungspro-

dukte des Dithionits. Der Bleicheffekt resultiert aus der Reduktion von Carbonylgruppen und chinoiden Strukturen. Diese Reduktion unterbricht in konjugierten Systemen die Möglichkeit zur Delokalisierung der Elektronen und vermindert dadurch die Absorption von —> Licht. Lösungen von Dithionit sind gegen Luftsauerstoff empfindlich. Daher wird die Bleiche unter Luftausschluss bei niedriger —• Stoffdichte durchgeführt. Wird der Holzstoff beim Pumpen durch eine —> Kreiselpumpe entlüftet, so besteht die Möglichkeit, auch im Mittelkonsistenzbereich zu bleichen (—> Mittelkonsistenzbleiche). Das Temperaturniveau liegt zwischen mindestens 50° C und maximal etwa 80° C, der pH-Wert sollte schwach sauer sein. Bei höherer Temperatur erfolgt der Zerfall des Dithionits rascher als die Entwicklung eines Bleicheffekts. Daher ist der Einsatz in —• Dispergern zur Bleiche von Deinkingstoff nur begrenzt möglich. Bei Deinkingstoff wird Dithionit auch zur Korrektur des —• Farborts verwendet. SÜ

Doktorroller (doctor winder) Beim Doktorroller handelt es sich um eine —» Rollenschneidmaschine, die ausschließlich zum —> Umrollen oder Längsschneiden und Aufwickeln von —» Rollen mit —> Rollenfehlern, die auf einer maschinenbreiten Rollenschneidmaschine (—• Maschinenroller, Umroller) gewickelt wurden, dient. Es kann sich dabei um eine —> Doppeltragwalzen-Rollenschneidmaschine oder eine —> StützwalzenRollenschneidmaschine handeln. Diese Maschine wird auch —> Rollendoktor genannt. KT Dokumentenpapier (archival paper, document paper) Papier mit hoher Alterungsbeständigkeit, bestimmt für die Herstellung von Schriftstücken, die lange aufbewahrt werden müssen (DIN 6730). Dokumentenpapiere sollen die höchsten Anforderungen an —• alterungsbeständige Papiere erfüllen. Als Faserstoffe werden nur —> Zellstoffe oder —> Hadern

293 eingesetzt. Die —» Leimung ist neutral bis alkalisch, der —»Füllstoff dient als Alkalireserve (—• Calciumcarbonat). Dokumentenpapiere sind —• ungestrichen, nicht aufgehellt (—» optische Aufheller), eventuelle —> Farbstoffe müssen hohe —> Lichtechtheiten aufweisen. Dokumentenpapiere werden für Urkunden, Verträge oder andere Schriftstücke eingesetzt, die längerfristig archiviert werden sollen. PA

Der feine Luftstrahl, der aus dem Luftspalt auf die mit der Streichfarbe bedeckte Papieroder Kartonbahn geblasen wird, egalisiert und enddosiert die Menge der Streichfarbe. 6

Doppelbogenausrückung (twin sheet delivery) —> Bogenanleger

Doppelfalzungen (double folds) —> Falzzahl

Doppelflotation (double flotation) —> Flotation

Doppellängsschneider (double slitter) —> Schneidmaschine

Abb. 1 : Auftragswerk mit separater Dosierung und Doppelluftmesser (Quelle: Jagenberg)

Der Vorteil des Doppelluftmessers ist, dass für eine notwendige Reinigung des im Einsatz befindlichen Luftspalts das Element (5) um 180° gedreht werden kann, so dass das zweite Luftmesser zum Einsatz kommt. Dadurch wird die Dosierung nur für die kurze Zeit des Drehens unterbrochen, was beim

Doppelluftmesser (dual airknife) Ein Doppelluftmesser wird in einem —• Auftragswerk mit separater Dosierung als —• Dosierelement verwendet (Abb. 1). Die Papier- oder Kartonbahn (1) wird durch die —• Auftragswalze (2), die in einer —• Farbwanne (3) läuft, mit —• Streichfarbe versehen. Die Egalisierwalze (4) dosiert die Streichfarbenmenge vor. Das Doppelluftmesser besteht aus 2 mit einem Luftspalt (5) versehenen, drehbar gelagerten Abb. 2: Einrichtung zum Reinigen der mit Streichfarbe Elementen (6), wobei sich jeweils durchsetzten Restluft im Auftragswerk mit separater Dosierung ein Luftspalt im Einsatz befindet. und Doppelluftmesser (Quelle: Jagenberg)

294 Einsatz eines einfachen —• Luftmessers nicht möglich ist. Zur Rückgewinnung der von dem Luftstrahl abgeblasenen Streichfarbe und Luft muss die Restluft von der Streichfarbe separiert werden (Abb. 2). Im Strang (1) wird die komprimierte Arbeitsluft in die Luftkammer des Dosierelements (2) zugeführt. Das bei der Dosierung abgeblasene Streichfarben-/Luftgemisch wird in die Kammer (3) eingeführt, wobei Teilmengen der Streichfarbe bereits abgesondert werden und durch die Rückfuhrleitung (4) in den Streichfarbenbehälter (5) zurückgeführt werden. Die Restluft wird von dem Ventilator (6) in den Luftkanal (7) gesaugt, wo sie durch Wasserstrahlen (8) von den Resten der Streichfarbe gereinigt wird. Diese Reste werden durch den Abscheider (9) ausgeschieden. Zur Reinigung des nicht im Einsatz befindlichen Luftspalts wird komprimierte Reinigungsluft durch den Strang (10) eingeblasen. KT Doppelsiebformer ( twin wire former) Der Doppelsiebformer besteht als moderne Blattbildungseinheit von Papiermaschinen aus einer —• Siebpartie, in der sich 2 Siebe gleichzeitig im Kontakt mit der Stoffsuspension bzw. dem sich bildenden Faservlies über eine bestimmte Entwässerungsstrecke befinden. Die ursprüngliche Konstruktion bezieht sich auf —> Hybridformer (Abb. 1) und die modernere Ausführung auf den —• Gapformer (Abb. 2). Dank beidseitiger —» Entwässerung wird die Entwässerungsleistung je nach Entwässerungseinheit auf beiden Siebseiten erhöht, verbunden mit guter —• Formation und geringster —» Zweiseitigkeit der erzeugten Papierbahn. Die Doppelsiebzone kann als Blade-Former, Roll-Former oder als Kombination Blade-Roll- oder Roll-Blade-Former ausgeführt sein: •

Roll-Former: Die Entwässerungsstrecke ist im Doppelsiebteil nur mit Walzen bestückt.

•

•

•

Blade-Former: Die Entwässerungsstrecke ist im Doppelsiebteil nur mit Leisten bestückt. Roll-Blade-Former: Die Entwässerungsstrecke beginnt im Doppelsiebteil mit Walzen, gefolgt von Leisten. Blade-Roll-Former: Die Entwässerungsstrecke beginnt im Doppelsiebteil mit Leisten, gefolgt von Walzen.

Entwässerungselemente, wie Walzen, siehe —• Former.

Leisten

Bladeformer

Blade über Rollformer Abb. 1 : Doppelsiebformer (Hybridformer)

und

295 (—• Formation), die typisch für das jeweilige Aggregat sind. In jedem Fall sind Doppelsiebpapiere wesentlich weniger zweiseitig als Langsiebpapiere. PA

Doppelsiebpresse (double wire press) Die Doppelsiebpresse ist eine Maschine zur —• Entwässerung von Suspensionen. Sie ist eine Bauform der —» Banddruckpresse und arbeitet mit 2 umlaufenden Sieben, durch die die Suspension entwässert wird. In der Regel besteht die Doppelsiebpresse aus einer Vorentwässerungsstrecke, die auch als Seih- oder Keilzone bezeichnet wird, sowie aus einer ^ — © Zone mit Siebspannungsdruck und einer Roll-Blade-Roll-Former nachfolgenden Hochdruckzone (Pressspaltdruck). In der Vorentwässerungszone wird Abb. 2: Doppelsieb former (Gap former) KL die Suspension soweit eingedickt, dass der Filterkuchen eine ausreichende Festigkeit besitzt, um die Druckkräfte in der folgenden Zone aufnehmen zu können. Der EntwässeDoppelsiebpapier rungsdruck wird hier durch die Spannung der (twin-wire paper) Siebe, die über eine oder mehrere Walzen Auf Langsiebpapiermaschinen hergestelltes Papier besitzt eine deutliche —> Zweisei- gefuhrt werden, ausgeübt. Dort kann es auch tigkeit. Die —> Entwässerung erfolgt in der zur Scherung des Filterkuchens kommen, bei —> Siebpartie der Papiermaschine nur in dem die Partikel umgelagert werden und damit eine erhöhte Entwässerungsleistung Richtung Sieb (nach unten), wodurch ein ermöglichen. Zur weiteren Steigerung des Konzentrationsgefalle der feinen Partikel (—> Füllstoff, —> Feinstoff) des Faservlieses Trockengehalts werden im Hochdruckteil ein oder mehrere Presswalzenpaare eingesetzt. auftritt. Auf der Unterseite (—• Siebseite) der Papierbahn sind die Fein- und Füllstoffe HO stärker ausgewaschen als auf der —> Oberseite. Daraus ergeben sich eine unterschiedliDoppelstreichen che —• Glätte sowie eine unterschiedliche (double coating) —• Saugfähigkeit des Papiers auf der OberBeim Doppelstrich werden im Gegensatz und Unterseite. Diese Zweiseitigkeit wirkt zum —> Einfachstrich 2 Strichschichten pro sich oft nachteilig aus, auch bei —• RohSeite der Papierbahn aufgebracht. Mit der papieren. ersten Strichschicht, dem Vorstrich (—> VorBei Papieren, die auf —> Doppelsiebformern streichen), soll zunächst die Papieroberfläche hergestellt werden, findet die Entwässerung abgedeckt werden. Für den Vorstrich werden nach beiden Seiten statt. Entweder enthält die vorwiegend —• Stärke als —> Bindemittel Papiermaschine im hinteren Teil des Langsowie preisgünstige —• Kaoline und —> Calsiebs ein zusätzliches Obersieb, das einen ciumcarbonate als —• Pigmente verwendet. Teil des Wassers nach oben abfuhrt (—• HyMit der zweiten Strichschicht als —• Deckbridformer), oder die Siebpartie besteht aus strich (Topstrich) werden die endgültigen einem Ober- und einem Untersieb schon am Oberflächeneigenschaften eingestellt. Dop—• Stoffauflauf (—• Gapformer). Diese Siebpelstriche können einseitig (z.B. bei —• Etikonstruktionen erzeugen Formationsbilder kettenpapier) oder zweiseitig (z.B. bei hoch-

1

·

\

296 wertigen —• Druckpapieren) aufgebracht werden. GZ

Doppelt gestrichene Papiere und Karton (double coated paper and board) Um eine weitgehende Faserabdeckung des —• Streichrohpapiers und dadurch eine sehr gute Druckbildwiedergabe zu erreichen (—•Bedruckbarkeit), werden hochwertige Druckpapiere doppelt gestrichen (—• Bilderdruckpapier, —• Kunstdruckpapier). Der Strichauftrag er- Beispiel einer Doppeltragwalzen-Rollenschneidmaschine für folgt meist off-line auf —• Streich- Zeitungsdruck-, Schreib- und Druckpapier, braune Sorten und maschinen mit 4 —• Auftragsaggre- Karton (Quelle: Jagenberg) gaten bei Geschwindigkeiten bis etwa 1 500 m/min. Die —• Auftraggewichte hülsen gewickelt wird. Die Wickelhülsen des der einzelnen —• Striche liegen bei etwa 7 bis Rollensatzes können —• achslos durch —• 13 g/m 2 . Der Vorstrich (—• Vorstreichen) soll Spannköpfe oder —• Führungsköpfe oder eine gute Faserabdeckung bewirken und ein durch in die —• Wickelhülsen eingeführte optimales Wegschlagverhalten des —• Wickelwellen gehalten werden. Aufge—• Deckstrichs ermöglichen. wickelt werden die —•Rollen mit —•Umfangswicklung oder bei Verwendung von Als —• Pigmente werden im Vorstrich Wickel wellen bzw. Spannwellen mit überwiegend gröbere —• Calciumcarbonate, —• Zentrumswicklung oder einer Kombinatiggf. gemischt mit —• Kaolin, eingesetzt. Der on von beiden. KT Deckstrich bestimmt die Bedruckbarkeit des Papiers. Entsprechend richtet sich die Zusammensetzung der —• Streichfarbe nach den geforderten Eigenschaften, wie z.B. Dosierelement für Auftragswerke —• Glanz, —• Druckglanz und —•Wegschlag(metering element for coating heads) zeit der —• Druckfarbe. Doppelt gestrichene Dosierelemente sind Einrichtungen an Papiere und Karton sind sehr gut bedruckbar, —• Auftragswerken mit separater —• Dosierhaben aber wegen des hohen Strichanteils ein station, mit denen die auf eine Papier- oder geringeres —• spez. Volumen und eine gerinKartonbahn aufgetragene —• Streichfarbe ge —• Biegesteifigkeit. PA egalisiert und dosiert wird. Dies können —• Luftmesser und —• Doppelluftmesser, —• Rakel sein. In bestimmten —• Walzenauftragswerken werden für diese Aufgabe Doppeltragwalzen-Rollenschneidmaschine —• Dosier- und —• Verreibewalzen eingesetzt. (two-drum winder) Die Doppeltragwalzen-RollenschneidmaschiKT ne (Abb.) besteht im Wesentlichen aus einer —•Abrolleinrichtung (1), einer —•SchneidDosierpumpe partie (2) und einer —• Aufrolleinrichtung. (dosing pump) Kennzeichnend für die Doppeltragwalzen—• Pumpe Rollenschneidmaschine ist die Aufrolleinrichtung, bei der der gesamte —• Rollensatz (3) in einem Walzenbett, das aus 2 —• Tragwalzen (4) besteht, auf —•Wickel-

297 die Standortansprüche und die waldbaulichen Möglichkeiten begründet. Die Douglasie gilt als standortsgemäß, bodenpfleglich, kann natürlich verjüngt werden und ist in der Lage, gestufte Waldstrukturen aufzubauen. Die hohe natürliche Dauerhaftigkeit des —• Kernholzes, dessen intensive rötlichbraune Farbe, das in Anbetracht der mittleren Rohdichte von 0,47 g/cm 3 günstige Volumenschwindmaß von 12 % und die guten FestigDosierstation für Streichfarbenkeitseigenschaften, die über denen von FichKomponenten tenholz (—• Fichte) liegen, ermöglichen den (metering station for coating color compoEinsatz von Douglasienholz in vielen Vernents) wendungsbereichen. Verschiedene, auf dem Behälterdeckel der Als Rohstoff für die Zellstoff- und Papier—> Streichfarben-Dispergiermaschine angeordnete —> Druckfilter und Messinstrumente, industrie ist das Douglasienholz mit mittleren Faserlängen zwischen 3 und 4,5 mm prinzipiüber die die verschiedenen Komponenten für —> Streichfarben der Mischung zudosiert ell gut geeignet, wobei Einschränkungen ähnlich denen beim Kiefernholz (—• Kiefer) werden. KT gemacht werden müssen. Die frühe und intensive Verkernung im Alter von 4 bis 10 Jahren und der damit verbundene hohe ExDosierwalze traktstoffgehalt von 4 bis 5 % schränken die (metering roll) In bestimmten —• Walzenauftragwerken wer- Verwendung in Deutschland zur Herstellung von Holzstoffen ( - * Holzschliff, - > T M P ) den Walzen eingesetzt, die neben der Weiterund —• Zellstoff (—> Sulfitzellstoff) stark ein. gabe der —• Streichfarbe auf die —> Farbübertragswalzen gleichzeitig durch Kein Problem ist dagegen die Herstellung von —> Sulfatzellstoff, weshalb die Douglasie changierende Bewegungen die Streichfarbe in ihrer Heimat ein wichtiger Rohstoff der verreiben und dosieren (siehe —• VerreibeWE Zellstoffindustrie ist. walzen). KT

Dosierstation für Auftragswerke (metering station for coating heads) Als Dosierstation wird der Teil eines —• Auftragswerks mit separater Dosierung bezeichnet, in dem die auf die Papier- oder Kartonbahn aufgetragene —• Streichfarbe egalisiert und dosiert wird. KT

Douglasie (Douglas fir) Die Douglasie (Pseudotsuga menziesii [Mirb.] Franco) ist die wichtigste fremdländische Nadelbaumart in Mitteleuropa. Das große natürliche Verbreitungsgebiet der Douglasie ist der Westen Nordamerikas. Die Küstendouglasie oder „grüne Douglasie" stellt sowohl für die amerikanische Forst- und Holzwirtschaft als auch für den Anbau in Mitteleuropa die wichtigste Spezies dar. In Deutschland wird die Douglasie seit mehr als 100 Jahren forstlich angebaut und hat heute einen Anteil von etwa 1,3 % an der Waldfläche, mit steigender Tendenz. Der besondere Status der Douglasie unter den fremdländischen Baumarten in der deutschen Forstwirtschaft ist durch die enorme Wuchsleistung,

Drehkreuzabrolleinrichtung für Querschneider (turnstile unwind for sheet cutter) Drehkreuzabrolleinrichtungen fur Querschneider sind im Prinzip 2 —> Einzelabrolleinrichtungen, die auf einem drehbaren Gestell, dem Drehkreuz, angeordnet sind. Die Abbildung zeigt eine doppelte Drehkreuzabrolleinrichtung für zweilagigen Betrieb des —• Querschneiders. Die erste Einzelabrolleinrichtung (1) des Drehkreuzes (2) nimmt die abzuwickelnde —• Rolle (3) auf. Das Drehkreuz bewegt die Rolle (3) nach oben. In die zweite Einzelabrolleinrichtung (4) wird während des Abwickelvorgangs eine neue Rolle (5) aufgenommen, die auf einem Schlitten (6) in die Abrolleinrichtung eingefahren wurde. Die Drehkreuzabrolleinrich-

298 schlämm (Calciumcarbonat) zu Branntkalk (Calciumoxid) nach der Formel CaC0 3

CaO + C 0 2

11

in der —• Kaustizieranlage, weshalb er auch als Kalkbrennofen bezeichnet wird. Sowohl im Rückgewinnungsverfahren als auch in der —> Kaustifizierung entstehen reduzierte Schwefelverbindungen, die erhebBeispiel einer doppelten Drehkreuzabrolleinrichtung für Querliche Geruchsbelästigungen schneider (Quelle: Jagenberg) verursachen können. Deshalb werden an die technitung ist dazu mit einer Splice-Einrichtung (7) sche Gestaltung der Anlagen hohe Anforde(—> Flying Splice) ausgestattet, die einen rungen gestellt (Dichtigkeit, VerfahrensfuhRollenwechsel bei laufender Maschine gerung, ggf. Absaugungen und Rückführung stattet. Dazu bewegt sich das Drehkreuz (2) zur Verbrennungsluft). mit der sich abwickelnden Rolle (3) nach Drehrohröfen bestehen aus Stahlblech mit unten. In der Abbildung bereitet sich die Schamotteausmauerung. Mittlere Einheiten rechte Drehkreuzabrolleinrichtung auf den haben Durchmesser bis zu 4 m und sind bis Rollenwechsel vor. zu 40 m lang, größere Einheiten können bei Die ablaufenden Bahnen (8) durchlaufen gleichem Durchmesser über 100 m lang sein. vor ihrem Einlauf in die —> Vorziehpartie des Die Drehzahl wird so gewählt, dass am UmQuerschneiders eine kombinierte —• Papierfang eine Geschwindigkeit von etwa 4 m/s bahn-Brechvorrichtung und —• Bahnspannicht überschritten wird. DA nungsregelung (9). KT

Drehrohrofen (lime kiln) Drehrohröfen sind liegende, leicht geneigte zylindrische Röhren, die direkt befeuert werden und rotieren, so dass sich das behandelte Gut im Ofen fortbewegt und Ablagerungen vermieden werden. Sie sind z.B. üblich in Kalk- und Zementfabriken, wo sie zum Brennen von Mineralstoffen benutzt werden. Beim Sulfatverfahren findet der Drehrohrofen im Prozess der —> Chemikalienrückgewinnung Verwendung. Er wird auch zum Abrösten von —> Schwefelkies und zur Schwefelverbrennung (—» Kiesröstofen, —> Schwefelofen) sowie zum Verbrennen von Halbzellstoffablaugen benutzt. Wesentlich ist die Verwendung des Drehrohrofens zum Rückbrennen von Kalk-

Drehrohrtrockner (rotary dryer) Drehrohrtrockner sind innen oder außen beheizte, um eine nahezu waagerecht liegende Achse rotierende lange Zylinder. Sie werden an einer Seite mit dem zu trocknenden Gut beschickt, das durch die leichte Neigung oder eingebaute Förderorgane (Leitschaufeln) zum anderen Ende befördert wird. Durch Heizgase im Drehrohr oder Wärmezufuhr von außen wird Wasser verdampft oder verdunstet und als Brüdendampf abgezogen. Das Gut muss für diese Art Trocknung geeignet sein, darf also z.B. nicht an den Wänden kleben. Drehrohrtrockner werden z.B. für die Schlammtrocknung eingesetzt, wo durch die rotierende Bewegung eine vorteilhafte körnige Struktur des Trockenguts erzielt wird (Granulatbildung). In abgewandelter Form

299 werden sie als —• Drehrohrofen innerhalb der —> Chemikalienrückgewinnung bei der Herstellung von —> Sulfatzellstoff eingesetzt. DA

Druck (print, printwork, impression , pressure) In der grafischen Technik hat der Begriff Druck unterschiedliche Bedeutungen:

Drehschieber (cock) Hahn

1) Das Druckerzeugnis. Damit wird das mit der Technik des —» Druckens hergestellte Produkt (auch: Druckergebnis) bezeichnet (Plural: Drucke). 2) Der Druckvorgang (Drucken) 3) Das —• Druckverfahren (z.B. —> Offsetdruck) 4) Das Drucken. Nach DIN 16500 wird das Drucken als Vervielfältigen bezeichnet, bei dem zur Wiedergabe von Informationen —• Druckfarbe auf einen —> Bedruckstoff unter Verwendung eines Druckbildspeichers (z.B. —• Druckform) aufgebracht wird. 5) Die physikalische Größe Druck (z.B. Anpressdruck) als der Druck (—> Druckspannung), der in der Druckzone während des Druckvorgangs zwischen Druckform und Druckkörper erzeugt wird, angegeben in Pascal [Pa = 1 N/m 2 ]. (Plural: Drücke) NE

Dreibereichsverfahren (tristimulus method) —• Farbmessung

Dreifachstreichen (triple coating) Beim Dreifachstrich werden im Gegensatz zum —• Einfachstrich und —• Doppelstrich 3 Strichschichten pro Seite der Papierbahn aufgebracht. Mit der ersten Strichschicht, dem Vorstrich (—> Vorstreichen), soll zunächst die Papieroberfläche abgedeckt werden. Mit der zweiten Strichschicht, dem Zwischenstrich, werden die Abdeckung weiter verbessert und mit dem dritten Strich die endgültigen Oberflächeneigenschaften eingestellt. Dreifachstriche werden hauptsächlich einseitig (z.B. bei —> Chromokarton) oder auch zweiseitig (z.B. bei höchstwertigen —> Druckpapieren) aufgebracht. GZ

Dreiwegeschieber (three-way slide valve) —> Schieber

Dreiwegeventil (three-way valve) Ventil

Drosselklappe (throttle flap) —• Klappe

Druck- und Stanzautomat (printing- and die cutting machine) Bei der Verarbeitung von Papier, Karton und Pappe und in der Etikettenerzeugung in Druck- und Stanzautomaten werden —> Drucken und —• Stanzen in einer Maschine (Fertigungsstraße) durchgeführt. In diesen Automaten werden alle gängigen —• Druckverfahren, wie —> Buch-, —> Tief-, —> Flexo-, —• Offset- und —> Siebdruck, sowie alle gängigen Stanzverfahren durchgeführt. Nach der Arbeitsweise der Automaten können entweder intermittierende oder rotativ arbeitende Maschinen unterschieden werden. Bei intermittierend arbeitenden Maschinen wird die Materialbahn schrittweise befördert, Drucken und Stanzen werden jeweils an der stillstehenden Materialbahn ausgeführt. Da die Verarbeitungsgüter meist bahnförmig verarbeitet werden, sind in diesen Automaten Stationen, wie Rollenabwicklung und Bahnspannungs- und Bahnkantenregelung, integriert. In-line Weiterverarbeitungsschritte,

300 wie —• Querschneiden, —• Falzen oder Aufwickeln, oder auch weiterführende Arbeitsschritte bei der Herstellung von —• Faltschachteln sind ebenfalls möglich. HM

Druckabwicklung (rolling) Als Druckabwicklung bezeichnet man das Abrollen der zylindrischen —• Druckform auf dem —> Bedruckstoff oder (z.B. im —> Offsetdruck) das Abrollen der zylindrischen Druckform auf dem Gummidrucktuchzylinder und das Abrollen des Gummidrucktuchzylinders auf dem Bedruckstoff. Generell gilt für die —• Druckverfahren, dass zur Vermeidung von Relativverschiebungen zwischen den abrollenden Zylindern der Umfang des Druckzylinders mit dem Umfang des Druckformzylinders übereinstimmen muss. Starke Verschiebungen können zu einem vorzeitigen Verschleiß der Druckform, —• Passerdifferenzen und zu Bahnrissen fuhren. Im Offsetdruck kann bei einer nicht optimalen Druckabwicklung eine Beeinträchtigung der —> Druckqualität durch —> Schieben oder durch —» Dublieren auftreten. Identische Umfange der Zylinder erreicht man durch Unterlegen der Druckformen bzw. der —• Drucktücher mit Aufzugpapier (—> Aufzug). FA

Druckbild (printed image , print(ing)

Rasterpunkte

image)

Volltonfläche

Druckbildelemente

Der Begriff Druckbild ist ein Grundbegriff der Drucktechnik und wird nach D I N 16500 als eine Information, bestehend aus der Gesamtheit aller Druckbildelemente in allen Arbeitsstufen einer durch —• Drucken anzufertigenden Darstellung, bezeichnet. Unter dem Begriff Druckbildelemente werden alle Einzelstellen, die —• Druckfarbe empfangen oder übertragen, zusammengefasst. Hierzu gehören z.B. Letternschriftbild, Linie, —• Rasterpunkt, —> Volltonfläche und Rasternäpfchen (Abb.). NE

Druckbestäubung (dry spraying , powder application , powder spraying) Um ein —• Abliegen der frischen —• DruckDruckdichte farbe auf die Rückseite des im —> Stapel der (color coated area) —• Auslage folgenden Bogens zu vermeiden, Die Druckdichte gibt den prozentualen Fläwird ein Druckbestäubungspuder als Abchenanteil an, mit dem eine Fläche bedruckt standshalter aufgebracht. In der Praxis übliwird, also das Verhältnis von mit Farbe beche Puder sind: —> Calciumcarbonat, —* Stärdruckter Fläche zur Gesamtfläche. Je nach ke (auf Maisbasis) und Zucker. Die Menge Sujet liegt sie z.B. bei normaler Schrift und und die Korngröße (im Bereich von 10 bis 60 vollem Satzspiegel bei rund 15%, bei Raμηι) des Puders werden auf die —> flächensterbildern (—> Rasterfläche) zwischen 50 und bezogene Masse des Papiers und die Farb70 %. Sie gibt einen Anhalt für die Vorabschichtdicke abgestimmt. Dabei ist zu beschätzung des —• Farbverbrauchs. UR achten, dass jede Art von Druckbestäubung die —> Scheuerfestigkeit der Drucke beeinträchtigt (—> Abscheuern der Druckfarbe). FA

301 Drucken (printing) Drucken ist ein Grundbegriff der Drucktechnik und wird nach DIN 16500 als Vervielfältigen definiert, bei dem zur Wiedergabe von Informationen —> Druckfarbe auf einen —•Bedruckstoff unter Verwendung eines Druckbildspeichers (z.B. einer —• Druckform) aufgebracht wird. Im allgemeinen Sinne wird mit Drucken das Vervielfältigen zweidimensionaler Vorlagen mit textlichen und/oder bildlichen Darstellungen in beliebiger Anzahl durch Druckfarbe, von einer Druckform auf einen Bedruckstoff übertragen, bezeichnet. Im engeren Sinne wird der Prozessabschnitt, der den eigentlichen Druckvorgang beinhaltet, Drucken genannt. Gemäß D I N 16500 ist eine klare Abgrenzung des Druckens von anderen Verfahren der Vervielfältigung von Bild und Text (z.B. —• Kopierverfahren) möglich. Während beim Drucken die Reproduktion durch einen kontrasterzeugenden Substanzauftrag auf den Bedruckstoff erfolgt, wird bei den Kopierverfahren die zu reproduzierende Darstellung in einem sensiblen Material, das auf bestimmte Einflüsse, wie z.B. Licht, Wärme oder Chemikalien, reagiert, ohne Übertragung einer Substanz erzeugt. Kopierer, die als Geräte der Bürokommunikation eingesetzt werden, arbeiten nach dem Prinzip der —• Elektrofotografie. Bei diesem Vervielfältigungsverfahren überträgt eine Fotohalbleiterschicht (Druckform) Druckfarbe (—> Toner) auf den Bedruckstoff, was laut Definition Drucken ist. Die Besonderheit dieses Druckverfahrens besteht darin, dass die Druckform vor jedem Druckvorgang erneut hergestellt werden muss. NE

Druckentspannungsflotation (Dissolved Air Flotation =DAF) Die Druckentspannungsflotation, auch Entspannungsflotation genannt, stellt ein Verfahren zur Abtrennung und —• Eindickung aller Feststoffe aus einer Suspension dar. Durch die im Idealfall vollständige Feststoffabtrennung (Totalflotation) unterscheidet sich die Druckentspannungsflotation deutlich von

selektiven Flotationsverfahren, wie sie z.B. beim —• Deinking (Druckfarbenflotation) oder bei der Erzaufbereitung (Mineralflotation) Anwendung finden. Weiterhin unterscheidet sich die Druckentspannungsflotation im Vergleich zur —• Flotation in der Blasenerzeugung, die durch Luftübersättigung unter Druck erfolgt und bei Entspannung zu sehr kleinen Luftbläschen (Mikroblasen) fuhrt. Die Druckentspannungsflotation wurde ursprünglich für die Reinigung von Waschfiltraten bei der —> Altpapieraufbereitung (—• Wäsche) entwickelt, wird heute aber sehr vielfaltig eingesetzt, z.B. zur innerbetrieblichen Reinigung von —• Kreislaufwässern, Schlammfiltraten oder —• Siebwasser der Papiermaschine, zur Vorreinigung von den —• Abwasserreinigungsanlagen zugeführten Wasserströmen, zur Zwischenreinigung bei mehrstufigen Kläranlagen oder zur —• Stoffrückgewinnung. In altpapierverarbeitenden Betrieben mit —• Deinkinganlagen sind häufig auch mehrere Druckentspannungsflotationen für die Reinigung unterschiedlicher Kreislaufwässer installiert. Durch das Anlagern von Mikroblasen aus unter Druck in Wasser gelöster und entspannter Luft an die im zu reinigenden —• Rückwasser befindlichen Feststoffpartikel (Konzentration: 500 bis 3 000 mg/1) kann eine Klarwasserqualität von 40 bis 150 mg/1 erzielt werden. Hierfür ist allerdings der kombinierte Einsatz von meist 2 oder 3 geeigneten —• Flockungsmitteln erforderlich. Die im Rückwasser befindlichen, negativ geladenen Schweb- und —> Störstoffe stoßen sich aufgrund ihrer gleichartigen Oberflächenladung ab und können nicht ausflocken. Durch Zugabe von kurzkettigen kationischen Flockungsmitteln mit hoher Ladungsdichte wird zunächst die Oberflächenladung ausgeglichen und der isoelektrische Punkt (Ladung = 0) erreicht. Es entstehen relativ kleine Flocken, die durch Zugabe langkettiger Polymere mir niedriger Ladungsdichte oder langkettiger nichtionische Polymere zu größeren Flocken zusammenwachsen, an die sich dann die Mikrolufitblasen anlagern, im

302

Schlammräumer

Horizontales Verteilrohr Klarwasser abzug

Flockungsmittelzugäbe Einlauf Rückwasser Belüftetes Klarwasser

Klarwasser Auslauf

Schema einer Druckentspannungsflotation

wasser abgezogen wird. Die flotierten FestKlärapparat aufsteigen und mit dem Flotat stoffe bilden eine schwimmende Schlammausgetragen werden. decke, die aufgrund des horizontal gerichteZur Fällung und Flockung können neben —> Polymeren auch —> Bentonit, —• Alumi- ten Zulaufs zunehmend eindickt. Die horizontale Anordnung der drehenden Ringkaniumsulfat oder Polyaluminiumchlorid Vernäle um ein feststehendes zylindrisches Zenwendung finden. Der optimierte Chemikatralteil ermöglicht eine kompakte Bauweise lieneinsatz führt nicht nur zu einer deutlichen mit kurzen Dichtflächen. Das Flotat wird mit Feststoffreduktion bei gleichzeitig hoher einem langsam axial und radial rotierenden Flotatstoffdichte (1 bis 15 %), sondern auch Schlammräumer von der Oberfläche des zu einer Reduzierung gelöster anionischer Störstoffe, von —• Stickies sowie von —» CSB Klärapparats aufgenommen und über eine Transportschnecke in das Zentrum des Zenund BSB. tralteils transportiert, von wo es im freien Fall Die von verschiedenen Herstellern angeden Klärapparat verlässt. botenen DruckentspannungsflotationsaggreFür die Aufbereitung der Luftbläschen wird gate sind sehr ähnlich aufgebaut (Abb.). Sie über Druckerhöhungspumpen in einem Sättibestehen im Wesentlichen aus einem zylingungsbehälter der Lösungsdruck gegen ein drischen Klärapparat, in den das mit ChemiDruck- und Entspannungsventil aufgebaut. kalien und Luftbläschen konditionierte Die komprimierte Luft wird aus dem LuftRückwasser horizontal über einen langsam polster im Kopf des Sättigungsbehälters mit rotierenden radialen Verteilarm eingeleitet einer Strahlpumpe abgezogen und in Form wird. Im Klärbereich formieren die flockengrober Blasen im zulaufenden Klarwasserförmigen Feststoffpartikel mit den MikrolufitTeilstrom verteilt. In diesem Sättigungsbeblasen sog. Flocken-Blasenaggregate, die hälter steigen diese Blasen im Gegenstrom aufgrund der Auftriebskräfte der Luftbläsauf und gehen an der laufend erneuerten chen flotieren. Es entsteht eine ausgeprägte Grenzfläche in Lösung. Die gelöste Luft wird Klarwasserzone, aus der durch einen horimit Druckluft ergänzt. Nicht vollständig zontalen Ringkanal das gereinigte —• Klar-

303 gelöste Luftblasen werden ebenfalls im Behälterkopf gesammelt und rückgefuhrt. In einem Druckhalte- und Entspannungsventil entstehen beim Druckabbau die mikroskopisch kleinen Luftbläschen. Dieser mit Mikroblasen angereicherte Klarwasser-Teilstrom wird dem bereits mit Flockungsmitteln versetzten Rückwasser zugemischt und dem Klärapparat zugeführt. Bei der Belüftung des Rückwassers wird zwischen der wie oben beschriebenen Belüftung eines Teilstroms des Klarwassers, das als Zirkulationswasser dem Kreislaufwasser zugemischt wird, und der direkten Vollstrombelüftung des Rückwassers unterschieden. PU

gen an die Echtheitseigenschaften der Druckfarben gestellt werden. Die untenstehende Tabelle gibt einen Überblick über den Gehalt an Pigmenten als farbgebendem Bestandteil in Offsetdruckfarben. Pigment

Ruß (Pigment Black 7) Blau (Pigment Blue 15:3) Rot (Pigment Red 57:1) Gelb (Pigment Yellow 13)

Anteil [%1

15-20 13-17 15-23 10-17

Bei schwarzen Druckfarben erfolgt häufig ein Zusatz von ca. 1% eines blauen Schönungspigments (—» Schönungsmittel). Zur Herstellung von Bronzefarben werden Metallpigmente herangezogen. Für Goldtöne Druckfarbe dient Messingschliff, für silbrige Farben (printing ink) Aluminiumpulver. Ein Goldeffekt wird vielDruckfarben sind stark färbende, dick bis fach auch dadurch erzielt, dass man Aluminidünnflüssige Zubereitungen, die mittels umfolien oder silbrige Töne mit Gelb über—> Druckmaschinen von —> Druckformen auf druckt. Durch Kombination der Metallpig—• Bedruckstoffe, vor allem Papiere und mente mit Farbpigmenten werden DruckfarFolien, so übertragen werden, dass manche ben für den Metallic-Buntdruck hergestellt. Flächenanteile angefärbt werden, andere Durch Perlglanzpigmente (Iriodine) wird ein unbedruckt bleiben, und die anschließend zu changierender Glanzeffekt im Druck erzielt. einer sehr dünnen, festen Druckfarbenschicht Füllstoffe bzw. Verschnittpigmente dienen trocknen. Druckfarben sind Substanzen, zur Aufhellung von Farben und zur Anpasdurch die eine Bildinformation auf einem sung der Theologischen Eigenschaften an die Bedruckstoff übertragen wird. Erfordernisse des Druckens. Als solche werDruckfarben bestehen aus 3 Hauptkompo- den eingesetzt: z.B. —> Calciumcarbonat, nenten: —• Kieselsäure, —> Silikate, —> Bentonite. Die Bindemittel für Druckfarben sind je 1) —•Farbmittel zur Erzielung eines opti- nach Druckverfahren, Verwendungszweck schen —> Kontrasts auf dem Bedruckstoff und Trocknungsverfahren (—> Trocknen der 2) —• Bindemittel zur Fixierung des Farb- Druckfarbe) unterschiedlich aufgebaut. mittels Bei physikalischer Trocknung werden flüs3) Hilfstoffe zu Verarbeitung der Druckfarsige Bestandteile durch —> Wegschlagen in ben in bestimmten —> Druckverfahren sowie das Papier oder durch —• Verdampfen von zur Erzielung bestimmter Eigenschaften von den festen Bestandteilen der Druckfarbe Druckerzeugnissen. (Harze, Farbmittel, Zusatzstoffe) getrennt, so dass an der Oberfläche des Bedruckstoffs ein Diese Komponenten variieren je nach Druck- fester Farbfilm zurückbleibt. Rein wegschlaverfahren und Anforderungen an das Druck- gende Druckfarben, bei denen die flüssige erzeugnis in weiten Grenzen. Komponente vorwiegend aus —> Mineralölen Als Farbmittel dienen heute meist organi- besteht, werden im Zeitungsoffsetdruck sche Pigmente, zu denen als wichtigste Grup- (—> Zeitungsdruck) angewandt. Die Bindepe die Azopigmente zählen. Für bestimmte mittel enthalten in diesem Fall ca. 65 bis Zwecke werden auch anorganische Pigmente 75 % Harzfirnisse, Extrakt-/Spindelöle und eingesetzt, wenn z.B. besondere Anforderunpflanzliche Öle.

304 Druckfarben für den Rollenoffset-Heatsetdruck enthalten ca. 25 bis 40 % flüchtige Öle (Siedepunkt: ca. 240 bis 300° C), die nach dem Druck in einem Trocknungsofen unter Aufblasen von heißer (180 bis 240° C) Luft auf die bedruckte Bahn verflüchtigt werden. Druckfarben für den —* Tiefdruck und —• Flexodruck enthalten ca. 60 bis 70 % leichtflüchtige Lösemittel, wie —• Toluol (Illustrationstiefdruck) oder —»Ethanol und Ethylacetat (Verpackungstief- und -flexodruck), die durch Aufblasen von erwärmter Luft auf die bedruckte Bahn aus dem flüssigen Druckfarbenfilm verflüchtigt werden. Bei der chemischen Trocknung reagieren die Pflanzenölkomponenten (—> Leinöl) des Bindemittels unter Beteiligung des Luftsauerstoffs chemisch in einer vernetzenden —• Polymerisation miteinander (oxidative Trocknung), so dass ein dreidimensional verknüpftes, unlösliches und gegen mechanische und chemische Einflüsse weitgehend resistentes Netzwerk entsteht. Anwendungsgebiete sind Druckverfahren, bei denen kein Wegschlagen möglich ist (Blech- und Foliendruck). Bei Druckfarben für den modernen —• Bogenoffsetdruck sind wegschlagende und chemisch trocknende Eigenschaften in einem Bindemittel vereinigt (Kombinationsbindemittel). Eine schnelle Vorverfestigung des Druckfarbenfilms erfolgt durch Wegschlagen dünnflüssiger Öle (meist Mineralöle, 20 bis 50 %), die endgültige nagelharte Trocknung erfolgt durch die oxidative Vernetzung von Pflanzenölkomponenten und deren Derivaten (10 bis 25 %) unter Luftzutritt im —• Stapel und dauert ca. 24 h. Druckfarben, die durch energiereiche Strahlung (UV-Strahlung, Elektronensrtrahlung (EB)) härten, enthalten Bindemittel auf Acrylatbasis, bei denen nach Absorption der Strahlung eine vernetzende Polymerisation ausgelöst wird. Für eine ausreichende Härtgeschwindigkeit durch UV-Strahlung ist der Zusatz von Fotoinitiatoren erforderlich. Bei der Elektronenstrahlhärtung erfolgt die Bestrahlung in einer Inertgasatmosphäre.

Strahlenhärtbare Druckfarben werden im Blech-, Karton- und Foliendruck eingesetzt. Die Herstellung von Druckfarben erfolgt durch schrittweises und sorgfältiges Dispergieren der Pigmente und Zusätze unter hohen Scherkräften in der flüssigen Phase, wozu spezielle Anlagen (Dissolver, Rührwerkskugelmühle, Dreiwalzwerk) dienen. Dabei erfolgt eine Zerkleinerung der Pigmentteilchen auf eine Größe < 5 μ m und ihre Umhüllung durch das Bindemittel, so dass die Druckfarben die für den —> Mehrfarbendruck erforderliche —• Transparenz (Lasur) erlangen. RO

Druckfarbenannahme (ink trapping)

Unter Druckfarbenannahme versteht man die Annahme einer auf den Walzen eines —> Druckwerks angebotenen Druckfarbenschicht durch den —• Bedruckstoff sowie die Annahme der zweitgedruckten Farbe durch die erstgedruckte Farbe beim —• Mehrfarbendruck (—• Farbannahme). RO

Druckfarbendispergierung (ink dispersing)

Bei der —• Dispergierung von —> Altpapierstoff, basierend auf grafischen („hellen") —• Altpapiersorten, sind selbst nach einem Deinkingprozess noch Restdruckfarbenpartikel im —> Deinkingstoff enthalten, die durch die bei dem Dispergieren wirkenden mechanischen Scher- und Reibungskräfte zerkleinert werden. Dieser Effekt wird mit Druckfarbendispergierung beschrieben. Die Zerkleinerung der Druckfarbenpartikel ist messtechnisch durch eine Verschiebung des Druckfarbenpartikelgrößenspektrums erfassbar. Sie bewirkt eine Vergrößerung der spez. Oberfläche der Druckfarbenpartikel, die zu einer Verringerung des —> Weißgrads von Deinkingstoff infolge der Dispergierung führt, sofern keine —•Bleichmittel (—»Peroxid, —> FAS oder —> Dithionit) beim Dispergieren eingesetzt werden. PU

305 Druckfarbenentfernung (ink removal)

Unter Druckfarbenentfernung wird die Entfernung von —• Druckfarbe aus einer —• Altpapierstoffsuspension mithilfe eines Deinkingverfahrens (—> Deinking) verstanden. Das Deinken kann mithilfe der beiden Verfahren —• Flotation oder —> Wäsche oder in einer Kombination beider Prozesse erfolgen. Sie wird in erster Linie für die Aufbereitung „heller" —• Altpapiersorten für die Herstellung —> grafischer Papiere und —> Hygienepapiere verwendet. Der mithilfe eines Deinkingprozesses aufbereitete —> Altpapierstoff wird als —> Deinkingstoff bezeichnet. Für die durch das Deinken tatsächlich entfernte Druckfarbenmenge gibt es kein objektives Messverfahren. Vielmehr werden optische Kenngrößen (z.B. —• Weißgrad) zur Bewertung der Deinkbarkeit herangezogen, in die aber neben dem Grad der Druckfarbenentfernung sowohl farbmetrische Veränderungen durch Verschiebungen im Druckfarbenpartikelspektrum als auch der Entzug von —> Feinstoff, —> Füllstoff und —• Pigmenten beim Deinken sowie die Wirkung der üblicherweise eingesetzten —• Bleichmittel (z.B. als —> Peroxid) eingehen. PU

Druckfarbenzerkleinerung (ink fragmentation)

Scheibendruckfilter (—> Scheibenfilter) oder —• Banddruckfilter gebaut. HO

Druckfilter für Streichfarben (pressure filter for coating colors)

Mit Druckfiltern werden flüssige Medien (z.B. —> Streichfarben) gereinigt. Dabei wird mit einer vorgeschalteten Pumpe die zu reinigende Flüssigkeit über ein Maschinensieb geleitet. Die Maschenweite des Siebs bestimmt das Filtrationsergebnis und muss auf den Einsatzzweck abgestimmt werden. Die Reinigung des Druckfilters erfolgt durch Rückspülen mit Wasser. Vor der Spülung wird das im Druckfilter zurückgehaltene Medium zurückgewonnen. Der Spülzyklus hängt von der Reinheit des Mediums ab. Er wird über einen Druckanstieg vor dem Filter eingeleitet, der durch das Zusetzen des Maschinensiebs durch Verunreinigungen hervorgerufen wird. Der kontinuierliche Betrieb wird durch eine sequentielle Steuerung der Spülung ermöglicht. Einsatzorte für Druckfilter sind die Filterung bei der Chemikalienabfullung, die Filtration von Streichfarben in der —• Streichküche und im Streichfarbenkreislauf der —> Streichmaschine. Für größere Filtrationsvolumina werden mehrere Druckfilter zu einer Druckfilterstation zusammengeschaltet. KT

—> Druckfarbendispergierung Druckfirnis (print varnish) Druckfilter (pressure filter)

Ein Druckfilter ist eine Maschine zur —> Entwässerung von schwer entwässerbaren Stoffsuspensionen (z.B. Flotations-Schlämmen) (—> Schlamm). Dabei wird die Suspension unter Druck auf das Filtermittel gebracht. Unter dem Filtermittel herrscht Atmosphärendruck. Die Druckdifferenz zur Entwässerung kann im Vergleich zu Vakuumfiltern stark erhöht werden und ermöglicht so eine verbesserte Entwässerungsleistung. Neben diskontinuierlichen Druckfiltern, wie —> Filterpressen, werden auch kontinuierliche

Einen Druckfirnis kann man als Druckfarbe ohne —• Farbmittel (—> Pigment, —• Farbstoff) ansehen. Er stellt genau wie —• Firnisse eine Lösung eines oder verschiedenartiger —> Harze in einem —• Lösemittel oder in vegetabilen —> Ölen und —• Mineralölen dar. Druckfirnis dient zum Vor- oder Überdrucken eines Substrats, ohne eine —• Farbe zu erzielen. RO

Druckform (forme, print(ing) forme)

Eine Druckform ist gemäß DIN 16500 ein Druckbildspeicher in Gestalt eines Werk-

306 unterschieden. Flexible Druckformen sind ihrer äußeren Erscheinung nach planförmig, müssen aber im Druckprozess auf einen Druckzylinder gespannt werden. Das Material dieser Druckformen kann eine dünne Metall- oder Gliederung der Druckformen nach der geometrischen Oberflächengestalt Kunststofffolie, ein (Quelle: Institut für Papierfabrikation, T U Darmstadt) Metall- oder Kunststoffsieb, eine elastische Gummifolie oder spezizeugs, das so bearbeitet ist, dass damit ell behandeltes Papier sein. Nichtflexible —» Druckfarbe auf den —• Bedruckstoff zur Druckformen bestehen entweder aus Metall, Wiedergabe einer textlichen und/oder bildli- Kunststoff, Glas, Holz (Holzschnitt) oder chen Darstellung übertragen werden kann. Stein (—• Lithographie). Jede Druckform besteht aus druckenden und Weitere Unterscheidungsmerkmale der nichtdruckenden Elementen, die auf der Druckformen sind Ganzformen und EinzelDruckformoberfläche lokal verteilt sind. Die teilformen. Ganzformen werden durch Konichtdruckenden Elemente sind die Partien piertechnologien mit anschließender Rohder Druckform, die keine Druckfarbe anneh- lingsbearbeitung oder mittels elektromechamen dürfen. Die druckenden und nichtdru- nischer Gravur (z.B. —> Rakeltiefdruck) herckenden Elemente stellen in ihrer Gesamtheit gestellt. Ein nachträgliches Verändern eines die Bild- und Textinformation dar. Textes oder eines Bildes auf der Druckform Als Gliederungsgesichtspunkt für die ist nicht möglich. Einzelteilformen bestehen Druckformen nach den Druckverfahren hat aus Bilddruckplatten, Textkolumnen oder sich die geometrische Gestalt der DruckformLinien. Sie sind so zusammengefügt, dass die oberfläche (druckende und nichtdruckende Einzelteile jederzeit verändert werden könPartien) durchgesetzt. Es gibt reliefartige, nen. ebene (flache) und durchbrochene DruckforDruckformen werden auch nach direkten men. Reliefartige Druckformen werden im und indirekten Druckverfahren gegliedert. —• Hoch- und —> Tiefdruck eingesetzt. Ebene Direkte Druckverfahren (z.B. —> Buchdruck) Druckformen (—• Flachdruck) nutzen grenz- benötigen seitenverkehrte Druckformen, flächenphysikalische (z.B. —> Offsetdruck), während bei indirekten Druckverfahren (z.B. aber auch elektrostatische Eigenschaften —• Offsetdruck) nur seitenrichtige Druck(z.B. —> Elektrofotografie) des Druckform- formen eingesetzt werden. NE materials zur Informationsübertragung (Abb.). Innerhalb der 4 Hauptdruckverfahren gibt Druckglanz es verschiedene Ausführungsformen, die eine (gloss) weitere Gliederung erlauben. Z.B. wird im Der Druckglanz kommt durch den Wechsel Tiefdruck zwischen —> flächenvariabler des Brechungsindex an der Grenzfläche Luft—> Druckfarbe zustande. Dieser hat zur FolDruckform, tiefenvariabler sowie flächenge, dass ein Anteil des auftreffenden Lichts und tiefenvariabler Druckform differenziert. wird. Die Richtung der Je nach dem —• Druckprinzip ist die Druck- reflektiert form plan- oder zylinderförmig. Entspre- —> Reflexion wird stark durch die räumliche chend dem eingesetzten Material wird zwi- Struktur der Grenzfläche bestimmt. Ist diese glatt, so wird der reflektierte Anteil, wie bei schen flexiblen und starren Druckformen

307 einem Spiegel, zur Flächennormalen einen Winkel identischer Größe zu dem des Lichteinfalls haben. Ist die Struktur rau, so wird ein mehr oder weniger großer Teil des Lichts diffus reflektiert (Abb.). Bei gerichtetem Lichteinfall wird in den meisten Fällen eine Überlagerung von diffuser und spiegelnder Reflexion vorliegen. Deren Kennzeichnung ist z.B. durch eine sog. Indikatrix oder Glanzkurve möglich. Diese stellt für eine bestimmte Beleuchtungsgeometrie die —> Helligkeit der Probe als Funktion des Beobachtungswinkels dar. Auch bei senkrechtem Lichteinfall findet eine Reflexion statt. Es gilt dann bei einer Brechzahl der Luft ni und einer Brechzahl des Mediums n 2 , dass das Verhältnis von eingestrahlter Intensität Io zu reflektierter Intensität I nach der Formel τ ( Ϋ I _ η, - n 2 berechnet wird. Für Druckfarben wird häufig eine Brechzahl von n 2 = 1,5 angegeben, woraus sich mit ni = 1 eine Reflexion von 4 % errechnet. Intensität

Winkel [Grad]

Glanzkurve für ideal diffuse Probe und Überlagerung aus diffuser und gerichteter Reflexion. Die Beleuchtung ist aus einem Winkel von -45° angenommen.

Das optische Grenzflächenphänomen —• Glanz muss bei der Dichte- und Farbmessungen je nach Anwendungszweck berück-

sichtigt werden. Bei Messung mit einer Ulbricht'sehen Kugel wird z.B. ohne besondere Vorkehrungen der gesamte von der Probe reflektierte bzw. remittierte Lichtanteil zur Messung verwendet. Will man den Glanz in seiner Auswirkung verkleinern, bietet diese Messgeometrie als Abhilfe die Glanzfalle. Das ist eine im idealen Fall völlig lichtabsorbierende Fläche in dem Bereich der Ulbricht'schen Kugel, wo gemäß dem Gesetz Einfallswinkel = Ausfallswinkel der Hauptanteil der reflektierten Strahlen auftrifft. Bei —> Densitometern wird unter 0° gemessen und unter 45° beleuchtet, so dass die gerichtete Reflexion praktisch nicht Bestandteil der Messung wird. Dennoch ist sie natürlich am Ergebnis insofern beteiligt, als bei stärkerer spiegelnder Reflexion an der Oberfläche von vornherein ein kleinerer Anteil der aufgestrahlten Beleuchtungsenergie die Sensorik in 0°-Richtung erreichen kann. Dieses Phänomen macht sich besonders bei höheren —> Farbdichten (größere Farbschichtdicke = glattere Oberfläche) verstärkt bemerkbar und ist z.B. bei frischen, noch nicht durchgetrockneten und daher an der Oberfläche glatteren Offsetdrucken bekannt. Diese weisen unmittelbar nach dem Druck einen höheren Glanz und damit eine höhere —• optische Dichte auf als nach erfolgter Trocknung. Im Bereich der Farbrezeptierung, wo die —> Kubelka-Munk-Theorie und deren Fortentwicklungen Anwendung finden, ist eine Korrektur der gemessenen Reflexionskoeffizienten notwendig, da zur genauen Bestimmung der —> Absorptions- und —> Streukoeffizienten einer —> Farbe die optischen Grenzflächeneffekte herausgerechnet werden müssen. Diese auf den Fresnel-Reflexionskoeffizienten für parallel und diffus einfallendes Licht beruhende Korrektur ist nach Saunderson als Saunderson-Korrektur benannt. UR

Druckgleichmäßigkeit (evenness of print)

Druckgleichmäßigkeit beschreibt die Freiheit von allen unerwünschten Erscheinungen im

308 —• Druck, die sich unabhängig von den Ursachen daraus ergeben, dass die —• Druckfarbe nicht am gewünschten Ort in der gewünschten Schichtstärke liegt. Die Gleichmäßigkeit eines Druckprodukts spielt in der Wertigkeit von Qualitätskriterien eine dominierende Rolle. Der Grund dafür ist die Empfindlichkeit des menschlichen Sehsinns in der Wahrnehmung lokal benachbarter Hell-DunkelUnterschiede. Die Gleichmäßigkeit spielt eine Rolle sowohl bei —»Raster- als auch bei —» Volltonflächen. Im Tiefdruckbereich (—• Tiefdruck) machen sich z.B. —• Missing Dots als Störung der Gleichmäßigkeit bemerkbar. Im —> Flexodruck trocknen die Farben auf den kleinsten Druckformelementen während des Wegs vom —> Bedruckstoff zur Rasterwalze ein und drucken in der Folge ungleichmäßig aus. Im —> Offsetdruck drucken Elemente unterhalb einer bestimmten Größe nur fragmentarisch oder gar nicht aus. In Volltonflächen ist eine häufig beobachtete Störung der Druckgleichmäßigkeit (—> Mottling) bei der Verarbeitung dünnflüssiger Farben (Tief-, Flexodruck) das aus Instabilitäten des Farbspaltungsvorgangs zwischen Druckformzylinder und Bedruckstoff resultierende schlechte „Liegen" der Farbe, das bevorzugt bei nichtsaugenden Bedruckstoffen auftreten kann. Begriffe, wie Baumrindenstruktur und Riffelbildung, kennzeichnen diese durch die bei der Farbspaltung konkurrierenden Oberflächen- und Zähigkeitskräfte auftretenden Strukturen. Im Offsetdruck sind z.B. das —> Schablonieren oder die Streifenbildung oder der Farbabfall in Druckrichtung typische Mängel in der Druckgleichmäßigkeit, die entweder durch bauartbedingte diskontinuierliche Farbzufuhr oder durch Rückwirkungen des —> Druckbilds auf die Farbzufuhr im —> Farbwerk bewirkt werden. Ein im kleinen ungleichmäßiger Ausdruck kann durch Wechselwirkungen zwischen —» Feuchtmittel, Farbe, Bedruckstoff und —• Gummituch entstehen. Solche Erscheinungen sind: •

—»Aufbauen von Farbbestandteilen auf dem Gummituch

•

•

—• Abstoßen einer zweiten Farbschicht, die durch einen Feuchtmittelfilm auf der zuerst gedruckten Schicht nicht angenommen wird ungenügendes —» Wegschlagen einer ersten Farbe beim Druck auf —• gestrichenes Papier, worauf die als nächste gedruckte Farbe ungleich angenommen wird. UR

Druckholz (compression wood)

—• Reaktionsholz

Druckkontrast (print contrast)

Einen möglichst kontrastreichen Druck erreicht man, wenn die —> Volltonflächen eine hohe —» optische Dichte bei gleichzeitigem Offenbleiben in den Dreivierteltönen aufweisen. Normalerweise hängt die erzielte Volltondichte mit der Farbschichtdicke zusammen. Bei immer dicker werdenden Farbschichten kommt es jedoch in den unterschiedlichen —> Druckverfahren meist zu einer Vergrößerung der (Raster-)Druckelemente, d.h. zu einer unerwünschten Tonwertzunahme (—• Tonwert). Als Maß für den relativen Druckkontrast bestimmt man an mitgedruckten - standardisierten - Volltonund Rasterfeldern jeweils mit einem —> Densitometer die Volltondichte D v , die Rasterfelddichte D r im z.B. 60 oder 70 % Rasterfeld und berechnet das Kontrastmaß Κ nach der Formel k =

d

v

- D Dv

r

'

das entweder als Anteil oder, multipliziert mit 100, als Prozentwert angegeben wird. Im Prinzip ist das Kontrastmaß für Rasterfelder mit anderen Flächendeckungen ebenso bildbar. Es hat sich jedoch gezeigt, dass im o.a. Bereich das Kontrastmaß einen maximalen Differenzierungsgrad erreicht. Bei Bezug auf Rasterfelder verschiedenen Tonwerts sind die

309 gebildeten Kontrastmaße nicht miteinander vergleichbar. Eine wichtige Größe in Verbindung mit dem Druckkontrast stellt die Normalfärbung dar. Es handelt sich dabei um diejenige Volltondichte, bei der ein maximaler Druckkontrast erreicht wird. Zur Gewinnung dieser Größe müssen gezielt und unter technologisch einwandfreien Bedingungen Drucke mit verschiedenen Volltondichten bzw. Farbschichtdicken gedruckt werden. Anhand des Kontrastmaßes kann dann die optimale Farbschichtdicke, eben die Normalfärbung, angegeben werden. UR

—» Auflagendruck mitgedruckt werden können. Je nach Funktion unterscheidet man Testelemente, die im Druckbild vorhanden sind (z.B. —> Volltonfläche, —• Rasterfläche), und Testelemente, die im Druckbild nicht vorhanden sind (z.B. Linienraster), die jedoch geeignet sind, die Informationsübertragung bei der Druckformherstellung sowie beim —• Andruck und —> Fortdruck zu kontrollieren (Tab.). Das Anwendungungsgebiet der Druckkontrollstreifen umfasst: • • •

Druckkontrollstreifen (print quality control strip) Als Druckkontrollstreifen bezeichnet man eine zweckentsprechende Anordnung von Druckbildelementen (—> Druckbild), die zur visuellen und messtechnischen Bewertung der —• Druckqualität genutzt werden. Die meisten Druckkontrollstreifen haben eine Vielzahl verschiedener Test- bzw. Kontrollelemente, die in ihren Abmessungen so ausgelegt sind, dass sie als Kontrollstreifen im

•

Vergleich von Andruck und Fortdruck Überwachung des Auflagendrucks Beurteilung von —• Druckfarbe, —> Bedruckstoff, und Aufzugsmaterial (—> Aufzug) Beurteilung von Funktionsgruppen der —• Druckmaschine.

Zur Kontrolle des Reproduktionsprozesses der Kopie und der Druckformherstellung werden spezielle Testelemente verwendet, die meist aus Mikrolinienfeldern mit druckenden und nichtdruckenden Linien in Breiten von ca. 4 bis 40 μπι bestehen.

FOGRA-Präzisionsmeßstreifen-Zeitungsdruck (PMS-Z)

FOGRA-PMS Druckkontrolleiste (DKL) 40%

80%

Balance

κ s

Η MI

li .

UGRA-Offset-Testkeil 1982

a

t a « r · •««««a

Druckkontrollstreifen

BS ^ W I S F i F Ψ Ψ i^ n

1 • • «·*

-

»

-

310 Visuell bzw. messtechnisch bestimmbare Parameter Voll- und Rasterfläche —• optische Dichte (einfarbig) —• Flächendeckungsgrad Tonwertzunahme (—• Tonwert) —• Druckkontrast —> Farbannahme —> Druckglanz —> Farbabweichung Vollton- und Rasterfläche —> Farbannahme (Trapping) (mehrfarbig) Graubalance Farbabweichung Linienraster (Linien längs, —> Schieben quer und gewinkelt ange- —> Dublieren ordnet) —> Auflösungsvermögen Linienraster (Rasterfrequenz variiert) Detailwiedergabe Paßkreuz, Nonius-Skala —> Passerdifferenz Testelement

Testelemente und ihre Anwendung

Bekannte Druckkontrollstreifen sind (Abb.): • • • • • •

FOGRA-PräzisionsmessstreifenZeitungsdruck (PMS-Z) FOGRA-PMS-Druckkontrollleiste (DKL) UGRA-Offset-Testkeil 1982 GATF/FOGRA Midtone Dot Gain Scale Gretag-Farbmessstreifen CMS-2 System Brunner.

Während Druckkontrollstreifen vor allem der Kontrolle des Fortdrucks dienen, werden für die Untersuchung der Druckmaschine oder der am Druckprozess beteiligten Materialien spezielle Testformen (—> Druckformen) eingesetzt. Diese Testformen sind so gestaltet, dass sowohl eine visuelle Beurteilung als auch eine messtechnische Bewertung bestimmter Qualitätsmerkmale (z.B. —•Mottling) möglich ist. NE

Druckmaschine (press, printing machine, printing press) Eine Druckmaschine ist nach DIN 8730 eine spezielle Verarbeitungsmaschine, mit der zur Wiedergabe von Informationen (Bild und/ oder Text) —• Druckfarbe oder eine färbende

Substanz unter Verwendung einer —> Druckform auf einen bahn- oder bogenförmigen —• Bedruckstoff übertragen wird. Druckmaschinen können nach 2 Gesichtspunkten unterschieden werden: nach dem —> Druckverfahren und nach dem —> Druckprinzip.

1) Sind Druckform und Gegendruckkörper (Tiegel) planförmig, dann spricht man von einer Tiegeldruckmaschine. Aufgrund des Druckprinzips und der damit verbundenen hohen Druckkraft werden diese Maschinen nur für —> Formate bis maximal ca. 46 cm χ 58 cm hergestellt. Sie finden im —• Hochdruck sowie für Stanz- und Prägearbeiten Anwendung, wobei nur bogenförmiger Bedruckstoff verarbeitet wird.

2) Bei Druckmaschinen, die nach dem Prinzip Zylinder gegen Fläche gestaltet sind, ist die Berührungsfläche (Druckstreifen, Druckzone) zwischen der planförmigen Druckform und dem zylindrischen Gegendruckkörper (Gegendruckzylinder) wesentlich kleiner als beim Prinzip Fläche gegen Fläche. Maschinen, die nach diesem Druckprinzip arbeiten, finden im Hochdruck und bei Stanz- und Prägearbeiten Anwendung. Sie werden als Zylinder-Flachform-Druckmaschine oder auch Planform-Druckmaschine (—> Schnellpresse) bezeichnet. Die einzelnen Maschinentypen werden nach dem Bewegungsrhythmus des Gegendruckzylinders unterschieden in Stoppzylinder-, Eintouren-, Zweitouren- und Schwingzylinder-Druckmaschine. Im Wesentlichen werden bogenförmige Bedruckstoffe verarbeitet. Einzelne Sonderausführungen ermöglichen die Verwendung bahnformiger Bedruckstoffe.

311 3) —• Rollendruckmaschinen (Rollen-Rotationsdruckmaschinen) haben zylindrische Druckformen und zylindrische Gegendruckkörper. Durch das Rotationsprinzip dieser Druckmaschinen sind hohe Druckgeschwindigkeiten zu erreichen. Je nach Form des Bedruckstoffs wird zwischen Bogen- und Rollen-Rotationsdruckmaschinen unterschieden. Nach der Anzahl der —> Druckwerke differenziert man zwischen Einfarben- und Mehrfarben-Bogen-Rotationsdruckmaschinen (—• Mehrfarbendruck). Es gibt Schöndrucksowie Schön- und Widerdruck-Maschinen (—• Schöndruck, —> Widerdruck). RollenRotationsdruckmaschinen haben grundsätzlich mehrere Druckwerke (Einfach- oder Doppeldruckwerke). Sie werden für den —> Buchdruck, den —• Flexodruck, den —> Offsetdruck und den —• Tiefdruck hergestellt. Entsprechend dem Druckverfahren unterscheidet man zwischen Buchdruck-, —> Offsetdruck-, —• Tiefdruck-, Flexodruckund —• Siebdruckmaschinen; entsprechend dem Produkt zwischen Akzidenz-, Illustrations- und Verpackungsdruckmaschinen. NE

Druckminderventil (pressure reducing valve) Ventil

Druckmuster (print sample) Druckmuster sind Muster einer laufenden Auflage, die als Probeexemplare gezogen werden. Der Zweck von Druckmustern ist: • • •

den —• Fortdruck zu kontrollieren die Qualität der erzeugten Auflage zu dokumentieren (—> Druckqualität) Muster für einen späteren Wiederholauftrag zu gewinnen.

1) Bei der Fortdruckkontrolle steht neben dem visuellen Gesamteindruck und der Kontrolle auf Druckfehler die Auswertung von zur Prozesskontrolle mitgedruckten —• Test-

elementen im Vordergrund. Sie setzt einen entsprechend eingerichteten Platz zum Abmustern und Messgeräte voraus sowie ein verbindliches, für den Fortdruck genehmigtes Exemplar (—• Andruck), das zum paarweisen Vergleich zur Verfügung steht. 2) Während des Auflagendrucks können Schwankungen in der Qualität des Druckprodukts vorkommen. Diese können unterschiedliche Ursachen haben und müssen bei der Gewinnung der Druckmuster berücksichtigt werden, um zu repräsentativen Aussagen zu kommen. 3) Bei der Mustergewinnung gilt das in Verbindung mit der Qualität Gesagte. Eine entsprechende Aufbewahrung der Muster ist wichtig, damit diese nicht über der Zeit merkliche Veränderungen erfahren. UR

Drucköl (printing oil) Drucköl ist ein Mittel, das vor Druckbeginn in geringen Mengen zu strengen Buchdruckoder Bogenoffsetdruckfarben beigemischt wird. Dabei werden die —• Viskosität und insbesondere der —• Tack der —> Druckfarbe erniedrigt, ein Effekt, der beim Bedrucken rupfempfindlicher Papiere ( - » Rupffestigkeit) erforderlich sein kann. Drucköle sind dünnflüssige —> Mineraloder Pflanzenöle, meist —> Leinöl. Letztere werden bevorzugt eingesetzt, um den oxidativen Trocknungsprozess (—»Trocknen der Druckfarbe) nicht zu behindern. Durch den Zusatz von Drucköl wird auch das —> Wegschlagen beschleunigt. RO

Druckopazität (printing opacity) Die Bestimmung der —• Opazität nach der TAPPI-Methode T519 om-91 wird als Druckopazität Ο bezeichnet. Sie berechnet sich aus dem Verhältnis des Reflexionsfaktors Ro zum Reflexionsfaktor R« (—•Reflexionsfaktor) gemäß folgender Beziehung:

312

0 = ^ 1 0 0 [%]

mit Ro : Reflexionsfaktor eines Probeblatts über einer vollkommen schwarzen Unterlage (Hohlkörper) in [%] Rod Reflexionsfaktor des gleichen Probeblatts auf einem Stapel von Blättern des gleichen Papiers, der dick genug ist, um kein Licht hindurchtreten zu lassen, in [%]. Ro und R Normlichtart C unter diffuser Beleuchtung zu bestimmen. Diese Methode gilt für weiße oder nahezu weiße Papiere, wird aber auch für farbige Papiere empfohlen, sofern R« größer als 20 % und die Opazität über 45 % liegt. Für hochtransparente Papiere, wie z.B. —> Pergamentpapiere, ist dieses Verfahren nicht geeignet. Die Methode zur Bestimmung der Druckopazität ist weitgehend identisch mit der Bestimmung der Opazität nach ISO 2471, DIN 53146 oder SCAN-P 8:75. RE

Druckpapiere (printing paper) Unter dem Begriff Druckpapiere werden alle Papiere zusammengefasst, deren hauptsächliche Bestimmung die Weitergabe gedruckter Informationen ist. Es gibt —> gestrichene, —• ungestrichene sowie —> holzfreie und —• holzhaltige Druckpapiere. Druckpapiere müssen im Hinblick auf die Anforderungen, die von den Druckern, Verlegern und Inseratkunden gestellt werden, eine gute —• Bedruckbarkeit (einwandfreies —> Druckbild) wie auch —> Verdruckbarkeit (störungsfreies LaufVerhalten in der —> Druckmaschine) gewährleisten. Die Anforderungen richten sich nach den jeweiligen —• Druckverfahren (—> Tiefdruck-, —• Offsetpapier). Ebenso wichtig sind die Anforderungen an die Weiterverarbeitung, wie z.B. Rill- und Falzfestigkeit (-> Rillen, - > Falzen), Verklebbarkeit und Lackierfähigkeit (—• Lackieren).

Im angelsächsischen Sprachraum bezeichnet printing papers Druckpapiere, jedoch ohne —> Zeitungsdruckpapier. In Deutschland werden Druck- und Pressepapiere zusammengefasst, die alle Sorten einschließlich Zeitungsdruckpapier umfassen. Im Sinne der deutschen Definition macht der Anteil der Druckpapiere rund 42% der gesamten Papierund Kartonproduktion aus. Die Sorten können folgendermaßen aufgeteilt werden: • •

• •

Ungestrichene holzhaltige Papiere, z.B. Zeitungsdruck- und —> SC-Papiere Gestrichene holzhaltige Papiere in Rolle und Format als —• LWC-Papiere (sowie ULWC-, LLWC-, MWLund HWL-Papiere) und —• Bilderdruckpapiere Ungestrichene holzfreie Papiere Gestrichene holzfreie Papiere in Rolle und Format (Standard und spezialgestrichen, Bilderdruck- und Kunstdruckpapiere).

Zwischen den gestrichenen und ungestrichenen Sorten gibt es Zwischensorten wie MFC bzw. MFP (siehe Tabelle): Abkürzung SC MFC MFP LWC ULWC LLWC MWC HWC

Druckpapiersorten supercalendered machine finished coated machine finished pigmentized light weight coated ultra light weight coated low light weight coated medium weight coated high weight coated

Abkürzungen für Druckpapiere

PA

Druckplatte (printing plate) Eine Druckplatte ist ein planes Werkstück, aus dem eine —• Druckform hergestellt werden kann, in der Druckersprache auch plane, starre oder flexible Druckform genannt. Wichtigster Vertreter ist die Offsetdruckplatte. Sie besteht gewöhnlich aus einem Aluminiumträger, dessen für den Druck vor-

313 gesehene Seite durch mechanische und elektrochemische Verfahren aufgeraut wurde und mit einer ca. 1 μιη dünnen, fotochemisch reaktiven Schicht bedeckt ist. Diese wird durch Bestrahlung mit —• UV-Licht entweder im Entwickler löslich (Positivplatte) oder unlöslich (Negativplatte) gemacht. Nach der Entwicklung wird die Platte für den Gebrauch durch eine Wärmebehandlung (Einbrennen) oder durch eine Konservierung zur Verwendung als Druckform vorbereitet. DO

1) Die Druckform und der Gegendruckkörper sind planformig (Fläche gegen Fläche). Das Druckformat ist mit maximal 46 cm χ 58 cm relativ klein, da aufgrund des Druckprinzips die benötigte Kraft zur Farbübertragung auf der gesamten Druckformoberfläche gleichzeitig aufgebracht werden muss. Diese Kraft steigt bei großformatigen Druckformen an und bewirkt ein Deformieren der Druckelemente. Das Druckprinzip ist veraltet und nur noch bei wenigen Maschinenarten zu finden.

Druckprinzip (printing principle) Das Druckprinzip beschreibt die Art und Weise des Druckvorgangs in der —> Druckmaschine, die durch die Gestalt der —• Druckform und des Gegendruckkörpers charakterisiert wird. Es werden 3 Fälle unterschieden (Abb.):

2) Die Druckform ist planförmig und der Gegendruckkörper ist zylindrisch (Zylinder gegen Fläche). Es werden wesentlich größere Druckformate verwendet als beim Prinzip Fläche gegen Fläche, da die notwendige Druckkraft nicht auf die gesamte Druckformoberfläche gleichzeitig wirken muss, sondern nur auf einer relativ kleinen Fläche (Druckzone). Die Druckzone stellt hier die Berührungsfläche zwischen der Druckform und dem zylindrischen Gegendruckkörper (mit dem —> Bedruckstoff) dar. Der Zylinder rollt dabei auf der Druckform ab. Das Druckprinzip Zylinder gegen Fläche findet überwiegend Anwendung bei —• Buchdruckmaschinen und den nicht mehr gebauten Maschinen für den Licht- und den Steindruck.

Fläche gegen Fläche

Ï

Gegendruckkörper (Tiegel)

Papier Druckform

Zylinder gegen Fläche Gegendruckzylinder Papier Druckform

Zylinder gegen Zylinder Gegendruckzylinder Papier Druckformzylinder

3 verschiedene Druckprinzipien (Quelle: Institut fur Papierfabrikation, T U Darmstadt)

3) Die Druckform und der Gegendruckzylinder sind zylindrisch (Zylinder gegen Zylinder). Während des Bewegungsablaufs der sich ununterbrochen gegeneinander drehenden Zylinder sind stets gleichförmige Geschwindigkeiten vorhanden und der Druckvorgang erfolgt permanent. Bei diesem Druckprinzip sind maximale Druckleistungen möglich. Der Bedruckstoff kann sowohl in Form von Bogen als auch als eine von der Rolle ablaufende Bahn bedruckt werden. Im —• Buch—• Offset- und —• Tiefdruck gibt es —> Bogen- und —> Rollendruckmaschinen, die nach dem Druckprinzip Zylinder gegen Zylinder konstruiert sind. Im —• Flexodruck arbeiten alle Maschinen nach diesem Prinzip. NE

314 Druckproben (proof print , print sample) Druckproben sind Druckexemplare, die nicht zum Zwecke einer Reproduktion, sondern zur Gewinnung von Informationen über den Druckprozess oder die daran beteiligten Partner hergestellt oder beschafft werden. Die Informationswünsche können dabei unterschiedlicher Natur sein. So kann der von einer speziell zusammengestellten Testdruckform gedruckte Bogen z.B. zur Abnahme einer —• Druckmaschine als Druckprobe bezeichnet werden. Zur Prüfung von —• Offsetfarben auf Übereinstimmung mit der Europäischen Farbskala für den —• Offsetdruck werden Norm-Druckproben auf speziellem Kunstdruckpapier hergestellt (DIN 16539). Auch der nach der Beendigung der Druckformenherstellung auf einer —• Andruckmaschine gefertigte Andruck sowie —»Probedrucke mittels —• Probedruckmaschine werden Druckproben genannt. Eine Druckprobe während des Drucks dient der Fortdruckkontrolle (—• Fortdruck). Sie ist immer dann problemlos gewinnbar, wenn unmittelbar nach dem Bedrucken das Produkt vereinzelt verfügbar ist. Beim Druck von Rolle auf Rolle müsste dazu die Maschine angehalten werden - mit entsprechender Beeinflussung des Ergebnisses. Für diese Fälle setzen sich mehr und mehr —> Bahnbeobachtungsgeräte durch. Bei Druckmaschinenabnahmen sollen mithilfe von Druckproben möglichst viele Aussagen über die Leistungsfähigkeit der neuen oder gebrauchten Maschine gewonnen werden. Dazu werden spezielle —» Druckformen zusammengestellt, die zum einen reale Bildelemente enthalten, vor allem aber spezielle —• Testelemente. Deren Aufgaben sind z.B., Aussagen über die Gleichmäßigkeit der Einfarbung quer zur und in Druckrichtung oder über die —• Farbannahme zu gewinnen, die Ermittlung der Tonwertzunahme (—•Tonwert) im Druck, die Beurteilung der Einfärbequalität, die Überprüfung von —• Passer, Bogenübergabe oder Abwicklungsfehlern. UR

Druckqualität (print quality) Druckqualität ist diejenige Qualität, die sich aus der Aufgabe des Druckerzeugnisses hinsichtlich seiner Nutzung als optischer Informationsträger ergibt. Sie ist damit gegen die Qualität des gesamten Produkts oder Druckerzeugnisses abgegrenzt. So hat z.B. eine Verpackung den Inhalt gegen äußere Einflüsse zu schützen, also Eigenschaften, wie Festigkeit, Steifigkeit, Undurchlässigkeit gegen Flüssigkeiten, Gase, Aromen und Fett zu gewährleisten. Diese betreffen jedoch nicht die Druckqualität, sofern nicht bestimmte der genannten Eigenschaften das —» Druckbild verändern oder auf dieses rückwirken können. Der Druck von Bild-, Text- oder sonstiger Information, aber auch das vollflächige Bedrucken mit —> Druckfarbe, ggf. die Beschichtung mit —> Lack, soll bestimmten Anforderungen genügen. Diese müssen einer Messung oder Bewertung zugänglich sein, um im Sinne einer geforderten Druckqualität beurteilbar zu sein. Allgemein kann man zwischen visuellen und messtechnischen Methoden der Qualitätsbeurteilung unterscheiden. Die visuelle Bewertung setzt eine Beachtung von • •

Training und Sehtüchtigkeit des Betrachters Beleuchtungs- und Betrachtungsbedingungen

voraus. Zielsetzungen sind z.B.: • • • • • •

Abmusterung auf Farbgleichheit Prüfen der Passerlage (—> Passer) Prüfen des —• Rasters (Punktform, Winklung, Auflösung) Prüfen auf Druckfehler (—• Butzen, Wassermarken, Schieben, —• Doublieren) Vollständigkeit der Druckelemente Gleichmäßiges, strukturfreies „Liegen" der Farbschicht auf saugenden und nichtsaugenden —• Bedruckstoffen.

Einige dieser Zielsetzungen sind nur mithilfe von vergrößernden Betrachtungssystemen

315 (Lupe, Mikroskop) zufriedenstellend lösbar (z.B. Passer). Andere lassen sich besonders vorteilhaft anhand entsprechender mitgedruckter —• Testelemente bewerten (Tonwertzunahme, Volltondichte, Schieben, Auflösung) und wieder andere sind mit speziellen Hilfsmitteln auch mit unbewaffnetem Auge gut zu bewerten (z.B. Rasterzähler). Die messtechnische Bewertung stützt sich in der überwiegenden Zahl von Anwendungen auf —> Densitometer und —• Farbmessgeräte (—• Farbmessung). Während die Densitometer vorteilhaft zur Fortdruckkontrolle (—• Fortdruck) und in Verbindung mit Testelementen zur Standardisierung der Druckbedingungen (z.B. Volltondichten, Tonwertübertragung) Verwendung finden, erlauben Farbmessgeräte die zuverlässige Beurteilung von —• Farben und Farbabweichungen. UR

Druckschleifen (pressurized stone grinding) Beim Druckschleifen erfolgt die mechanische Zerfaserung von Rundholz (—> Industrieholz) auf einem —• Schleifstein unter Uberdruck in einem Druckschleifer zu —• Druckschliff. Der Druckschleifer baut auf dem Prinzip des Großpressenschleifers (Zwei-Pressenschleifer) auf. Der gesamte Innenraum des Schleifers einschließlich der beiden Magazine wird mithilfe von Druckluft unter Überdruck gesetzt (Abb.). 2 zusätzlich angeordnete Magazine über dem Absperrschieber zur Druckatmosphäre dienen der Bevorratung.

Der Verfahrenszug zur Erzeugung von Druckschliff (PGW) gestaltet sich wie folgt: • • • •

Druckschleifer Shredder Zyklon Entwässerungsmaschine (Druckeindicker).

Der gesamte Schleifprozess von der Zuführung des Holzes bis zum Austritt des Holzschliffs (Druckschliff) arbeitet unter Überdruck ( 2 - 5 bar). Nach dem Schleifer wird die Faserstoffsuspension zu einer Hammermühle (Shredder) geblasen, um grobe Holzpartikel zu zerkleinern. Die —• Splitter sind dann so klein, dass der Holzstoff direkt zur —> Sortierung in einer mehrstufigen Drucksortiereranlage geleitet werden kann. Das heiße —> Filtrat aus dem —• Eindicker wird als Spritzwasser mit Temperaturen von 95° C über mehrere Spritzrohre, die den Schleifstein beaufschlagen, in den Prozess zurückgeführt. Der Dampf des Stoffs entweicht im Zyklon bzw. kann durch Wärmerückgewinnungssysteme z.B. zum Aufheizen von Prozessrückwasser, zur Raumheizung und Papiertrocknung genutzt werden. Der Schleifstein wird beim Druckschleifen erheblich höheren Beanspruchungen ausgesetzt als beim konventionellen (drucklosen) Steinschliff-Verfahren. BL

Druckschliff (pressurized

Absperrschieber

Schleifstein Druckschleifer

Schleifertrog

stone groundwood, PGW) Druckschliff ist ein durch mechanische Zerfaserung von Rundholz (—> Industrieholz) auf einem —> Schleifstein unter Überdruck ( 2 - 5 bar) gewonnener —• Holzstoff (—> Druckschleifen), der sich im Vergleich zum konventionellen —• Holzschliff wegen größerer —> mittlerer Faserlänge durch höhere Festigkeitseigenschaften (z.B.

316 —• Bruchkraft, —> Weiterreißarbeit) auszeichnet. Die Ausbeute liegt mit 96 % knapp unter dem Niveau von Holzschliff, während der spez. Energiebedarf in [kWh/t] demjenigen des konventionellen Steinschliffs entspricht. BL

• •

Offsetdruck: Flexodruck:

0,3-1,5 0,03-0,9

MPa MPa.

BG

Druckstock (forme) Die schrifthoch gefertigte oder nachträglich Drucksortierer auf Schrifthöhe gebrachte Hochdruckplatte (pressure screen , pressurized screen) (—> Hochdruck) wird nach D I N 16514 als Drucksortierer sind —» Sortierer für Suspen- Druckstock bezeichnet. Die Hochdruckplatte sionen, die unter Druck betrieben werden und ist entsprechend dem eingesetzten Material die eine starke Verbreitung in der Papierineine starre, plane oder flexible —> Druckform. dustrie zwecks Reinigung von —> Primär- Man unterscheidet zwischen der Originalfaserstoffen und —> Altpapierstoffen gefun- Hochdruckplatte (Original-Druckstock), deden haben. HO ren Druckbildrelief manuell, fotometrisch oder elektromechanisch erzielt wurde, und der Hochdruckplatten-Nachformung (DupliDrucksortierung kate), deren Druckbildrelief von einer Hoch(pressure screening , pressurized screening)druckform gewonnen wurde. Bei der Drucksortierung wird zur Abtrennung Die Original-Hochdruckplatten bzw. die unerwünschter Partikel aus —• PrimärfaserOriginal-Druckstöcke werden je nach Herstoffen und —• Altpapierstoffen die —> Sor- stellung unterschieden in: tierung in geschlossenen Aggregaten unter Druck betrieben (—• Drucksortierer). Wegen • Strichätzung der im Vergleich zu den drucklos betriebenen • Rasterätzung (Autotypie) —• Sortierern höheren Durchsatzkapazität • Elektrostichgravur infolge der unter Überdruck zugeführten • Elektrorastergravur Suspension hat die Drucksortierung eine • Prägegravur breite Anwendung erfahren. AC • Holzschnitt • Bleischnitt • Linolschnitt Druckspannung • (impression pressure, printing impression , Gummischnitt • Quellreliefdruckstock printing pressure) • Auswaschreliefdruckstock. Der Begriff Druckspannung wird für die linien- oder flächenbezogene Anstellkraft (Druckkraft) zwischen 2 Druckkörpern verwendet. Die Druckspannung wird dementsprechend in der Dimension [kN/m] bzw. [N/mm] für die linienbezogene Größe (—> Linienkraft) oder in der Einheit [N/m 2 ] bzw. [N/mm 2 ] als Kraft pro Fläche in der Druckzone zwischen den Druckkörpern angegeben. In der Literatur findet man folgende Wertebereiche für die Druckspannungen bei den unterschiedlichen —• Druckverfahren: • •

Buchdruck: Tiefdruck:

1-16 0,5-5

MPa MPa

Die Informationsübertragung vom OriginalDruckstock auf das Duplikat ist nur über den Einsatz eines Zwischenträgers (Matrize) möglich. Der Matrizenrohling (—> Mater) wird auf den Original-Druckstock aufgelegt und mit einem Prägefilz abgedeckt. In der Prägepresse entsteht dann unter Einwirkung des Prägedrucks eine Abformung. Die so erzeugte Matrize ermöglicht in einem Gießoder Prägevorgang oder auch mittels elektrolytischer Prozesse die Herstellung von Duplikaten. Zu den Duplikaten gehören:

317 • • • •

Bleiabguss und Bleistereo Gummistereo Kunststoffstereo Galvano.

Sowohl der Original-Druckstock als auch das Duplikat müssen durch Aufbringen auf eine Unterlage oder Hintergießen auf Schrifthöhe (62 2/3 ρ « 23,57 mm) gebracht werden (—> Zurichtung). NE

Drucktuch ( blanket , printing blanket) —• Gummidrucktuch

• •

—> Tiefdruck —• Durchdruck.

1) Im Hochdruck erfolgt das Drucken von einer Form, deren druckende Elemente erhaben sind. Beim Einfärben werden nur die druckenden Elemente mit Druckfarbe beschichtet. Hierzu zählen —» Buchdruck, —• Flexodruck sowie künstlerische Verfahren mit manueller Druckstockherstellung (—» Druckstock), wie Holzschnitt, Linolschnitt und Bleischnitt. Die Hochdruckverfahren sind die ältesten Druckverfahren (Gutenberg 1443/44).

2) Beim Flachdruck liegen die druckenden Elemente in (oder nahezu in) einer Ebene wie die nichtdruckenden. Mit geeigneten Methoden muss die Oberfläche der —• Druckform Druckverfahren so bearbeitet werden, dass die Druckfarbe nur (printing process) von den Druckelementen angenommen wird. Das wird u.a. durch Schaffung hydrophiler Druckverfahren sind technologische Verfahund hydrophober Partien auf der Druckform ren zur mechanischen Herstellung einer bebewirkt, wobei diese Partien von der Druckliebigen Anzahl von Text- und/oder Bildverfarbe und dem —• Feuchtmittel unterschiedvielfältigungen durch Übertragung von —> Druckfarbe auf einen —• Bedruckstoff. Sie lich benetzt werden. Zu dieser Gruppe gehören —> Offsetdruck, Steindruck (—• Lithowerden nach der geometrischen Gestalt der graphie) und Lichtdruck. Druckformoberfläche (druckende und nichtNeben diesen Flachdruckverfahren gibt es druckende Partien) unterschieden in ein weiteres Druckverfahren mit einer ebenen Druckform, den elektrostatischen Druck. Bei • —• Hochdruck diesem Druckverfahren wird eine mit einer • —> Flachdruck Fotohalbleiterschicht beschichtete Platte elektrostatisch aufgeladen und nach dem BelichHochdruckform Flachdruckform tungsprozess so weiterverarbeitet, dass eine partielle Änderung des bestehenden Energiezustands an der Druckformoberfläche erfolgt. Die elektrisch aufTiefdruckform (tiefenvariabel) Durchdruckform geladene färbende Substanz (—> Toner) haftet nur an den Stellen der Druckform, die elektrisch entgegengesetzt geladen sind. Druckfarbe [ | Bedruckstoff Druckform Bei der Farbübertragung muss dann der BedruckDruckformen der Hauptdruckverfahren stoff wiederum entgegen(Quelle: Institut für Papierfabrikation, T U Darmstadt) gesetzt zum Toner aufge-

318 laden sein (—> Elektrofotografie, graphie).

—> Xero-

3) Beim Tiefdruck wird von einer Form gedruckt, deren druckende Elemente vertieft liegen. Die Texte und Bilder werden auf der Druckform durch Stechen, Gravieren, Ätzen oder Auswaschen tiefergelegt. Zu den —• Tiefdruckverfahren zählen der —> Rakeltiefdruck, Lichttiefdruck und Kupferstich. 4) Im Durchdruck erfolgt das Drucken durch eine Form, die an den druckenden Stellen farbdurchlässig ist. Zum Durchdruck gehören der —> Siebdruck, der Filmdruck und der Schablonendruck. NE

Druckwalze (pressure roll) Bei —• Doppeltragwalzen- und —• Stützwalzen-Rollenschneidmaschinen werden zum Andrücken der —• Wickelhülsen bzw. der aufzuwickelnden —• Rollen (1) gegen die —> Tragwalzen (2) bzw. —• Stützwalze Druckwalzen (3) eingesetzt. Die Kraft, mit der die Druckwalze auf die Wickelhülse bzw. —> Aufwickelrolle drückt, wird abhängig von dem aufzuwickelnden Material und dem Aufwickeldurchmesser gesteuert. Bei Doppeltragwalzen-Rollenschneidmaschinen bis ca. 3,5 m Aufwickelbreite handelt es sich bei den Druckwalzen meist um eine durchgehende Walze. Bei DoppeltragwalzenRollenschneidmaschinen mit einer größeren Aufwickelbreite besteht die Druckwalze (3) aus mehreren Segmenten. Die Druckwalzen sind in einer vertikal beweglichen Traverse (4) gelagert. Bei Stützwalzen-Rollenschneidmaschinen werden pro —• Wickelstation 1 oder mehrere Druckwalzenstation(en) eingesetzt. Eine Druckwalzenstation besteht aus einem ca. 0,5 m breiten Druckwalzenpaar, das an schwenkbaren Hebeln oder Geradfuhrungen verfahrbar ist. Diese Hebel oder Führungen sind wiederum in verfahrbaren Schlitten, den sog. Druckwalzenstationen, gelagert.

Beispiel einer Druckwalzeneinrichtung an einer Doppeltragwalzen-Rollenschneidmaschine (Quelle: Jagenberg) KT

Druckwalzenantrieb (pressure roll drive) Die —• Druckwalzen von —• Rollenschneidmaschinen werden häufig angetrieben. Dadurch kann zum einen das Massenträgheitsmoment kompensiert werden, zum anderen kann damit Einfluss auf die Wickelhärte genommen werden. Für den Antrieb kommen entweder eigene Motoren zum Einsatz. Bei —• Doppeltragwalzen-Rollenschneidmaschinen werden die Druckwalzen oft über Flachriemen von einer —• Tragwalze aus angetrieben. KT

Druckwalzenentlastung (pressure roll reließ Die —• Druckwalze drückt in einer —• Rollenschneidmaschine bei Wickelbeginn die —» Wickelhülsen gegen die —> Tragwalzen oder die —• Stützwalze und erzeugt damit die zum Wickeln erforderlichen —• Linienkräfte. Bei —> Doppeltragwalzen-Rollenschneidmaschinen ist das Eigengewicht der Druckwalze

319 Sekundärrohstoffgewinnung mbH" (DSD) zur Sammlung und Sortierung von —> Verkaufsverpackungen. Zum 01. Januar 1997 wurde die DSD in eine Aktiengesellschaft mit dem Namen „Der Grüne Punkt Duales System Deutschland Aktiengesellschaft" umbenannt. Bereits im Vorfeld der 1991 in Deutschland in Kraft getretenen —• Verpackungsverordnung, die u.a. eine Rücknahmepflicht für —> Verkaufsverpackungen (ggf. mit Pfand) vorsah, hatten sich Unternehmen des HanDruckwerk (printing group , printing unity print unit) dels, der Konsumgüterindustrie, der Verpackungswirtschaft und der VormaterialienherEin Druckwerk ist die Baugruppe einer —> Druckmaschine, in der die Übertragung steller (z.B. Papier- und Kartonhersteller) im der —> Druckfarbe von der —> Druckform auf DSD zusammengeschlossen, um durch Beteiligung an einem sog. Dualen Entsorgungsden —• Bedruckstoff realisiert wird. Die system eine Rücknahme- und Pfandpflicht zu Funktionsprinzipien von Druckwerken sind vermeiden. Die damit erfolgende Trennung abhängig von der Gestalt der Druckform und der herkömmlichen Hausmüllentsorgung in des Bedruckstoffs sowie dem —> Druckvereine von der Wirtschaft getragene Erfassung fahren. und Verwertung von Verpackungen und in Das Druckwerk einer —• Offsetdruckmaeine Entsorgung des restlichen Abfalls durch schine besteht aus dem Druckformzylinder, die entsorgungspflichtigen Körperschaften dem Gummidrucktuchzylinder und dem Gewird als „duale" Abfallwirtschaft bezeichnet. gendruckzylinder, die in unterschiedlicher Anzahl miteinander kombiniert sein können, Die Finanzierung des DSD erfolgt über eine z.B. als Dreizylinder-Druckwerk oder SateGebühr (Lizenzentgelt) für Verkaufsverpalittendruckwerk. Zum Druckwerk einer ckungen, den —• Grünen Punkt. Mit diesem —> Tiefdruckmaschine gehören der Tief- Entgelt werden die Erfassung und Sortierung druckformzylinder, der —> Presseur (Gegen- der Wertstoffe sowie die Öffentlichkeitsarbeit druckzylinder), die Einfärb-, die Trockenund der Verwaltungsaufwand finanziert. Die und die Bahnleiteinrichtungen. tatsächlichen Entsorgungskosten des DSD Im —• Flexodruck werden am häufigsten lagen 1997 bei rund 4 Mrd DM. Ein- und Mehrzylinderdruckwerke eingesetzt, Die DSD hat in Deutschland mittlerweile die sich durch die Anordnung des Gegenunter Berücksichtigung bereits existierender druckzylinders (zentral oder einzeln) voneiWertstofferfassungssysteme und in Abstimnander unterscheiden. NE mung mit den Kommunen ein flächendeckendes Erfassungssystem für Verkaufsverpackungen aufgebaut, das sich sowohl DSD —> Bring- als auch Holsystemen bedient. Neu (DSD) aufgebaut wurde die Erfassung der sog. —• Duales System Deutschland Leichtstofffraktion im Gelben Sack oder der —• Gelben Tonne, mit denen Verpackungen aus Kunststoff, Verbunden, Aluminium und Duales System Deutschland Weißblech gesammelt werden. Die DSD ist (dual system Germany) verpflichtet, Verpackungen beim EndverUnter dem Dualen System versteht man die braucher bzw. in dessen unmittelbarer Nähe 1990 in Deutschland als Non-Profit-Organiabzuholen, zu sortieren und einer stofflichen sation gegründete „Duales System DeutschVerwertung zuzuführen. Zusätzlich entsorgt land, Gesellschaft für Abfallvermeidung und die DSD auch Verkaufsverpackungen von

dafür ausreichend. Mit zunehmenden Aufwickeldurchmesser jedoch nimmt das Gewicht der —• Aufwickelrollen rasch zu und trägt zu den Linienkräften bei. Damit die Linienkräfte nicht zu groß werden, muss die Druckwalze entlastet werden. Meist erfolgt dies über Hydraulikzylinder, die direkt an den Lagergehäusen oder an der Druckwalzentraverse angreifen. KT

320 vergleichbaren Anfallstellen, wie Kleingewerbe, Restaurants oder Raststätten. Aus wettbewerbsrechtlichen Gründen ist eine zusätzliche Erfassung von —> Transportverpackungen von Handels- und Industrieunternehmen nicht zulässig. Die DSD arbeitet auf 3 Stufen mit den • • •

Herstellern und Betreibern Verbrauchern, den Kommunen und den Entsorgungsunternehmen Verwertungs- und Vermarktungsunternehmen

zusammen. Die dritte Stufe resultiert aus der Forderung, die gesammelten Sekundärrohstoffe einer entsprechenden Verwertung zuzuführen. Diese Verwertungsgarantie wird für die verschiedenen Rohstoffe von Organisationen und Gesellschaften übernommen, den sog. Garantiegebern. Im Fall der Verwertung von Verkaufsverpackungen aus Papier, Karton und Pappe sind dies die Gesellschaft für Papier-Recycling (—> GesPaRec), die Interseroh AG und die Vereinigung für Wertstoffrecycling GmbH (VfW). 1997 wurde gemäß der Verpackungsverordnung eine Verwertung von 64 % aller Verkaufsverpackungen aus Papier, Karton und Pappe gefordert, die im Vergleich zu allen anderen Verpackungsmaterialien mit 93 % im gleichen Jahr am deutlichsten übertroffen wurde. Die stoffliche Verwertung kann sowohl im Inland (z.B. Papierindustrie) oder auch im Ausland (Altpapierexport) stattfinden. PU

Dublieren (ghosting, slur) Dublieren ist eine Fehlerscheinung im —• Offsetdruck, die aufgrund des geringfügigen Nebeneinanderdruckens von Druckbildelementen (—• Druckbild) als doppelte Konturen mit unterschiedlicher Farbintensität auf dem —• Bedruckstoff sichtbar wird und zu Tonwertverschiebungen ( - » Tonwert) im —•Mehrfarbendruck führt. Ursache für die Entstehung eines Dublees ist ein lageversetzter Rückspaltungsvorgang der —> Druck-

farbe im Druckspalt zwischen Bedruckstoff und —> Gummidrucktuch. Im ersten —• Druckwerk einer Mehrfarbendruckmaschine wird die Druckfarbe nur auf den unbedruckten Bedruckstoff übertragen. Diese Farbübertragung ist unvollständig, da ein Teil der Druckfarbe infolge der Farbspaltung auf dem Gummidrucktuch verbleibt. Die noch nicht getrocknete Druckfarbe spaltet sich in den nachfolgenden Druckwerken mit abnehmender Intensität. Gleichzeitig übernimmt der Bedrucksoff Druckfarbe vom Gummidrucktuchzylinder der nachfolgenden Druckwerke. Dieses Hin- und Rückspalten frischer Druckfarbe zwischen Bedruckstoff und Gummidrucktuch bzw. Gummidrucktuch und Bedruckstoff muss deckungsgleich erfolgen. Beim Versetzen des Druckbildes aufgrund von Druckschwierigkeiten, wie • • • • •

nicht exakte —• Druckabwicklung welliges Papier fehlerhafter —• Aufzug auf dem Gegendruck· oder Gummidrucktuchzylinder ungleichmäßige Bahn- oder Bogenführung Schwankungen der —> Bahnspannung,

kommt es jedoch zum lageversetzten Farbspalten und zum Dublieren. NE

Düngemittelrecht (Law Governing the Production and Use of Fertilizers) Düngemittel (Dünger) sind natürliche und künstliche (mineralische und humose) Stoffe, die dem Boden zugeführt werden, um eine Erschöpfung bei dauernder Beanspruchung zu verhüten. Dadurch sollen die Pflanzen ernährt und die Ertragsfahigkeit des Bodens verbessert werden. Düngemittel dürfen gewerbsmäßig nur in den Verkehr gebracht werden, wenn sie einem Düngemitteltyp entsprechen, der durch Rechtsverordnung zugelassen ist. Das Düngemittelrecht unterscheidet zwischen •

Wirtschaftsdüngern (Nebenerzeugnisse aus der landwirtschaftlichen Produktion)

321 Sekundärrohstoffdüngern (Abwässer, Fäkalien, Klärschlämme und ähnliche Stoffe aus Siedlungsabfällen)

bei sachgerechter Anwendung die Fruchtbarkeit des Bodens und die Gesundheit von Mensch und Tier nicht schädigt sowie den

•

Bodenhilfsstoffen (Stoffe ohne wesentli-

Naturhaushalt nicht gefährdet.

• •

chen Nährstoffgehalt, die jedoch den Zustand des Bodens allgemein verbessern) Kultursubstraten (z.B. Pflanzenerden) Pflanzenhilfsmitteln (Stoffe ohne wesentlichen Nährstoffgehalt, die dazu bestimmt sind, aufpflanzen einzuwirken).

•

—> Rinden, die bei der Erzeugung von —•Zellstoff und —»Holzstoff anfallen, können nach der —> Kompostierung als Kultursubstrate eingesetzt werden. Rückstände aus der Herstellung von Faserstoff, Papier, Karton und Pappe (sowie Deinkingrückstände aus dem Papierrecycling) können als Bodenhilfsstoffe bzw. Sekundärrohstoffdünger eingesetzt werden. GT

Düngung (fertilization, fertilizer application) Unter Düngung wird das Einbringen von organischen oder anorganischen Stoffen in den Boden verstanden, um dessen Fruchtbarkeit zu erhalten oder zu verbessern. Düngungsmaßnahmen können mit organischen, mineralischen oder mit beiden Düngerformen durchgeführt werden. Während früher nahezu ausschließlich natürliche organische Düngemittel (tierische Exkremente, Stroh, Torf, Kompost) zum Einsatz kamen, werden heute überwiegend künstlich hergestellte Düngemittel (Phosphate, Nitrate) eingesetzt. Durch die mit künstlichen Düngemitteln erfolgende Intensivdüngung entstanden in der Vergangenheit teilweise erhebliche Umweltprobleme, wie z.B. die Nitratbelastung von —> Grundwasser, die Überdüngung stehender und langsam fließender Gewässer (—> Eutrophierung) sowie ein erhöhter Stickstoff- und Phosphoreintrag in Nord- und Ostsee. Der Warenverkehr mit Düngemitteln wird durch das Düngemittelgesetz und die dazugehörigen Rechtsverordnungen geregelt. Die Düngemittelverordnung enthält eine Liste aller zugelassenen Düngemitteltypen. Die Zulassung wird nur erteilt, wenn ein Dünger

HA

Dünndruckpapier (lightweight printing paper , thinprint) Dünnes (leichtgewichtiges), opakes und grifffestes Druckpapier, auch ungeglättet (-> Bibeldruckpapier) (DIN 6730). Dünndruckpapiere neigen dazu, sich elektrostatisch aufzuladen und damit den Druckvorgang (vorwiegend —> Hoch- und —> Offsetdruck) zu beeinträchtigen. Deshalb müssen sie vor der Verarbeitung ausreichend - möglichst in klimatisierten Räumen - gelagert werden. Um die gewünschte hohe —•Opazität zu gewährleisten, werden neben geringen Anteilen an —> Holzschliff zum —• Zellstoff bis zu 30 % —• Calciumcarbonat, bei sehr dünnen Sorten bis zu 10 % —• Titandioxid zugesetzt. Z.T. wird das Papier gestrichen (—• Streichen). Die flächenbezogene Masse beträgt etwa 30 bis 40 g/m 2 . Das meist mattsatinierte Papier muss beidseitig bedruckbar sein und wird für die Herstellung von Bibeln, Lexika, Wörterbüchern sowie für Beilagen und Prospekte, insbesondere für die pharmazeutische Industrie, verwendet. Deshalb muss es neben guten Festigkeiten, insbesondere der —> Falzfestigkeit, einen guten Klang und eine ausreichende Alterungsbeständigkeit (—• Alterung) aufweisen. RH

Dünnlauge (thin liquor , weak liquor) Dünnlauge ist die aus der Kochung von —• Hackschnitzeln durch —> Wäsche (Zellstoff) erfasste —> Ablauge in einer Zellstofffabrik. In ihrer chemischen Zusammensetzung ist sie der Ablauge gleich, aber infolge des Eintrags von Waschwasser in der Konzentration niedriger. Üblicherweise wird, beginnend nach der —• Sauerstoffdelignifizierung, der —• Faserstoff (—• Zellstoff) im Gegenstrom mit —• Frischwasser über mehrere Stufen gewaschen. Für diese —> Gegen-

322 stromwäsche sind Verdünnungsextraktions(—> Waschfilter, Waschpressen) und Verdrängungswaschaggregate (Waschdiffuseur, —> Diffuseurwaschanlage) im Einsatz. Die Gestaltung dieses Prozesses ist für die Ablaugenerfassung entscheidend. Ein Maß dafür ist der Ablaugenerfassungsgrad. Er liegt in modernen Zellstofferzeugungsanlagen bei 99 % und höher. 99 % Ablaugenerfassung bedeutet, dass nach der Wäsche 99 % der gelösten Ablaugeninhaltsstoffe in der Dünnlauge vorliegen. Der Rest von 1 % tritt als sog. carry over mit dem Stoffwasser bzw. der Zellstoffsuspension in die nachfolgende —> Zellstoffbleiche. Ziel der Wäsche wird es im Hinblick auf die Eindampfung der Dünnlauge zur —• Dicklauge immer sein, den Prozess so zu gestalten, dass bei möglichst geringer Verdünnung der Ablauge eine maximale Ablaugenerfassung erfolgt. In Abhängigkeit von der Waschprozessgestaltung liegt die Konzentration der Dünnlauge bei 14 bis 17 % für Sulfat- und bei 12 bis 15 % für Sulfitdünnlauge. AR

Dünnpostpapier (thin letter paper, foreign-note paper) Dünnpostpapier ist ein dünnes, holzfreies und opakes Schreibpapier mit einer flächenbezogenen Masse unter 30 g/m 2 (-* Luftpostpapier). RH

Dünnschichtchromatographie (thin layer chromatography) Bei der Dünnschichtchromatographie handelt es sich um eine adsorptions- und verteilungschromatographische Analysenmethode zur Trennung und Detektion von organischen Substanzen. Das Sorptionsmittel, an dem die Trennung stattfindet, befindet sich als dünne Schicht (etwa 0,2 mm) auf einem festen Trägermaterial (Glasplatten oder Aluminiumund Polyesterfolien). Als Sorptionsmittel wird meist Kieselgel verwendet. Geringere Bedeutung haben Aluminiumoxid und —> Cellulose. Die zu analysierende Probe wird auf der sog. Startlinie, ca. 2 cm vom Rand der Platte

entfernt, mittels einer Kapillare punktförmig aufgebracht. Die Entwicklung des Chromatogramms erfolgt durch Einstellen der Platte in eine Glaskammer, in der sich ein Lösungsmittel oder ein Lösungsmittelgemisch befinden, die als Laufmittel bezeichnet werden. Durch die Kapillarwirkung steigt das Laufmittel nach Schließen der Glaskammer nach oben. Die in der zu analysierenden Proben enthaltenen organischen Komponenten werden miteluiert und treten in unterschiedliche Wechselwirkungen zum Sorptionsmittel. Aufgrund dieser Wechselwirkungen legen die organischen Komponenten der Analysenprobe in einer bestimmten Zeit unterschiedliche Wegstrecken zurück. Die Entfernung von der Startlinie nach Beendigung des Chromatogramms wird als RrWert (retention factor) bezeichnet. Über den RrWert lassen sich die organischen Komponenten durch einen Vergleich mit RrWerten von Referenzsubstanzen identifizieren. Sofern es sich um ungefärbte Substanzen handelt, werden die aufgetrennten Komponenten der Analysenprobe durch Besprühen mit einem geeigneten Reagenz oder unter —> UV-Licht sichtbar gemacht. Zur quantitativen Auswertung der Substanzflecken werden fotometrische Verfahren herangezogen. HA Dünnstoff (low consistency (LC) pulp) —> Stoffdichtebereich

Dünnstoffmahlung (low density beating, low density refining, LC beating, LC refining) Die Dünnstoffmahlung wird zur Erzielung einer schneidenden —• Mahlung bei Stoffdichten von 2 bis 3 % betrieben. Die im Vergleich zur —• Dickstoffmahlung niedrigere Stoffdichte bewirkt in Kombination mit anderen Mahlparametern, wie niedrigem Messerwinkel oder scharfen Messerkanten der Refinergarnituren, neben dem —> Fibrillieren eine stärkere Kürzung der —> Fasern, woraus einerseits eine Steigerung von —> Bruchkraft

323 und —• Berstfestigkeit und andererseits eine Abnahme des —•Durchreißwiderstands resultieren. Sowohl Dünnstoff- als auch Dickstoffmahlung arbeiten in dem für die Mahlung von Zellstoff üblichen Stoffdichtebereich von 2 bis maximal 6 %. Ein —> Verdünnen bzw. —> Eindicken der Suspension vor der Mahlung ist im Allgemeinen nicht erforderlich, da die —• Refiner in den Stoffdichtebereich der vorgeschalteten Maschinen (z.B. —•Entstipper) und der —> Stoffaufbereitung eingebunden sind. AC

Duplex-Querschneider (duplex sheet cutter) Duplex-Querschneider dienen zum —» Längsund —• Querschneiden von vorwiegend Kartonbahnen. Sie sind deshalb üblicherweise nur noch in Kartonfabriken anzutreffen. In Sonderfällen arbeiten Duplex-Querschneider direkt (on-line) mit Kartonmaschinen zusammen. Früher gab es auch DuplexQuerschneider für Papier. Der Name DuplexQuerschneider bedeutet, dass diese Maschinen in der Lage sind, 2 unterschiedlich lange Formate aus einer Kartonbahn zu schneiden. Zu diesem Zweck sind sie mit 2 —• Quermesserpartien ausgestattet.

Dunsthaube (vapor hood) Eine Dunsthaube ist eine —• Haube über der —• Mehrzylinder-Trockenpartie, um den bei der Trocknung der Papierbahn entstehenden Wasserdampf abzuführen. Damit können die Trocknungsbedingungen insbesondere über die Breite der Papierbahn besser kontrolliert und durch Wärmeaustausch zwischen Frischluft und Abluft Wärmeenergie eingespart werden. Zudem wird das Hallenklima nicht durch die ausdampfenden Wassermengen belastet. HO

Die von der Kartonmaschine angelieferten —• Tamboure werden direkt in eine spezielle —> Abrolleinrichtung eingelegt. Ein Längsschneiden in einer —• Rollenschneidmaschine in schmalere Bahnen ist deshalb nicht erforderlich. Die Kartonbahn wird in der —> Längsschneidpartie für Querschneider kantenbeschnitten und in die gewünschten Formatbreiten geschnitten. Die beiden Bahnen durchlaufen dann eine —• Vorziehpartie, um danach in den beiden —> Quermesserpartien zu unterschiedlich langen Formaten geschnitten zu werden. Nach den Quermesserpartien werden die Formate in einer —> Überführungspartie nebeneinander laufend wieder zusammengeführt und passieren eine —• Schleusenpartie, in der automatisch Fehlerbogen ausgeschleust werden. In der —> Überlappungspartie werden die Bogen schuppenformig übereinandergelegt und laufen so in den —• Ableger ein. Überlappungspartie und Ableger von Duplex-Querschneidern sind in der Lage, unterschiedlich lange Formate zu behandeln. Es gibt auch Duplex-Querschneider, die die beiden Formatlängen in 2 Überlappungspartien und 2 Ablegern sammeln und stapeln. Die Arbeitsbreite von Duplex-Querschneidern ist auf ca. 3 800 mm begrenzt. KT

Dunschtrichter (Dunsch cone) Trichterstofffänger

Duocoat-System (duo-coat system) Bezeichnung für ein —• Walzen-Auftragswerk

Duoformer (Duoformer) Duoformer ist der Markenname der Papiermaschinenfabrik Voith Sulzer Papiertechnik für —• Doppelsiebformer als Oberbegriff für verschiedene Formertypen. KL

324 Duplextapetenpapier (duplex wallpaper base) Duplextapetenpapier ist ein mehrlagiges —• Tapetenrohpapier, das gegautscht oder geklebt, —> holzfrei oder —> holzhaltig, —• ungestrichen oder —• gestrichen, spaltbar oder abziehbar, auch beschichtet bzw. vorgekleistert ist. Das Papier ist so beschaffen, dass es veredelt und/oder bedruckt und/oder geprägt werden kann (DIN 6730). Die Papierherstellung erfolgt z.B. auf Doppellangsiebmaschinen (Duplexpapiermaschine), wobei die Oberlage holzfrei, die Unterlage dagegen holzhaltig ist. Ein typisches gestrichenes Duplextapetenrohpapier mit einer flächenbezogenen Masse von 120 g/m 2 setzt sich z.B. aus einer Unterlage (—• Holzschliff, CTMP, - > Deinkingstoff, Füllstoff) von ca. 70 g/m 2 , einer Oberlage (gebleichte —• Kurz- und —• Langfaser-Sulfatzellstoffe, Füllstoff) von ca. 30 g/m 2 und einem Pigmentstrich (—> Strich) von ca. 20 g/m 2 zusammen. Stoffrezepturen und Herstellungsbedingungen sind analog der von anderen Tapetenrohpapieren. Eine charakteristische Eigenschaft von Duplextapetenpapier ist oft dessen Spaltbarkeit, d.h. beim Entfernen der Tapete verbleibt die Unterschicht an der Klebefläche (Wand). RH

Durchbiegungsausgleichswalze (deflection compensation roll) Durchbiegungsausgleichswalzen sind Walzenarten, die die durch den Pressdruck im —>Nip (Pressspalt) hervorgerufenen Presswalzenverformungen in Querrichtung von Gegenwalze

Ölzufuhr

Schwimmende Walze

Maschinen (z.B. Papiermaschine, —»Kalander) ausgleichen. Ziel dabei ist, die wirksame —•Linienkraft bzw. den —>Pressdruck im Nip über die Papierbahnbreite auch bei unterschiedlichen Belastungen möglichst konstant zu halten. Besonders die neueren Bauarten von Durchbiegungsausgleichswalzen sollten j edoch eigentlich Durchbiegungseinstelloder Durchbiegungskontrollwalzen genannt werden, da Walzen dieser Art ihre Biegung und damit die Linienkraftverteilung über die Bahnbreite gezielt, also entweder konstant oder auch ungleichmäßig, einstellen können. 1) Die erste industrielle Ausführung war die —> Schwimmende Walze (Abb. 1) von Küsters (Krefeld) (Patent 1956). Bei dieser Bauart nimmt ein maschinenbreites (hydrostatisches) Ölpolster die in Pressrichtung zeigende innere Hälfte des rotierenden Walzenrohrs (Walzenmantel) ein und stützt dieses auf einem durchgehenden inneren Träger ab, der auch Joch genannt wird. Der Mantel läuft, über seitliche Lager geführt, konzentrisch zum Träger. Der Träger ist an seinen beiden Enden an der Stuhlung undrehbar befestigt. Die Gesamtbelastung der Presse erfolgt über Anpresssysteme, die auf die Enden des Trägers wirken. Je nach Öldruck im Ölpolster wird das Walzenrohr mit unterschiedlicher Kraft verformt und entsprechend den äußeren Anpresskräften gegen die Gegenwalze gedrückt. 2) Bei der CC-Walze (crown control) von Beloit (1960) wird das Walzenrohr durch einen durchgehenden, hydrodynamisch geschmierten Schuh getragen, der sich ebenfalls auf dem feststehenden Träger abstützt (Abb. 2). Die Anpressung erfolgt wie bei der Schwimmenden Walze. Drucköl Dichtung Träger Walzenmantel

Abb. 1 : Schema einer Schwimmenden Walze in Längs- und Querschnitt (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology)

3) Die erste Durchbiegungseinsteil- oder -kontrollwalze im engeren Sinn war die NipcoWalze (nip control) von Escher Wyss (1971). Mit ihr kann die Verteilung der Linienkraft in

325

hydrodyn. Schuh Belastungskolben Träger Walzenmantel

sind. Der Hub, d.h. die Bewegungen zur Beund Entlastung sowie zum Öffnen des Pressnips, erfolgt durch das nicht am Träger fixierte Walzenrohr über den Hub der kolbenförmigen Stützelemente. Nach dem NipcoPrinzip arbeitet auch die Hydrein-Walze von Kleinewefers (Krefeld) (1979). Als Besonderheit weist dieser Walzentyp Doppelkolben in Umfangsrichtung auf.

Abb. 2: Schema der CC-Walze im Querschnitt (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology)

Schuh zur Druckbe-/entlastung Ölzu-/abfuhr

einem weiten Bereich gezielt über die Papierbahnbreite eingestellt werden (Abb. 3). Bei dieser Walze wird das Walzenrohr durch eine Vielzahl hydrostatischer Stützelemente (sog. Stützquellen) getragen, die sich auf dem Träger abstützen. Die hydraulische Ansteuerung fasst mehrere Stützelemente zusammen, so dass im Inneren des Walzenrohres mindestens 6 Belastungsabschnitte (Zonen) wirksam sind. Diese hydraulischen Zonen sind getrennt ansteuerbar, womit die Linienkraftverteilung, sei sie gleichmäßig oder ungleichmäßig, über die Maschinenbreite gezielt eingestellt werden kann. 4) Die Nipco-Walze wurde außerdem als erste selbstbelastende Walze bekannt (1972). Selbstbelastend heißt, dass sowohl der Träger (Joch) als auch die Gegenwalze in der Stuhlung ohne äußeres Anpresssystem gelagert

Träger Walzenmantel

Abb. 4: Schema der Hydro Vario-Walze im Querschnitt (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology)

5) Die Profil-Walze von Voith (1980) ist von ihrer internen Abstützung ähnlich der Schwimmenden Walze. Ihre Besonderheit ist, dass der Abstand der Endlager des Walzenrohres der Lagerentfernung der Gegenwalze entspricht (daher auch der Name ÄquidistantWalze). Dadurch ergeben sich gleichartige Biegelinien beider Walzen.

Gegenwalze

hydrostatische Stützelemente Träger Walzenmantel

hydrostatische Stützelemente

Träger Walzenmantel

Ölzufuhr Führungslager

Abb. 3: Schema der selbstbelastenden Nipco-Walze in Längs- und Querschnitt (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology)

6) Die Hydro VarioWalze von Küsters (1980) hat eine über die Breite durchgehende, druckeinstellbare Hydraulikkammer (Abb. 4). Zur örtlichen Korrektur werden Hohlkolben innerhalb dieser Kammer dichtend an den Mantel herangefahren. In diesen Hohlkolben können der auf den Mantel wirkende Öldruck entweder auf

326 Null oder über den Kammerdruck hinaus gebracht und eine entsprechende örtliche Veränderung der Linienkraftverteilung erreicht werden. 7) Ab 1994 zielen Entwicklungen, vor allem für —• Glättwerke, auf möglichst schmalzonige, örtliche Korrekturen ab (mehr als 30 hydraulische Zonen). Dies kann z.B. dadurch erreicht werden, dass der Walzenmantel, wie bei der Nipcorect-Walze (Voith Sulzer) oder Multi-HV-Walze (Küsters), mit dünner Wandstärke ausgeführt wird oder aus Kunststoff besteht. Die Stützelemente liegen über die Breite dicht nebeneinander und werden für besonders feinfühlige Korrekturen einzeln angesteuert. HO

Durchblastrockner (through dryer , through drying machine) Ein Durchblastrockner ist eine Einrichtung zum Trocknen von Papier, bei dem heiße Luft durch die Papierbahn geblasen wird (—> Durchströmtrockner). Dabei wird die Papierbahn durch ein Sieb auf den luftdurchlässigen Zylinder gehalten. Die Lufttemperatur ist durch die Temperaturbeständigkeit der Bauteile des Trockners begrenzt. Eine Anwendung ist nur sinnvoll für Papiere mit niedriger —> flächenbezogener Masse und ausreichender —»Porosität, also für Papiere mit hoher —• Luftdurchlässigkeit, wie z.B. —> Hygienepapier. HO

scheidet zwischen manuellem, maschinellem und künstlerischem Siebdruck (Sérigraphié). Zum Durchdruck gehört auch der Schablonendruck, bei dem die Druckform, z.B. aus Aluminium gestanzte Buchstaben und Ziffern, auf den Bedruckstoff gelegt und vollständig mit Farbe eingefärbt wird. Bei diesem Druckverfahren, das einer Schabloniertechnik gleicht, wird die Druckform durch Stege zusammengehalten, die im —» Druckbild störend wirken. Schablonendruck Druckform

Druckbild

A

Siebdruck

Druckform

Druckbild

Durchdruck (Schablonen und Siebdruck) Durchdruck (screen print) Als Durchdruck wird eine Gruppe von —• Druckverfahren bezeichnet, bei denen die —• Druckfarbe durch die —> Druckform (eine Schablone) auf den —• Bedruckstoff übertragen wird. Das bedeutendste Durchdruckverfahren ist der —* Siebdruck, bei dem die Druckform aus einem siebartigen Gewebe besteht, das die Schablone trägt (Abb.). Die druckenden Stellen sind offen (farbdurchlässig), die nichtdruckenden Stellen sind geschlossen (farbundurchlässig). Man unter-

NE

Durchflussmessgerät (flow meter) Durchflussmessgeräte gestatten die Messung eines Volumenstroms = Volumen pro Zeiteinheit (Durchflussgeschwindigkeit) von unterschiedlichen Stoffen, wie Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen als Schüttgut. Von ebenso großer Bedeutung sind Durchflussmessungen an Suspensionen, Lösungen, Aerosolen und Stäuben zur kontinuierlichen Bestimmung der Massenströme der suspendierten Komponenten hauptsächlich in

327 —• Rohrleitungen, aber auch in offenen Gerinnen. Durchflussmessgeräte arbeiten nach unterschiedlichen Prinzipien: 1) • •

• • • •

Mechanische Messprinzipien Verdrängung (z.B. Kolbendosierpumpen für Hilfsmitteldosierung) Venturidüse (Luftmengenmessungen, Abwassermessungen im offenen Gerinne) Lochblende (Dampfmengenmessungen) Scherkraftmessprinzip (Stoffsuspensionsmessungen) Turbinenrad mit Photodiode (Flüssigkeiten) Schwebekörpermessung (Flüssigkeiten).

2) Akustische Messverfahren (—> Ultraschall) Die Ultraschall-Durchflussmessung setzt eine konstante —> Stoffdichte voraus. 3) Elektrische Messprinzipien Die induktive Durchflussmessung setzt ein Messgut mit einer Mindestleitfahigkeit voraus, die bei Wasser durch den natürlichen Elektrolytgehalt gegeben ist. Eine Erweiterung des induktiven Messverfahrens ist das kapazitive-induktive Verfahren, mit dessen Hilfe auch elektrisch nichtleitende Flüssigkeitsströme erfasst werden können. In der Papierindustrie ist dieses Messverfahren zur Ermittlung von Volumenströmen in Form von —• Suspensionen (z.B. Fasersuspensionen) am stärksten verbreitet. 4) Weitere Verfahren Wirbelfrequenz-Durchflussmessgeräte (Vortex-Flowmeter) messen die Frequenz der Wirbel, die sich hinter den Staukörpern bilden, mit unterschiedlichsten Sensoren. Die Frequenz dieser Wirbel ist proportional zur Durchflussgeschwindigkeit. Dieses Messprinzip konkurriert mit den klassischen Blenden· und Düsendurchflussmessungen. TI

Durchforstungsholz (thinning wood , pulpwood) Durchforstungsholz fällt bei der Pflege des Waldes an, in dem in Mitteleuropa ab etwa dem dreißigsten Lebensjahr in etwa zehnjährigem Rhythmus die Jungbestände nach einem bestimmten Schema gelichtet werden, um dem verbliebenen Bestand als zukünftigem Stammholz (über 100 Jahre alt) genügend Lebensraum (Boden, Licht) anzubieten. Der Durchmesser des Durchforstungsholzes muss mindestens 8 cm betragen und hat seine Obergrenze bei etwa 25 cm. Älteres Holz mit einem Durchmesser über 25 cm ist Stammholz, das als Sägeholz einen höheren Erlös erzielt als das Durchforstungsholz. Durchforstungsholz, auch Schwachholz, Faserholz oder Industrieholz genannt, kann in größeren Mengen nur in der Zellstoff- und Papierindustrie wertschöpfend zu —• Zellstoff, —• Halbzellstoff oder —• Holzstoff verarbeitet sowie in der Spanplattenindustrie genutzt werden. Diese Holzkategorie ist ein Kuppelprodukt der Forstwirtschaft, das zwangsläufig bei der Stammholzerzeugung anfällt und vermarktet werden muss. In früheren Zeiten diente dieses Schwachholz als Grubenholz, Stangenholz (Telegrafenmasten, Gerüststangen), für Eisenbahnschwellen und als Brennholz. Da diese Verwendungszwecke nicht mehr oder kaum noch relevant sind, ist die Abnahme des Durchforstungsholz seitens der Spannplatten- sowie der Zellstoff- und Papierindustrie für die Forstwirtschaft von essentieller Bedeutung. GG

Durchlauf (accept) Bei der —> Reinigung von —> Stoffsuspensionen (-> Zellstoff, —•Holzstoff, —> Altpapierstoff) in der Zellstoff- und Papierindustrie wird bevorzugt mithilfe von —• Drucksortierern oder —> Cleanern (Hydrozyklonen) der zu reinigende Einlauf-Volumenstrom (—•Einlauf) in die beiden Teilströme des Durchlauf- und Überlauf-Volumenstroms (—• Überlauf) aufgeteilt. Der Durchlauf bzw. Durchlauf-Volumenstrom ist weitgehend von artfremden (z.B. Sand, Kunststoff- und Me-

328 tallpartikel) und formungeeigneten (z.B. —> Splitter, Rindenpartikel) Verunreinigungen befreit und wird entweder —»Akzept oder Gutstoff genannt. GG

Durchlauf-Cleaner (throughflow cleaner) —• Cleaner

Durchlaufmahlung (single pass continuous refining) Die Durchlaufmahlung ist eine Schaltungsvariante von —• Mahlanlagen (Abb.), die in der Papierindustrie vor allem bei der —> Mahlung von —• Zellstoff mit großer Produktionskapazität am häufigsten anzutreffen ist. Die Mahlaggregate, heute überwiegend —> Refiner, sind dabei in Reihe geschaltet, wobei die Anzahl der hintereinander geschalteten Aggregate von dem zu erzielenden —• Mahlgrad abhängig ist. Die Durchsatzmenge der Refiner stimmt mit dem Volumenstrom der zu behandelnden Stoffsuspension bzw. mit dem Bedarf der nachgeschalteten Papiermaschin e ^ ) überein. Angewendet wird die für den kontinuierlichen Betrieb ausgelegte Schaltungsvariante bei hohen Massenströmen, die besonders bei der Herstellung von Massenpapieren zu bewältigen sind.

Durchreißfaktor (tear index) Zur Charakterisierung der Weiterreißfestigkeit von Papier wird der Durchreißwiderstand herangezogen. Die Weiterreißfestigkeit ist ein Maß für den Widerstand, den eine eingeschnittene Papierprobe dem Durchreißen entgegensetzt. Neben dem Durchreißwiderstand wird der Durchreißfaktor berechnet, um Papier unterschiedlicher —• flächenbezogener Masse besser miteinander vergleichen zu können. Der Durchreißfaktor X von Papier berechnet sich durch Division des —> Durchreißwiderstands mit der flächenbezogenen Masse des Papiers:

X = — [mNm 2 /g] g

mit X: Durchreißfaktor in [mNm 2 /g] F: Durchreißwiderstand in [mN] g: flächenbezogene Masse in [g/m 2 ].

Durchreißwiderstand (Elmendorf tear resistance) Die Weiterreißfestigkeit von Papier, gemessen als Durchreißwiderstand F, ist ein Maß für den Widerstand, den eine eingeschnittene Papierprobe dem Durchreißen entgegensetzt. Der Durchreißwiderstand stellt die durchschnittliche Kraft dar, die zum Durchreißen eines mit einem Einschnitt versehenen Papiers notwendig ist. Zur Bestimmung der Weiterreißfestigkeit stehen 2 Verfahren zur Verfügung: • •

Aus energetischen Gründen sollten Refiner stets unter Volllast betrieben werden, so dass bei erforderlicher Anpassung des Stoffcharakters ggf. ein oder mehrere Refiner umfahren werden. AC

WS

—> Weiterreißarbeit nach Brecht-Imset Durchreißwiderstand nach Elmendorf (DIN EN 21974).

Im Gegensatz zum Verfahren nach BrechtImset wird bei der Bestimmung des Durchreißwiderstands nach Elmendorf das Papier nicht nur weitergerissen, sondern durchgerissen.

329 Bei der Bestimmung des Durchreißwiderstands werden mehrere hintereinander liegende Proben (üblicherweise 4) gleichzeitig in die Probenklemmen des Prüfgeräts gespannt. Durch einen Einschnitt mit einem Messer werden 2 Laschen gebildet. Diese werden durch Auslösen eines Pendels, das die nötige Energie zum Durchreißen liefert, längs einer festen Strecke vollständig auseinander gerissen. Die geleistete Durchreißarbeit wird durch den Verlust des Pendels an potentieller Energie bestimmt. Als Ergebnis wird jedoch nicht die geleistete Arbeit, sondern wegen der gleichbleibenden Rissstrecke die mittlere Durchreißkraft angegeben, so dass die Einheit des Durchreißwiderstands [mN] ist. Auf der Skala des Messgeräts wird die Durchreißkraft angezeigt, die zum Durchreißen des eingespannten Stapels Proben notwendig ist. Nach der Berechnung des durchschnittlichen Messwerts aus 10 Messungen - jeweils längs und quer zur —• Längsrichtung - lässt sich der Durchreißwiderstand F berechnen:

F= — [ m N ] η mit F : durchschnittlicher Meßwert (längs bzw. quer) in [mN] p: Pendelfaktor, der der Anzahl der gleichzeitig durchgerissenen Bögen entspricht, für die die Pendelskala kalibriert wurde, um den direkten Durchreißwiderstand in Millinewton anzuzeigen (meist 4, 8, 16 oder 32) n: Anzahl der gleichzeitig durchgerissenen Blätter (meist 4). WS

Durchscheinen (show through , ink show through) Als Durchscheinen wird eine Fehlerscheinung an Druckerzeugnissen bezeichnet, bei der Teile oder das gesamte —• Druckbild auf der Rückseite des bedruckten Papiers sichtbar sind. Ursache ist ein Papier mit zu geringer —> Opazität. Primäre Ursachen hierfiir sind Mangel an —> Füllstoffen und geringe Blatt-

dicke bzw. geringe —> flächenbezogene Masse. Es kann aber auch der verwendete —> Faserstoff ursächlich sein. Papiere mit höherem Gehalt an Holzschliff weisen eine höhere Opazität auf als Papiere aus —> Zellstoff. Das Durchscheinen steht in engem Zusammenhang mit dem —• Durchschlagen und —> Durchdrucken, die ebenfalls Phänomene der Sichtbarkeit des Drucks auf der Bedruckstoffrückseite beschreiben. Messtechnisch wird das Durchscheinen D s mit Roo: Reflexionsfaktor Papier über —• Stapel R D : Reflexionsfaktor Papier über —> Volltonfläche zu Ds

R

=

" -

R d

100 [%]

berechnet. Das Durchschlagen D G unterscheidet sich dadurch, dass statt R D jetzt Rus'

Reflexionsfaktor auf Rückseite Volltonfläche verwendet wird:

Dg =

R

~ ~

R u s

100 [%]

Schließlich ergibt sich die Bewertung des Durchdruckens D d aus der Summe der beiden genannten Rückseiteneffekte zu D

d

=Dg+D

s

[%]

Die Abbildung zeigt die unterschiedlichen Größen in ihrer messtechnischen Bewertung.

Zur Veranschaulichung der Formeln für Durchschlagen, Durchdrucken und Durchscheinen

UR

330 wendet. Wenn nicht anders vorgeschrieben, Durchschlagen wird die Spannung von 0 Volt an gleichmä(strike-through) ßig gesteigert, so dass die Spannung zwiUnter Durchschlagen versteht man beim schen den Elektroden unter Zerstörung des Drucken das Durchdringen des —• Bedruckstoffs durch die —» Druckfarbe oder Bestand- Isolierstoffs nach durchschnittlich 10 bis 20 s zusammenbricht. Die Prüfung wird mit teile derselben. Ursachen können sowohl in Wechselspannung (z.B. bei Spezialpapieren) der Farbe (zu dünnflüssig, zu großer Farboder mit Gleichspannung (z.B. bei Kondenauftrag) als auch im Papier (zu saugfähig, zu satorpapier) durchgeführt. schwach geleimt) liegen. Zur Abgrenzung Die Messwerte können vielen Einflüssen und messtechnischen Erfassung siehe auch —> Durchscheinen und —> Durchdrucken. Als unterliegen, u.a. sind sie besonders von der Temperatur und vom —> Feuchtigkeitsgehalt Abhilfemöglichkeiten kommen Maßnahmen des zu prüfenden Materials abhängig. Die zur Trocknungsbeschleunigung (maschinenPrüfung soll daher an Proben erfolgen, die und farbseitig), Viskositätsänderung bei der bei 23° C und 50 % - > relativer LuftfeuchDruckfarbe und Verwendung eines anderen tigkeit konditioniert wurden. In einigen FälPapiers in Frage. len ist die Prüfung bei Raumtemperatur nach Eine andere Bedeutung des Begriffs findet Trocknung bei 105° C festgelegt. Das Prüfman in der Ätztechnik, wo damit die Durchergebnis ist dickenbezogen. Es werden der dringung der Säureschutzschicht bezeichnet Median der elektrischen Durchschlagfestigwird. Die unerwünschte Folge ist das Anätzen von druckenden (—> Hochdruck) oder keit in [kV/mm] und die Durchschlagspannung in [kV] angegeben. BR nichtdruckenden (—• Tiefdruck) Bildstellen. UR Durchschlagfestigkeit (electric strength) Nach D I N VDE 0303-21 ist die elektrische Durchschlagfestigkeit der Quotient aus der maximalen Spannung ohne Durchschlag und dem Abstand zwischen den leitenden Teilen, an denen die Spannung anliegt. Der Begriff wird auch verwendet, um die entsprechende Eigenschaft des Werkstoffs vorzuschreiben. Die elektrische Durchschlagfestigkeit ist ein Kennwert für feste, isolierende Werkstoffe, u.a. für Isolierpapiere für elektrotechnische Zwecke (z.B. —> Kondensatorpapiere oder solche Spezialpapiere, die für Kabel, Transformatoren und Leiterumspinnungen verwendet werden). Geprüft wird die mindestens zeitweilige Aufhebung der isolierenden Eigenschaften des isolierenden Mediums (z.B. Papier) unter elektrischer Beanspruchung. Der Elektrodenabstand entspricht bei festen Isolierstoffen der Dicke der Proben. Die Elektroden können unterschiedliche Form haben. Für Papierprüfungen werden 2 koaxial angeordnete Metallzylinder mit einem Durchmesser von 25 mm bzw. 75 mm ver-

Durchschlagpapier (copy paper , multiple copy paper) Durchschlagpapier ist ein dünnes Papier im Bereich von 25 bis 40 g/m 2 flächenbezogener Masse zur Herstellung von Schreibmaschinendurchschlägen in Verbindung mit —> Kohlepapier. Dieses Papier ist meist —> holzfrei und wird weiß oder in hellen Farben hergestellt. Wegen der niedrigen flächenbezogenen Masse sind gute —> Formation (gleichmäßige Durchsicht) und ausreichende Steifigkeit notwendig (—» Biegesteifigkeit). Durch die zunehmende Verwendung schneller Drucker im Bürobereich als Laser- und Inkjet-Drucker (—> Inkjet-Printer) sowie wegen des Einsatzes von —> Selbstdurchschreibepapier nimmt die Bedeutung dieser Papiere für Vervielfältigungen ab. Weiterhin eingesetzt werden sie als Briefpapier, insbesondere als —» Luftpostpapier. Literatur: Kotte, H.: Welches Papier ist das? Stuttgart: Franckh'sche Verlagsbuchhandlung, 1983 PA

331 Durchschnitt (Mittelwert) ( average , mean value) Der Durchschnitt (Mittelwert) bestimmt die Lage des durchschnittlichen oder mittleren Werts einer Zahlenreihe. Der arithmetische Mittelwert χ (kurz: Mittelwert) ist die Summe der Einzelwerte Xi , geteilt durch ihre Anzahl n:

Schnelldrucker Mechanische Schreibmaschine

3 - 6fach 6 - 8fach

Die Prüfung erfolgt mit dem ReuterDurchschreibetester (System FOGRA) oder mit einer elektrischen Schreibmaschine. NE

Durchschreibepapier (carbon copy paper , self copying paper) Durchschreibepapier ist der Oberbegriff für Papiere zur gleichzeitigen Herstellung von Sollen mehrere Reihen mit den Umfangen ni, Zweitschriften. Dabei kann es sich um Zwin 2 , ... n k und den Mittelwerten χ l 9 x 2 ,.·., Xk schenträgerpapiere, Einschicht- oder Zweizu einer Reihe vereinigt werden, die den schichtpapiere handeln (DIN 6730). Die Umfang η = nj + n 2 ...+ nk hat, dann ist das Farbübertragung erfolgt durch eine Wachsarithmetische Mittel der Gesamtreihe: farbschicht, die sich auf der Unterseite des Blatts befindet, das über dem zu beschriftenden Blatt liegt, durch die Anwendung von • . = n1x1 + n2x2 + - + nkxk mechanischem oder manuellem Druck. PA η _ 1 1 n χ = - ( X ! + x 2 +... + χ η ) = - Σ χ ι n n i=l

Der arithmetische Mittelwert darf nicht mit dem geometrischen Mittel x G verwechselt

Durchstoßarbeit (puncture energy) werden, das sich bei η positiven Werten xi, Die Durchstoßarbeit ist die gesamte beim x2, x n aus der n-ten Wurzel des Produkts Durchstoßen einer Probe mit einem Durchaller Werte berechnet. stoßkörper bestimmter Form und Abmessungen (—• Durchstoßtester) verbrauchte EnerPR gie. Sie wird verbraucht zum Einstechen, xG = n/xrx2.x3.....xn Weiterreißen und Aufbiegen der Probe. Daneben treten noch weitere Einwirkungen auf, die z.B. auf die Polsterwirkung, z.B. bei Durchschreibefähigkeit (copying quality) —> Wellpappe oder voluminöser Pappe, zurückzuführen sind. Die Durchstoßarbeit in [J] Eine wichtige Gebrauchseigenschaft selbstwird im genormten Durchstoßversuch (DIN durchschreibender Papiere (SD-Papier) ist die Durchschreibefähigkeit und Lesbarkeit. Bei 53142) ermittelt. Sie ist ein Kennwert für die Formularsätzen ist die DurchschreibefähigSorteneinstufung von —• Vollpappe und keit neben der Art der Beschichtung abhängig Wellpappe. BR von der Satzstärke, der Art der Beschriftung (manuell, maschinell) und der —> flächenbezogenen Masse des Papiers. Mit einer Durchstoßfestigkeit qualitativ ausreichenden Durchschrift kann (puncture resistance) bei —• Selbstdurchschreibepapieren mit einer —> Durchstoßwiderstand flächenbezogenen Masse von 53 bis 55 g/m 2 bei folgenden Satzstärken gerechnet werden: Durchstoßtester Handschrift 4 - 7fach (puncture tester) Elektrische Schreibmaschine 8 - 12fach Der Durchstoßtester wird zur Bestimmung Typenraddrucker 4 - 6fach des —> Durchstoßwiderstands verwendet und Nadeldrucker 3 - 8fach arbeitet standardgemäß (DIN 53142) nach

332 dem Prinzip eines Pendelschlagwerks. Das Pendel ist als Schlagarm in Form eines Kreisbogens ausgebildet (Abb.). Am Ende des Schlagarms sitzt ein Durchstoßkörper, der als rechtwinklige, gleichseitige DreieckPyramide mit einer Höhe von 25 mm ausgebildet ist. Durch auswechselbare Gewichtstücke, die wahlweise an dem Pendel angebracht werden, sind Arbeitsvermögen zwischen 6 und 48 J einstellbar. Der Fallwinkel des Pendels beträgt 90°. Nach Auslösen einer Ausklinkvorrichtung durchstößt der Durchstoßkörper eine Probe von unten nach oben. Die Spitze der Pyramide bewegt sich dabei längs eines Weges, der in der gleichen Ebene wie das Pendel liegt. Ein abstreifbarer Kragen, der nach dem Durchdringen in der Probe verbleibt, gewährleistet das freie Ausschwingen des Pendels. Es wird die —> Durchstoßarbeit in [J] einschließlich der Energie, die zur Überwindung der —• Reibung erforderlich ist, abgelesen.

Pendelmasse

Pendelachse

eingespannte Probe

Durchstoßkörper

Durchstoßversuch

Mit dem Durchstoßtester werden Einwirkungen nachgestellt, wie sie beim Transport an Packmitteln (z.B. aus —> Wellpappe oder —• Vollpappe) auftreten können. Kritischer Hinweis: Der Durchstoß findet auf einer gekrümmten Bahn mit nichtkonstanter Bahngeschwindigkeit statt. Dadurch wird das Messergebnis von der —> Dicke des Prüfmaterials beeinflusst. Es sind aufwendige Gerätekontrollen notwendig, um die Energie zu

messen, die zur Überwindung der Reibung erforderlich ist. BR

Durchstoßwiderstand (puncture resistance) Der Durchstoßwiderstand ist der Widerstand, den eine eingespannte Probe dem Durchdringen eines Durchstoßkörpers (—> Durchstoßtester) entgegensetzt. Als Widerstand ist die Kraft zu verstehen, die zum Durchstoßen der Probe aufgewendet wird. Ein Teil dieser Kraft wird dabei zum Zerstören des Faserverbands gebraucht, ein anderer Teil bewirkt u.a. Verformungsarbeit. Der Durchstoßwiderstand wird im Durchstoßversuch bestimmt und mit dem Kennwert für die - > Durchstoßarbeit angegeben. Als Durchstoßtester dient ein Pendelschlagwerk. BR

Durchströmtrockner (through dryer) Ein Durchströmtrockner ist eine Einrichtung zum Trocknen von Papier, bei der heiße Luft durch die Papierbahn gesaugt wird. Dieses Verfahren ist nur für Papiersorten mit ausreichender —> Porosität geeignet, also z.B. für Papiere mit niedriger —> flächenbezogener Masse und niedrigem —• Mahlgrad (Abb.). Dies sind u.a. —• Hygiene- oder —> Filterpapiere. Auch bei Vlieslegemaschinen wird die Durchströmtrocknung eingesetzt.

Düsenhaube Durchströmtrockner

Düsenhaube Krepp-/Prägezylinder

Prinzip der Durchströmtrocknung und Trockenaggregate zur Herstellung von 4 soft tissue' (Quelle: Andritz AG)

333 Der Durchströmtrockner basiert auf einem luftdurchlässigen Zylinder, dessen Mantel aus einer Wabenstruktur besteht und mit einem Sieb überspannt ist, über den die Papierbahn geführt wird. Das zweite wichtige Bauteil ist eine haubenformige Zuführvorrichtung für heiße Luft (120 bis 500° C). Der Zylinder ist im Inneren mit Unterdruck beaufschlagt und saugt so die heiße Luft durch die Papierbahn. Die heiße Luft wird meist mithilfe einer —• Düsenhaube über die Papierbahn verteilt. Diese Kombination aus Prallström- und Durchströmtrockner ergibt höchste Trocknungsraten (—• Verdampfungsleistung). Beim —> Durchblastrockner wird die Papierbahn durch ein Sieb auf dem luftdurchlässigen Zylinder gehalten. Dieser steht unter Überdruck und bläst so heiße Luft durch die Papierbahn. Durchströmtrockner werden bei der Herstellung von speziellen Tissuepapieren (soft tissue) eingesetzt, um ein möglichst weiches Produkt zu erzeugen. Aus diesem Grund wird im Gegensatz zur konventionellen Tissue-Herstellung die Papierbahn vor dem Trocknen nicht gepresst, sondern nur mittels Saugen durch relativ hohen Unterdruck entwässert. Dadurch gelangt die Bahn mit hohem Wassergehalt auf den Durchströmtrockner. Wegen des geringen Trockengehalts zu Beginn der Trocknung muss viel Wasser verdampft werden. Daher ist der Energieaufwand für die Durchströmtrocknung entsprechend hoch. HO

Durchströmtrocknung (through-air drying) Die Durchströmtrocknung ist ein konvektives Verfahren (—• Konvektionstrocknung), das für die Trocknung sehr luftdurchlässiger Papiere und Faserstoffe angewandt werden kann. Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass Heißluft die feuchte Papierbahn durchströmt und dabei den Wasserdampf abtransportiert. Mit der Durchströmtrocknung lassen sich sehr hohe —• Verdampfungsleistungen erzielen, da beim Durchtritt der heißen Luft durch die Bahn die Oberflächen aller Fasern mit ihr in Kontakt treten.

Als Auflage für die Papierbahn dient ein perforierter Zylinder, an dessen Innerem ein Unterdruck anliegt. Der Unterdruck darf jedoch nur so hoch sein, dass das Papier vom Zylinder keine unerwünschten —> Markierungen bekommt (Abb.). Wird der Zylinder alternativ mit Überdruck beaufschlagt, muss die Papierbahn an der Außenseite mit einem grobmaschigen Sieb auf den perforierten Zylinder gedrückt werden, um den Kontakt zu seiner Oberfläche zu gewährleisten. Die Durchströmtrocknung kommt teilweise bei der Produktion von —• Filter- und —> Hygienepapieren zum Einsatz. Sie ermöglicht die Herstellung sehr weicher und voluminöser Hygienepapiere, z.B. Toilettenpapier.

Prinzip der Durchströmtrocknung

HC

Duroplaste (thermosetting polymers) Duroplaste ist eine Sammelbezeichnung für organische Kunststoffe, die eine engmaschig vernetzte, makromolekulare Struktur aufweisen. Aufgrund ihres hohen räumlichen Vernetzungsgrads sind Duroplaste in —• Lösemitteln nicht lösbar, sondern allenfalls in geringem Ausmaß quellbar. Sie sind bei niedrigen Temperaturen stahl-elastisch, bei höheren Temperaturen können sie nicht viskos fließen, sondern verhalten sich bei sehr begrenzter Deformierbarkeit elastisch. Ein definierter Schmelzpunkt wird nicht erreicht.

334 Bei hinreichend hohen Temperaturen erfolgt die irreversible Zersetzung. Zu den technisch wichtigen Duroplasten gehören: • • • • • • • •

Epoxidharze Harnstoff—• Formaldehyd-Harze Melamin-Formaldehyd-Harze Phenol-Formaldehyd-Harze Diallylphthalat-Harze vernetzte Polyesterharze vernetze Polyurethane vernetzte Polysiloxane.

Duroplaste werden erst bei der Verarbeitung vernetzt. Dies geschieht entweder in Form von Zweikomponentensystemen (Binder und Härter), wobei beide Komponenten unter Vernetzung miteinander reagieren (z.B. Gießharze), oder in Form thermisch aktivierbarer Präpolymere, die unter Zufuhr von Wärme eine Vernetzungsreaktion eingehen. Die thermische Aktivierung kann mit Pressvorgängen (Druckanwendung) gekoppelt werden. In der Papiertechnik werden Duroplaste als —> Nassfest- und Imprägnierungsmittel sowie als Beschichtungsmittel eingesetzt, die während der Verarbeitung thermisch oder mithilfe von Strahlungsenergie vernetzt (gehärtet) werden. Weitere Einsatzgebiete sind —> Klebstoffe (Zweikomponentenklebstoffe, thermisch aktivierbare Reaktionsklebstoffe) und Bindemittel von —» Lacken und —»Druckfarben. KB

Düsenauftrag (jet coating) Düsen zum Auftragen von —> Streichfarbe werden in —• Walzenauftragswerken und in —• Auftragswerken mit separater Dosierung verwendet. In Walzenauftragswerken nach Abb. 1 bringen die Düsen (1) die Streichfarbe in den Nip zwischen Papier- oder Kartonbahn auf die —> Farbübertrags walzen (2). In Walzenauftragswerken nach Abb. 2 wird die Streichfarbe mit den Düsen (1) auf die Farbübertragswalzen (2) aufgetragen und mit je einer —> Rollrakel (3) dosiert.

1

2 Abb. 1: Walzenauftragswerk, Auftrag im Sumpf (Quelle: Jagenberg)

2

1 Abb. 2: Walzenauftragswerk, dosierter Filmauftrag (Quelle: Jagenberg)

In Auftragswerken mit separater Dosierung nach Abb. 3 wird die Streichfarbe in der —• Auftragsstation von einer Farbübertragswalze (1) an die um eine Umlenk- und zugleich Gegenwalze (2) laufende Papier- oder Kartonbahn übertragen. Dabei wird die Streichfarbe von einer —• Leitdüse (3) egalisiert und in den Spalt zwischen Gegenwalze und Farbübertragwalze eingebracht. Anschließend wird die Streichfarbe in der —• Dosierstation von einer —• Rakel dosiert.

335 In Auftragswerken mit separater Dosierstation (Abb. 4) wird in der Auftragsstation die Streichfarbe von einer —» Freistrahldüse (1) an die um eine Umlenk- und zugleich Gegenwalze (2) laufende Papier- oder Kartonbahn übertragen. Anschließend wird die Streichfarbe in der Dosierstation von einer Rakel dosiert. KT

Abb. 3: Auftragswerke mit separater Dosierung, Auftrag mit Farbübertragswalze und Leitdüse (Quelle: Jagenberg)

2

Abb. 4: Auftragswerke mit separater Dosierung: Auftrag mit Freistrahldüse (Quelle: Jagenberg)

Düsenbefeuchter ( moisturizer , nozzle moisturizer) Der Einsatzort von Düsenbefeuchtern befindet sich u.a. zwischen —• Trockenpartie und Aufrollung in einer Papiermaschine. Bei Düsenbefeuchtern wird Wasser mit Druckluft in speziellen Düsen auf die getrocknete bzw. bewusst übertrocknete Papierbahn zerstäubt. Durch z.B. konzentrisch angebrachte Luftund Wasserdüsen wird ein definiertes Sprühfeld erzeugt. Einfache Eingriffsmöglichkeiten über die Bahnbreite ermöglichen eine bahnbreite Feuchteregulierung. Diese Feuchteregulierung erlaubt z.B. eine weitgehende Konstanthaltung des Feuchtegehalts über die —> Maschinenbreite. Dies ist u.a. bei der Herstellung von Wellpappenpapieren (—• Deckenpapiere, —• Wellenpapiere) wichtig. Ein konstantes Feuchtequerprofil am Aufroller wird für die Weiterverarbeitung auf der Wellpappenmaschine (—»Wellpappe) benötigt. BU

Düsenhaube (air nozzle hood) Eine Düsenhaube ist eine Einrichtung zum Trocknen von Papier in Verbindung mit der Trocknung auf einem —• Zylinder. Sie wird meist in Verbindung mit einem —• Kreppzylinder, —• Glättzylinder, —> Durchströmtrockner oder —• Trockenzylinder in einer —• Mehrzylinder-Trockenpartie eingesetzt. Die Düsenhaube (Abb. 1) arbeitet als —> Prallströmtrockner (—> Konvektionstrockner). Dabei wird heiße Luft (ca. 100 bis 600° C) mit hoher Geschwindigkeit (80 bis 150 m/s) aus einem Düsenfeld (meist Runddüsen mit 3 bis 6 mm Lochdurchmesser, früher auch Schlitzdüsen mit minimalen

336

Abb. 1 : Hochleistungs-Düsenhaube (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology)

Schlitzweiten von 0,7 mm) aus geringem Abstand (10 bis 40 mm) auf die Papierbahn geblasen (Abb. 2). Die Luft gibt im Kontakt mit der Papierbahn einen Teil ihrer Wärme ab. Durch Aufnahme des bei der Trocknung

/

Blasloch Absaugschlitz Abb. 2: Beispiel für ein Düsenmuster mit Blasund Absaugöffnungen (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology)

entstehenden Wasserdampfs kühlt sie zudem die Papierbahn ab (kombinierter Wärme- und Stoffaustausch) und erhöht damit die Trockenleistung (—> Verdampfungsleistung) des Zylinders. Die abgekühlte und mit Wasserdampf beladene Luft wird durch Absaugöffnungen in der Düsenfläche der Haube abgeführt. Der größte Teil dieser Luft wird als Umluft, evtl. mit Frischluft vermischt, in einem Lufterhitzer (Gasbrenner, dampfbeheizter —• Wärmetauscher) erhitzt und wieder als Trocknungsluft über die Düsen auf die Papierbahn geblasen. Ein geringer Teil der feuchten Luft wird als Abluft nach außen abgegeben, wobei diese Abluft im Gegenstrom Frisch- und Verbrennungsluft aufwärmt. Für eine gleichmäßige Trocknung der Papierbahn über die Breite ist es erforderlich, dass das Ausblasen aus den Düsen, das Absaugen der Luft und der Abstand der Düsen zur Papierbahn gleichmäßig über die Bahnbreite sind.

337 Die heutigen Düsenhauben sind gasbeheizte Hochleistungstrockenanlagen, bei denen Brenner, Wärmetauscher und Ventilatoren außerhalb des Haubenkörpers liegen. Dampfbeheizte Düsenhauben sind häufig Kompakthauben, bei denen die Aggregate (Wärmetauscher, Filter, Ventilatoren) in die Haube integriert sind. Da die damit erzielbaren Lufttemperaturen bei etwa 200° C begrenzt sind, ist auch deren Trockenleistung entsprechend geringer. Moderne Düsenhauben sind über die Maschinenbreite in Sektionen aufgeteilt, die mit jeweils unterschiedlichen Mengen an Trockenluft beschickt werden können. Somit kann das Feuchtequerprofil der Papierbahn sehr wirkungsvoll korrigiert werden. Düsenhauben sind starken Temperaturunterschieden zwischen Stillstand und Betriebszustand unterworfen. Die dadurch auftretenden Wärmedehnungen und -Spannungen müssen bei der Gesamtkonstruktion berücksichtigt werden. Wegen der hohen Lufttemperaturen wird der Haubenkörper mit einer Isolierung versehen. Dies erfolgt aus Gründen der Energieeinsparung, aber auch wegen der Brandgefahr bei Ablagerungen von —> Papierstaub sowie wegen der Verbrennungsgefahr bei Berührung. Auch ein zu starkes Ausblasen der heißen Luft aus dem Spalt zwischen Düsenfläche und Papierbahn sollte aus Energie- und Personalsicherheitsgründen vermieden werden. Dies kann durch richtiges Dosieren der zu- und abgeführten Luftmengen eingestellt werden. Bei Betriebsunterbrechungen wird die Haube meist vom Trockenzylinder abgefahren. Sie ist daher in 2 Hälften geteilt, die auf Schienen vom Zylinder seitlich wegbewegt werden können. HO

Düsentrockner (air impingement dryer)

Ein Düsentrockner ist eine Einrichtung zum Trocknen von Papier als —• Konvektionstrockner mit erzwungener Konvektion. Heiße Luft wird über Düsen (Loch- oder Schlitzdüsen) auf die Papierbahn geblasen (Abb.). Sie gibt einen Teil ihrer Wärme an die Papierbahn ab, nimmt den bei der Trocknung ent-

stehenden Wasserdampf auf und fuhrt ihn ab. Düsentrockner sind z.B. —> FlachbahnDüsentrockner zur Trocknung von —• Strich oder —> Düsenhauben über —• Trockenzylindern. Flachbahn- oder Kreisbahn-Düsentrockner arbeiten wie Düsenhauben nach dem Prinzip der —• Prallströmtrocknung. Ihr Düsenfeld ist eben oder konvex und trägt die zu trocknende Bahn berührungslos. Im Unterschied dazu ist das Düsenfeld bei Düsenhauben konkav angeordnet und die zu trocknende Papierbahn durch einen —> Zylinder gestützt. Feuchtluft Heiissluft

Heiissluft

II Papier

Prinzip der bei Düsentrocknern eingesetzten Prallströmtrocknung (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology) HO

D-Welle (D-flute )

—> Wellpappe

338 ECF-Bleiche (ECF-bleaching, bleaching)

elemental

chlorine-free

Unter ECF-Bleiche, oftmals auch —» chlorarme Bleiche genannt, versteht man ein Bleichverfahren, bei dem kein —> Chlor (in Form von Chlorgas) verwendet wird. Wegen der extremen Gewässerbelastung durch die in dem —> Bleichereiabwasser der konventionellen —• Chlorbleiche enthaltenen chlororganischen Verbindungen (—>AOX) wurde unter dem Druck steigender Forderungen des —> Umweltschutzes auf die Verwendung von Chlor in der —> Zellstoffbleiche verzichtet. Die auf diese Weise entstandenen Bleichverfahren werden als ECF-Bleiche (elementarchlorfreie Bleiche) bezeichnet. Der Verzicht auf die Verwendung von elementarem Chlor (CI2) führte in der Sulfitzellstoffbleiche zum Übergang von der klassischen —• Bleichsequenz C-E-H-H oder C-EH-D auf D-EOP-H-P oder EOP-P-D. Typische ECF-Sequenzen für die Sulfatzellstoffbleiche sind D-EOP-D-E-D oder D-EOP-PD-P (Abkürzungen: siehe —> Bleichsequenz). Die Darstellung dieser Bleichsequenzen lässt erkennen, dass bei der Umstellung von der Chlorbleiche auf die ECF-Bleiche in erster Linie ein Ersatz des Chlors durch —• Chlordioxid erfolgt und zusätzlich die konventionelle Ε-Stufe (Alkaliextraktion) durch Zugabe von —• Sauerstoff und —•Wasserstoffperoxid intensiviert wird. In der Nachbleiche wird wie bisher mit —• Natriumhypochlorit, —• Chlordioxid und/ oder Wasserstoffperoxid fertiggebleicht, so dass im Vergleich zur konventionellen Chlorbleiche keine Weißgradverluste auftreten. Der AOX-Gehalt der Bleichereiabwässer aus typischen ECF-Bleichsequenzen liegt in der Größenordnung von 1 kg/t Zellstoff und kann zur Erfüllung von Abwasserauflagen durch Variation der Bleichchemikalien (—• Bleichmittel) auch auf Werte unter 1 kg/t Zellstoff eingestellt werden. Im Jahre 1995 wurden etwa 40 % der Weltproduktion von gebleichtem Zellstoff nach ECF-Verfahren gebleicht. Das entspricht einer Produktionskapazität von mehr als 28 Mio t/a. FI

ECF-Zellstoff (ECF bleached pulp)

Bei der elementarçhlorfreien (ECF-) Bleiche von —»Zellstoff wird auf den Einsatz von —• Chlor zur oxidativen Zerstörung des —• Restlignins im Zellstoff verzichtet. Ziel dieser Substitution von Chlor durch —• Chlordioxid ist es, die bei der Bleiche mit Chlor in großem Umfang stattfindende Bildung von —> halogenierten Kohlenwasserstoffen (—• AOX) weitgehend zu vermeiden. Während nach einer konventionellen Bleiche der Gehalt an halogenierten Rückständen (—> OX) im Zellstoff zwischen 250 bis über 500 g organisch gebundenes Chlor pro Tonne Zellstoff betragen kann, vermindert sich durch den Einsatz von —• Sauerstoff und Chlordioxid sowie —•Wasserstoffperoxid in einer ECF-Bleiche der OX-Gehalt deutlich. Der Wert des OX-Gehalts ist abhängig von der Intensität der Verschiebung von chlorhaltigen zu chlorfreien Chemikalien. Er kann zwischen 50 und 250 g organisch gebundenes Chlor pro Tonne Zellstoff liegen. Qualitativ gibt es keine Unterschiede zu konventionell gebleichten Zellstoffen, z.B. bezüglich optischer und Festigkeitseigenschaften. SÜ

Echt Pergament (vegetable parchment)

Mithilfe von Chemikalien (im Allgemeinen durch Schwefelsäure) weitgehend fettdicht und nassfest gemachtes Zellstoffpapier (Pergament, animalisches, ist eine präparierte Tierhaut; wird heute noch verwendet) (DIN 6730). Für die Herstellung des Rohpapiers werden absolut reine, hochgebleichte Zellstoffe mit evtl. Zusätzen von -> Baumwolle verwendet, die nur gering gemahlen werden. Bei Bedarf werden auch Pigmente (Eisenoxid-, organische Färb- oder Weißpigmente) zugesetzt. Das Rohpapier muss hohen Ansprüchen bezüglich Gleichmäßigkeit (-> Formation), Saugfähigkeit und Festigkeit genügen. Auf einer Pergamentiermaschine durchläuft das Rohpapier bei Geschwindigkeiten bis zu 200 m/min verschiedene Schwefelsäurebäder abgestufter Konzentration, wobei nach jedem

339 Baddurchgang die überschüssige Flüssigkeit aus der Bahn herausgepresst wird, um anschließend durch intensive Wäsche mit Wasser und Zusatz von Neutralisierungsmittel (z.B. Ammoniakwasser) alle noch verbliebenen Säurereste im Papier zu neutralisieren. Anschließend wird die Papierbahn getrocknet und geglättet. Der eigentliche Pergamentierungsprozess findet bereits im ersten Bad aus ca. 65 %iger Schwefelsäure innerhalb weniger Sekunden statt. Durch die Säureeinwirkung quillt die Faseroberfläche auf. Es entsteht eine gelartige Substanz, die aus Amyloiden besteht. Diese „verkleben" zunehmend die Zellstofffasern miteinander und verschließen die Poren der Papierbahn, so dass schließlich ein Echt Pergament mit folienartiger Oberfläche entsteht. Da meist eine vollständige Pergamentierung der Rohpapiere angestrebt wird, liegt die flächenbezogene Masse der einlagigen Papiere zwischen 40 und max. 200 g/m2. Neben seinem Haupteinsatz zur Verpackung oder zum Schutz von Lebensmitteln wird Echt Pergament u.a. fur die Herstellung von Textilhülsen, in der Möbel- (ζ. B. bei der Herstellung von Laminatschichtstoffen) oder Bauindustrie und als Trennpapier Abhäsivpapier, Backpapier oder silikonisiertes Papier) verwendet. Jahresproduktion (Europa): ca. 60 0001. RH

Eco-Label (eco label)

—> Umweltzeichen

ECT-Messung (edge crush test , ECT)

—• Kantenstauchwiderstand von —> Wellpappe

Edelzellstoff (dissolving pulp)

—• Chemiezellstoff

Egalisierwalze (smoothing roll)

Egalisierwalzen, auch —• Dosier- und —> Verreibewalzen genannt, werden in —> WalzenAufitragswerken beim —• Streichen von Papier- oder Kartonbahnen eingesetzt. KT

Egoutteur (dandy roll)

Der Egoutteur ist ein siebbespannter, hohler Zylinder, der auf dem —> Langsieb von Papiermaschinen leicht in das entwässernde Faservlies mitrotierend eintaucht, um die Struktur der Papierbahn, vor allem die —> Formation, zu beeinflussen. Der Egoutteur (von lat.: ego = ich und franz.: goutte = Tropfen) wird als „Ich-Tropfer" oder Eigenzeichner übersetzt. Der Begriff datiert aus der Zeit, da Papierhersteller ihr Papier mithilfe von Wasserzeichen unverfälschbar kennzeichneten. Zu unterscheiden sind: • •

Wasserzeichenegoutteur (—> Wasserzeichen) Egalisieregoutteur (Abb. 1) zur Verdichtung, Formationsverbesserung und Oberflächenvergleichmäßigung der noch sehr nassen Papierbahn mit ihren beweglichen Fasern.

Er ist bei —> Langsiebmaschinen fur Druck-, Fein- und Spezialpapiere bis ca. 1 000 m/min auf dem —> Sieb zwischen den —• Flachsaugern piaziert und taucht in die obere Schicht der dort kaum entwässerten Papierbahn ein. Verdrängt wird er vom —• Doppelsiebformer mit seiner Wirkung der Formationsoptimierung bei gleichzeitiger —> Entwässerung auf beiden Seiten der Stoffsuspension bzw. des nassen —• Faservlieses. Der Egoutteur ist mit einem normalen Siebbezug ausgerüstet. Die Konstruktion besteht aus Tragringen (seitlich zur Zapfenlagerung), auf denen Querrippen aufgeschweißt sind (hartgelötet), worüber rechteckige, hochstehende Drähte gefuhrt werden, auch in Spiralanordnung, die den Siebbezug tragen, auf den ggf. Wasserzeichen aufgelötet werden.

340

Abb. 2: Offenendegoutteur

341 Angeordnet ist der Egoutteur zwischen den Flachsaugern. Damit ist der Trockengehalt der Papierbahn im Spalt zwischen Egoutteur und Sieb kontrollierbar. Ohne genügenden Wassergehalt der Bahn lassen sich die Fasern nicht egalisieren, so dass keine Formationsverbesserung erfolgt. Sind jedoch Wassergehalt der Papierbahn und Entwässerungswiderstand im Spalt zu groß, kommt es zum Verdrücken, also zur Zerstörung der Bahn. Zum Schutz gegen Schaumbildung und Stoffhochziehen wird der Egoutteur gefeuchtet. Die Reinigung bestimmt u.a. den Zeitpunkt für einen Egoutteurwechsel. Üblich für eine Papiermaschine sind 2 bis 3 Egoutteure, die im Wechsel eingesetzt werden. Dazwischen werden sie meist in einer Egoutteurwanne gereinigt (Ausspritzen, Bürsten, Einsatz von Waschchemikalien). Sein Körper ist selbsttragend (auch in Honeycomb· = Wabenausführung), an den Enden mit Laufringen ausgestattet, die führerund triebseitig auf Rollen aufliegen. Sehr große und schnelllaufende Egoutteure sind in Wälzlagern mit großen Innenringdurchmessern gelagert. Durch das „offene Ende" lassen sich Spritzrohre (vielfach oszillierende Hochdruck-Nadel/Flachstrahlspritzrohre) und Dampfrohre zur Bekämpfung von Schaum einführen (Abb. 2). Mit derartigen Einrichtungen haben sich die Waschintervalle außerhalb der Papiermaschine erheblich vermindert. Das durch den Egoutteur durchgeschleuderte Spritzwasser wird in einer Rinne aufgefangen, die je nach Raumklima gegen äußeres Schwitzen so beheizt wird, dass kein Wasser auf die Papierbahn auftropfen kann. Die Egoutteure sind angetrieben, so dass Papiermaschinengeschwindigkeiten bis um 1 000 m/min beherrscht werden. KL

Egoutteur-Markierung (dandy mark) Unter Egoutteur-Markierung versteht man die im Papier sichtbare Struktur des Siebgewebes eines —• Egoutteurs. Er besteht aus einem rostfreien Stahlgerippe, das mit einem Siebgewebe (—> Sieb) in Leinwandbindung überzogen ist. Beim Siebgewebe werden in Lauf-

richtung liegende Kettfäden und in Querrichtung liegende Schussfäden in unmittelbarem Wechsel miteinander verwebt. Stellen, an denen ein Kettfaden mit einem Schussfaden eine Verkreuzung bildet, ergeben erhabene Stellen, die in die feuchte Papierbahn in der —> Siebpartie einer Papiermaschine eingeprägt werden und damit im Papier markieren können. Die Siebbespannung des Egoutteurs ist meist gröber als die Maschenweite PR von Papiermaschinensieben.

Egoutteur-Wasserzeichen (dandy roll watermarks , true watermarks) —> Wasserzeichen, die durch —> Egoutteure in der —• Siebpartie von Papiermaschinen im Papier erzeugt werden, nennt man EgoutteurWasserzeichen. Dazu wird auf die Oberfläche der siebbespannten Egoutteurwalze das aus feinen Drähten gefertigte Spiegelbild des vorgesehenen Wasserzeichens aufgebracht. Die erhabenen Drähte drücken sich in die noch nasse Papierbahn ein und verdrängen an den betreffenden Stellen teilweise den —• Faserstoff. Es entstehen dünne Stellen im Papier, die wegen geringerer —> Opazität im Durchlicht heller als ihre Umgebung erscheinen. Auf diese Weise können Rippungen, Linien, Namen, Zahlen und einfache Zeichen als Wasserzeichen hergestellt werden. Bei bildlichen Darstellungen bevorzugt man „schattierte" Wasserzeichen (—• Schattenwasserzeichen). Derartige Motive prägt man in den Siebüberzug ein. Häufig werden zusätzlich noch feine Drahtstücke aufgelötet, um die Schattiereffekte im Wasserzeichen zu verstärken. Egoutteure mit Hoch-Tief-Prägung verdrängen an den erhabenen Stellen ihrer Siebbespannung den Faserstoff zum großen Teil in die daneben liegenden Stellen, an denen das Egoutteursieb konkav geprägt wurde. So entstehen die künstlichen (weil nicht beim Blattbildungsprozess (—> Blattbildung) natürlich gewachsenen), aber doch echten (weil durch örtliche Stoffmengenunterschiede im fertigen Papier erkennbaren) Egoutteur-Wasserzeichen. Da die Papierbahn in der Papiermaschine in —> Längsrichtung gedehnt wird und in

342 —• Querrichtung schrumpft (—• Querschrumpfung), muss die Form des gewünschten Zeichens nach Erfahrungswerten verzerrt auf der Egoutteurwalze aufgebracht werden, um diese (unterschiedlichen) Formänderungen des trockenen Papiers zu kompensieren. PR

EG-Verpackungsrichtlinie (Directive 94/62 EC on Packaging and Packaging Waste) Die EG-Verpackungsrichtlinie vom 20. Dezember 1994 hat die Aufgabe, die unterschiedlichen Maßnahmen der Mitgliedsstaaten zu harmonisieren. Vorbild fur die Richtlinie war die deutsche —• Verpackungsverordnung. Erste Priorität hat die Vermeidung von Verpackungsabfall. Als weitere Hauptprinzipien umfasst sie die Wiederverwendung von Verpackungen, die stoffliche Verwertung (z.B. in der Papierindustrie) sowie alle übrigen Formen der Verwertung (z.B. energetische Verwertung, —• Kompostierung). Hinsichtlich der Vorgabe von Verwertungsquoten werden den Mitgliedsstaaten erhebliche Spielräume gelassen, um Handelshemmnisse und Wettbewerbsverzerrungen zu vermeiden. Eine Mehrwegquote gibt es nicht. Unter diesen Voraussetzungen dürfen Sammel- und Verwertungssysteme eingerichtet werden, die nach ähnlichen Grundsätzen konstruiert sind wie das —> Duale System Deutschland. Die EG-Verpackungsrichtlinie sieht in Art. 8 Kennzeichnungspflichten vor. Um die Sammlung, Wiederverwendung und Verwertung der Verpackungen zu erleichtern, soll die Kennzeichnung zur Identifizierung und Einstufung des Materials Angaben über die Art des Materials, die für die Verpackung verwendet worden sind, enthalten. Der Gehalt an schädlichen Metallen (—• Schwermetallen) und sonstigen Substanzen in Verpackungen ist wegen ihrer Umweltauswirkungen zu begrenzen. Gemäß Art. 11 werden die zulässi—> Blei, gen Konzentrationswerte bei —> Cadmium, —> Quecksilber und —• Chrom V I innerhalb von 5 Jahren von in der Summe

600 Gewichts-ppm auf 100 Gewichts—> ppm zurückgeführt. Für Verpackungen aus Papier, Karton und Pappe entstehen hierdurch in der Regel keine Probleme, da die Konzentrationen der entsprechenden Schwermetalle schon seit langem deutlich geringer sind. Für 1999 ist eine Überprüfung der Verpackungsrichtlinie vorgesehen. KI

Eiche (oak) (Quercus spp., Familie Fagaceae). Eichen kommen weltweit mit ca. 600 Arten vor, verbreitet in Nord- und Mittelamerika, Nordwest-Südamerika, im gemäßigten und subtropischen Eurasien sowie in Nordafrika. In Deutschland sind mit der Stieleiche oder Sommereiche (Q. robur) und der Traubeneiche oder Wintereiche (Q. petraea) 2 Arten vertreten, wobei insbesondere der Spessart, Pfälzer Wald und die Göhrde in Niedersachsen für ihre wertvollen Eichenbestände bekannt sind. Mit einem Anteil von 8 % an der Waldfläche Deutschlands ist sie nach der —• Buche die forstlich zweitwichtigste einheimische Laubholzart. Über Deutschland hinaus treten diese Eichenarten in weiten Teilen Europas bis nach Kleinasien und zum Kaukasus auf. Beide Arten sind in ihren verwendungstechnischen Eigenschaften nahezu identisch, so dass im Handel allgemein von Eiche bzw. Eichenholz gesprochen wird. In Zusammenhang mit Importen aus Nordamerika wird dagegen vielfach zwischen —> Weißeiche und —• Roteiche unterschieden. Ringporige —•Laubhölzer. Als typischer —• Kernholzbaum hat die Eiche farblich deutlich voneinander unterschiedenes —• Splintund —> Kernholz. Das Kernholz ist gelbbraun bis dunkelgelbbraun nachdunkelnd. Mittlerer Faseranteil: 44 bis 58 %, Faserlänge: 0,3 - 0,9 - 1,6 mm. Mit einer mittleren Rohdichte um 0,65 g/cm3 ist das Holz mittelschwer bis schwer und hart, mit ausgezeichneten Festigkeits- und Elastizitätseigenschaften sowie hohem Abnutzungswiderstand. Es schwindet wenig und hat allgemein gutes Stehvermögen. Das Kernholz ist hoch witterungsbestän-

343 dig und unter Wasser nahezu unbegrenzt haltbar. Grobjähriges „hartes" Eichenholz wird bevorzugt im Hoch-, Tief- und Wasserbau, für Fenster und Türen sowie im Boots- und Schiffsbau eingesetzt; außerdem für Weichenschwellen, Fässer, Werkzeuge, Werkzeugstiele und Leitern. Feinjähriges „mildes" Holz dient vielseitig im Möbelbau und Innenausbau massiv und in Form von Messerfurnieren. Als Rohstoff für die Zellstoff- und Papierindustrie ist die Eiche dagegen bedeutungslos. WE

Eigenstrom (cogenerated electrical power) Anteil des Strombedarfs eines Industriebetriebs, der nicht aus dem öffentlichen Netz bezogen, sondern selbst erzeugt wird (Gegensatz: —• Fremdstrom). DE

Ëindampfanlage (evaporation plant) Die Eindampfanlage ist wesentlicher Bestandteil der —• Rückgewinnungsanlage einer Zellstofffabrik. Sie umfasst alle Apparate, Maschinen, Rohrleitungen, Armaturen und Nebenaggregate zur Eindickung der —> Ablauge auf eine Konsistenz, die zur Ver-

Im Schema einer üblichen Eindampfanlage (Abb.) ist die prinzipielle Verfahrensweise verdeutlicht. Die —• Dünnlauge mit 10 bis 16% Feststoffgehalt (aus der Zellstoffwaschanlage) tritt in die vierte Stufe mit mittleren Temperaturen um etwa 80° C ein und geht zunächst im Gleichstrom mit den Brüden in Richtung fallender Temperaturen (Stufen 5 und 6), wird sodann in die Stufe 3 und im Gegenstrom zu den Brüden nach Stufe 2 und 1 geführt. Die Stufe 1 wird mit Frischdampf (bzw. bei ThermokompressionsEindampfanlagen mit dem komprimierten Brüdendampf) beheizt. Brüdenkondensat wird aus allen Stufen abgezogen. Im Konden-

Dünnlauge

Frischdampf

• Dampfkondensat

brennung im —» Rückgewinnungskessel oder zur Weiterverarbeitung zu Nebenprodukten (—> Sprühtrocknern) aus wärmeökonomischen Gründen erforderlich ist. Sie besteht im Kern aus den Eindampfkolonnen, üblicherweise —•Vakuumeindampfern. Das Prinzip besteht im —> Verdampfen von Wasser aus der Ablauge in meist mehreren Stufen, wobei das abgedampfte Wasser, sog. Brüden oder Brüdendampf, als Heizdampf der nächstniederen Temperaturstufe benutzt wird und schließlich kondensiert (Vakuum-Eindampfanlagen) oder durch Kompression wieder aufgeheizt und anstelle von Frischdampf zur Beheizung der ersten Stufe verwendet wird (Thermokompressions-Eindampfanlagen).

Dicklauge

y

Τ

Τ

Brüdenkondensat

Kalt· wasser

Warmwasser

Schema einer sechsstufigen Vakuum-Eindampfanlage

344 sator (—• Wärmetauscher) werden die bis dahin nicht kondensierten Brüden durch Kühlung niedergeschlagen, wobei durch Kondensation das —•Vakuum (ca. 0,2 bis 0,3 bar) entsteht. Bei Thermokompressions-Eindampfanlagen steht anstelle des Kondensators der Kompressor. Der Frischdampfverbrauch einer solchen sechsstufigen Anlage liegt bei 0,21 kg/kg verdampftes Wasser. Meist verwendet werden Vakuum-Eindampfanlagen, die bei Sulfitzellstofffabriken 5 bis 7 Stufen umfassen und auf eine Endkonsistenz von 50 bis 60 % eindampfen (darüber entstehen Probleme durch Ablagerungen). Bei Sulfatzellstofffabriken sind es 6 bis 8 Stufen, die Endkonsistenz erreicht 70 bis 80 % (weniger Probleme mit Ablagerungen). Die Temperaturen liegen zwischen ca. 120° C in der ersten und ca. 60° C in der letzten Stufe. Die Mehrstufigkeit verringert den Frischdampfbedarf drastisch und ermöglicht so, dass die Energiegewinnung aus der —• Abiaugenverbrennung nicht nur den Dampf- und Energiebedarf des Aufschlussprozesses, sondern auch den der Eindampfanlage deckt oder sogar überdeckt. Thermokompressions-Eindampfanlagen sind nur bei sehr niedrigen Preisen für die elektrische Energie wirtschaftlich und mithin recht selten. Sie haben im Allgemeinen weniger Stufen als Vakuum-Eindampfanlagen. DA

Eindicken (thickening) Beim Eindicken wird zur Erhöhung der —• Stoffdichte die —• Fasersuspension teilweise in Feststoff- und Flüssigphase getrennt, ohne dass dabei ihre Pumpfähigkeit beeinträchtigt wird. Die Flüssigkeitsabtrennung vom Faserstoff erfolgt mechanisch durch —•Filtrieren, wobei feinmaschige Siebe als Filtermittel dienen (—• Eindicker). Der meist auf Stoffdichten von 5 bis 8 % eingedickte Faserstoff bleibt auf dem Sieb als Filterkuchen zurück, während das —• Filtrat durch das Sieb abgeführt und für Verdünnungszwecke in den Prozess zurückgeführt wird.

Die treibende Entwässerungskraft ist entweder die geodätische Höhendifferenz zwischen Suspensionszufuhr und Filtratabfuhr oder die über dem Filterkuchen befindliche Flüssigkeitssäule. Diesem hydrostatischen Druck steht die Zentrifugalkraft im Bereich der Sieboberfläche entgegen, wodurch der Steigerung der Umfangsgeschwindigkeit von Eindickern enge Grenzen gesetzt sind. Infolge des kontinuierlich ablaufenden Filtrationsprozesses wirkt auch die entstehende Faserschicht selbst als Filterschicht. Die Feinheit des Siebes hat deshalb nur einen begrenzten Einfluss auf die Qualität der Filtration. Eindickvorgänge sind bei der —• Stoffaufbereitung in den Papierfabriken aus unterschiedlichen Gründen erforderlich. Zum einen wird damit das Ziel verfolgt, die Kapazität von —• Pumpen, —• Rohrleitungen sowie —• Bütten für den innerbetrieblichen Transport gering zu halten. Zum anderen führt die mit der Eindickung einhergehende Stoffdichtezunahme zu einer höheren Effizienz einzelner Verfahrensstufen, wie z.B. der —• Mahlung oder der —> Bleiche. AC

Eindicker (thickener) Eindicker sind Maschinen unterschiedlicher Bauart zur —• Entwässerung von Stoffsuspensionen. Sie nutzen die geodätische Höhendifferenz zwischen Suspensionszufuhr und Filtratabfuhr oder die Flüssigkeitssäule über dem Filterkuchen als treibende Entwässerungskraft aus. Eindicker können z.B. als —• Eindick(scheiben)filter, —• Eindicktrommel, —• Bandfilter oder —• Bogensieb ausgebildet sein. Wesentliches Kennzeichen eines Eindickers ist neben der treibenden Entwässerungskraft der relativ geringe Trockengehalt des Filterkuchens, der für Stoffsuspensionen meist bei etwa 5 bis 8 % Stoffdichte liegt. HO

Eindickfaktor (thickening factor) Als Eindickfaktor eines Reinigungsgeräts (—• Cleaner, —• Sortierer) für Stoffsuspensio-

345 nen in —> Stoffaufbereitungen wird das Verhältnis der —• Stoffdichte des —• Rejekts zur Stoffdichte des - > Einlaufs bezeichnet.

Eindickfaktor

_ Rejektstoffdichte [%] Einlaufstoffdichte [%]

Die Höhe des Eindickfaktors ergibt sich aus der Wahl des —• ÜberlaufVerhältnisses. Angestrebt wird in den meisten Fällen ein möglichst großer Eindickfaktor. Ist der Eindickfaktor aber zu hoch, kann es zum Verstopfen des Rejektaustrags und damit zum Außerbetriebsetzen des Reinigungsgeräts kommen. Der Eindickfaktor bewegt sich etwa zwischen 1,5 und 2. HC

Eindickfilter (thickening filter) Unter einem Eindickfilter wird ein —> Scheibenfilter verstanden. Er dient zum —> Eindicken von Stoffsuspensionen, wobei die —• Entwässerung nur aufgrund einer geodätischen Höhendifferenz zustande kommt. Im Gegensatz zu der Art von Scheibenfiltern, deren Entwässerung durch Unterdruck unterstützt wird, haftet der gebildete Filterkuchen bei Eindickfiltern nicht wie bei Vakuumfiltern ständig am Filtersieb, bis er schließlich am Filtersieb gezielt abgeschält wird, sondern wird fortlaufend durch Strömungsturbulenzen abgelöst. Daraus resultiert die gewünschte Eindickung der Stoffsuspension, die also im Trog erfolgt, andererseits ist das —• Filtrat stärker mit Feststoffen beladen. Die eingedickte Suspension wird durch die Förderwirkung der Scheiben über ein Überlaufwehr ausgetragen. HO

Eindicktrommel (decker) Unter einer Eindicktrommel versteht man eine Maschine zum —• Entwässern von Stoffsuspensionen in Trommelbauweise (—> Eindicker). Sie besteht aus einer siebbespannten Trommel, die in einen suspensionsgefullten Behälter eintaucht und dort rotiert (Abb.).

Die Suspension wird durch den Trommelmantel hindurch nach innen entwässert. Die Filtratabfuhr erfolgt auf der Trommelstirnseite, z.B. über eine Hohlwelle. Der Entwässerungsdruck ist durch die Höhendifferenz zwischen Suspensionshöhe im Behälter und dem Füllstand des —• Filtrats im Siebzylinder gegeben. Die Abnahme des Filterkuchens erfolgt durch einen Schaber oder eine —• Abgautschwalze, die zugleich als Presswalze den Trockengehalt des Filterkuchens noch erhöhen kann. Abgautschwalze Zulauf J Susp.

Ν Abfuhr Filterkuchen

Schema einer Eindicktrommel (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology) HO

Einfachflotation (single stage flotation) —> Flotation

Einfachstrich (single coat) Der Einfachstrich ist das Aufbringen einer einzigen Strichschicht pro Seite der Papierbahn. Der Einfachstrich kann sowohl einseitig als auch zweiseitig aufgebracht werden. Grafische Massenpapiere, wie —• LWC-Papiere, sind meist mit einem doppelseitigen Einfachstrich versehen. GZ

Eingießtechnik (Papier) (pouring technique) (paper) Dieses älteste nachweisbare HandpapierHerstellungsverfahren findet sich noch heute in Südchina, in der Taklamakan-Wüste (Oase Khotan), in Tibet, in Nepal, Sikkim und Bhutan, in Thailand, Myanmar (Burma) und

346 Indien. Aus frischen Bastfasern, vorzugsweise des Papiermaulbeerbaums, wird nach Abkochen durch Klopfen oder Stampfen ein in Wasser aufgelöster dicker Faserbrei gebildet, der in einen mit einem Textil- oder Bambussieb versehenen Holzrahmen in 1 bis 2 Portionen eingegossen wird. Da die gleichmässige Verteilung der Fasern über die gesamte Siebfläche schwierig zu bewerkstelligen ist, legt man den Rahmen in der Regel in einen Tümpel, so dass das Textilsieb sich unterhalb der Wasseroberfläche befindet (sog. schwimmendes Sieb). Die im Wasser schwimmenden Fasern lassen sich mit der Hand oder einem Quirl gut verteilen. Durch Emporheben des Rahmens aus dem Wasser erfolgt die Entwässerung. Das Sieb wird zum Trocknen an die Sonne oder an ein Feuer gestellt. Das fertige Papierblatt kann anschließend ohne Mühe vom Sieb abgelöst werden. TS Einj ahrespflanzen (annual non-wood plants) Das Stroh der Getreidearten Reis, Gerste und Weizen sowie die Pflanzen —• Flachs, —• Hanf, —• Jute und —> Kenaf können zu Zellstoff und die Fasern allein oder in Mischung mit Holzzellstoffen zu vielen Papiersorten verarbeitet werden. Während die Strohfasern kürzer als Laubholzfasern (—• Laubholzzellstoff) sind, sind die Bastfasern der anderen Pflanzen länger und feiner als Nadelholzfasern (—• Nadelholzzellstoff). Mit der Umrechnungsformel 1 t Körner = 0,71 Stroh kann man die weltweit vorhandene Strohreserve errechnen. Laut FAOJahrbuch 1995 wurden in der Welt als Körner geerntet: Reis: Weizen: Gerste: Hafer: Roggen:

550 Mio t 541 M i o t 142 Mio t 28 Mio t 22 Mio t

Umgerechnet ergibt dies eine jährliche Strohmenge von rund 900 Mio t. Bei einer Ausbeute von 45 % könnte daraus eine Zellstoffmenge von 400 Mio t hergestellt werden

(Welt-Zellstoffproduktion in 1996: 134 Mio t). Zur Zeit werden etwa 10 Mio t Zellstoff aus Stroh produziert, vor allem in China, Indien, Pakistan, Ägypten und Irak. Weltweit ist ein steigendes Interesse festzustellen, solche Einj ahrespflanzen aus der Landwirtschaft als Faserrohstoff einzusetzen. JU

Einlauf (inlet, feed) Bei der —• Reinigung von —• Fasersuspensionen (—• Zellstoff, —• Holzstoff, —> Altpapierstoff) in der Zellstoff- und Papierindustrie wird bevorzugt mithilfe von —• Drucksortierern oder —• Cleanern (Hydrozyklonen) der zu reinigende Einlauf-Volumenstrom in die beiden Teilströme des —• Durchlauf- und —» Überlauf-Volumenstroms aufgeteilt. Der Einlauf bzw. Einlauf-Volumenstrom enthält neben dem Faserstoff einen mehr oder weniger großen Anteil von artfremden (z.B. Sand, Kunststoff- und Metallpartikel) oder formungeeigneten (z.B. —> Splitter, Rindenpartikel) Stoffkomponenten, die als Verunreinigungen bezeichnet werden und die es mithilfe von Drucksortierern oder Cleanern in mehrstufigen Anlagen möglichst vollständig zu entfernen gilt. GG

Einmalkohiepapier (one-time carbon copy paper) Karbonpapier für Durchschreibesätze zum einmaligen Gebrauch als —• Kohlepapier (DIN 6730). PA

Einreihige Trockenpartie (single tier dryer section) —> Trockenpartie

Einseitig gestrichenes Papier (one-side coated paper) Einseitig gestrichene Papiere (—• einseitig Streichen) werden Spezialpapieren oder Verpackungspapieren zugeordnet. Die wesentlichen Anwendungsgebiete sind —> Etikettenpapiere für die Nassetikettierung (z.B.

347 von Bierflaschen), Banderolen, —> Haftetiketten, —> flexible Verpackungen, Geschenkeinwickelpapier und Trennpapiere. Die flächenbezogene Masse liegt zwischen 60 und 150 g/m 2 . Die meisten Anwendungen erfordern eine hohe Zugfestigkeit (—> Bruchkraft). Deshalb darf der —> Füllstoffgehalt dieser Papiere nicht sehr hoch liegen. Außerdem enthalten sie einen ausreichenden Anteil an —• Langfaserzellstoff (—> Nadelholzzellstoff). Trotz des unsymmetrischen Aufbaus dieser Papiere in ihrer —• z-Richtung muss eine gute —• Planlage erreicht werden. Die Produktionsmenge dieser Papiere liegt in Westeuropa bei ca. 0,7 Mio t (1996). PA

Einseitig glattes Papier (machine glazed paper , MG paper) Einseitig glattes Papier (Abk.: egl. Papier) erhält bereits während seiner Herstellung in der Papiermaschine eine besonders glatte, teilweise auch glänzende Seite, während die andere Seite deutlich rauher ist. Diese einseitige —» Glätte wird mit Hilfe eines —• Glättzylinders erzeugt, auf den die Papierbahn mit einem Trockengehalt um 60 % aufläuft und zwischen 90 und 95 % ausläuft. Infolge der hohen Glätte des geschliffenen und polierten Glättzylinders mit maximal 6 m Durchmesser und aufgrund der sich bei der Trocknung ausbildenden Zugspannung der Papierbahn ergibt sich eine ideale Glättung der Papieroberfläche ohne Einbuße der Papierdicke bzw. des —• spez. Volumens. Einseitig glatte Papiere dienen vor allem für Einwickel- und Verpackungszwecke, z.B. als Beutel- oder —> Seidenpapiere, in einem Bereich der flächenbezogenen Masse zwischen 18 und 30 g/m 2 . Dünne egl. Papiere (18 bis 22 g/m 2 ) werden als Kaschierseiden zum —• Kaschieren verwendet. —> Briefumschlagpapiere werden meistens einseitig glatt erzeugt, wobei die glatte Seite beim —• Briefumschlag außen liegt. GG

Einseitig Streichen (one side coating) Beim einseitigen Streichen wird nur eine Seite der Papierbahn gestrichen. Im Gegensatz dazu steht das doppelseitige Streichen auf beiden Papieroberflächen. —• Einfach-, Doppel- und Dreifachstriche (—> Dreifachstreichen) können einseitig aufgebracht werden. Der Verbrauch einseitig gestrichener Papiere beträgt in Westeuropa über 500 000 t/a. Es handelt sich dabei hauptsächlich um —> Etiketten· und —> Verpackungspapiere. Einseitig gestrichene —• Druckpapiere werden meist als —> Chromopapiere bezeichnet. —> Faltschachtelkarton wird ebenfalls einseitig gestrichen hergestellt. Besondere Bedeutung bei den einseitig gestrichenen Papieren kommt den Etikettenpapieren zu. Etikettenpapiere sind einseitig glatte bzw. holzfreie oder holzhaltige, einseitig gestrichene - auch gussgestrichene (—* Gussstrich) - Papiere mit einer flächenbezogenen Masse von 60 bis 80 g/m 2 . Etikettenpapiere müssen neben der Werbewirkung, die durch —• Bedruckbarkeit und optimale Bedingungen für die Weiterverarbeitbarkeit (Lackier-, Bronzier- und Stanzbarkeit) beeinflusst wird, auch ein optimales Verhalten beim Transport der verpackten Güter (Nassscheuerfestigkeit, Wasserfestigkeit, keine Verblockung) und beim Entfernen der Flaschenetiketten (Laugenbeständigkeit) aufweisen. GZ

Einwickelseidenpapier (tissue wrapping paper, wrapping tissue) Einwickelseidenpapiere sind meist holzhaltige Seidenpapiere verschiedenster Art zum Umhüllen empfindlicher Güter. Für höhere Festigkeitsansprüche, z.B. für das Einpacken von Glas- und Metallwaren, werden Seidenpapiere mit Zusätzen von Sulfatzellstoff (Kraftseidenpapier) verwendet. Die flächenbezogene Masse beträgt meist 20 bis 22 g/m 2 . RH

348 Einzelabrolleinrichtung für Querschneider (single reel wind for sheet cutter) Die —> Querschneider für das Schneiden von Karton werden üblicherweise mit Einzelabrolleinrichtungen ausgestattet, die Rollen bis zu 2 100 mm Durchmesser aufnehmen können. Häufig werden 2 Einzelabrolleinrichtungen hintereinander angeordnet und mit einer —• Splice-Einrichtung kombiniert (—> Drehkreuzabrolleinrichtung für Querschneider). KT

Einzelblattdicke (single sheet thickness) Bei der Einzelblattdicke handelt es sich um den Abstand der beiden Oberflächen eines Papiers oder eines Kartons, der entsprechend DIN EN 20534 an einer einzelnen Papierprobe mit einem —> Dickenmessgerät bestimmt wird. Hiervon ist die mittlere Dicke zu unterscheiden. Bei der mittleren Dicke handelt es sich um die —• Dicke eines einzelnen Blatts, die anhand einer Dickenmessung am Probenstapel bestimmt wird. WS

Einzelbogenanleger (single-sheet feeder) —> Bogenanleger

Elastische Walzen (filled rolls , plastic covered rolls) Elastische Walzen sind das „Herz" des —> Kalanders. Im elastischen, dynamisch pressenden Walzenspalt gibt der Walzenbezug den Unebenheiten des Papiers so weit nach, dass alle Partien der satinierten Papierbahn („Wolken" und „Täler") von den Oberflächen der —> Kalanderwalzen berührt und damit verdichtet, satiniert und geglättet werden, wobei eine konstante —• Dichte der Papierbahn angestrebt wird. Prinzipieller Aufbau einer elastischen Walze (Abb. 1): • • •

Achse bzw. Achsrohr und Achszapfen Walzenbezug (Fasern oder Kunststoff) Verschlusselemente (Bordscheibe und Verschlussmutter).

dd elastische Walze mit Faserirazug

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Ή elastische Walze mit Kunststoffbezug

t;1f !..

Abb. 1 : Prinzipieller Aufbau einer elastischen Walze

Einzylinder-Papiermaschine 1) Elastische Walzen mit Faserbezug (single-cylinder machine, Yankee machine) Das Arbeitsverhalten einer herkömmlichen Papiermaschine mit nur einem —• Zylinder elastischen Walze mit Faserbezug wird beals Trocknungsvorrichtung, mit deren Hilfe stimmt durch die Art des verwendeten Fadie Papierbahn während des Kontakts auf sermaterials, dessen Verdichtung in der Waldem Zylinder auf den Endtrockengehalt gezenpresse (Härte des Bezugs) und die Betrocknet wird. Meist wird die —•Kontakttriebsbedingungen im Kalander. trocknung durch eine —• Konvektionstrocknung mittels einer —• Düsenhaube verstärkt. Aus den Walzenbezugsmaterialien Einzylinder-Papiermaschinen sind —• Selbstabnahmemaschinen. Sie werden zur Produk• Baumwoll-Linters (reine, native Fasern) tion von leichten Papiersorten, wie Tissue• Reine Baumwolle (weiße oder blaue papier und —• einseitig glatten Papieren, ein—• Hadern, recycled, z.B. Jeans oder gesetzt. HO Postsäcke) • Baumwolle mit Zusätzen aus reiß- und temperaturfesten Fasern (z.B. Nomex

349

•

und Mineralfasern als Ersatz für Asbestzusatz) Baumwolle und Wolle (aus Baumwollund Wolle-Hadern, recycled)

werden auf Spezialpapiermaschinen —> Kalanderwalzenpapiere hergestellt (daher auch die Bezeichnung Papierwalze), die meist in achteckigen Bögen, „faserrichtungsneutral" verlegt angeliefert werden. Danach wird der Innendurchmesser ausgestanzt, der etwas kleiner ist als der Außendurchmesser der Walzenachse. Diese Ronden werden auf eine stehende Walzenachse gesteckt (aufgelegt), in der Walzenpresse mit Pressdrücken von 600 bis 900 bar verpresst und damit, abhängig von der gewünschten Bezugshärte, auf ein spez. Gewicht von 1,2 bis 1,4 g/cm3 verdichtet. Die verschiedenen Walzenbezüge weisen unterschiedliche Kenndaten auf und werden nach spezieller Berechnung für den vorliegenden Belastungsfall ausgewählt. Die Tabelle zeigt die Belastungsgrenzen einiger Walzenbezüge. Die Faser-Walzenbezüge entwickeln bei dynamischer Druckbeanspruchung während des Betriebs durch Walkarbeit Wärme, die mit wachsender Geschwindigkeit des Kalanders und steigender —• Linienkraft ansteigt und soweit eskalieren kann, dass in der

Walkzone (ca. 12 bis 16 mm unter der Walzenoberfläche) Verbrennungen auftreten. Losbrechende Teile des Walzenbezugs verursachen dann meist größere Schäden, auch an benachbarten Walzen. Eine ständige, auch partielle Temperaturkontrolle der Walzenoberfläche hilft, solche Ausfälle durch thermische Überbelastungen zu vermeiden. Temperatur- und Feuchtigkeitsdifferenzen werden vom hygroskopischen Walzenkörper aufgenommen und durch Quellen sowie Walken verstärkt. Es entstehen meist rapide ansteigende 'hot spots' und Temperaturprofildifferenzen über die —• Bahnbreite, die auch dann die Papierbahn weiter negativ beeinflussen, wenn die eigentliche Fehlerursache beseitigt ist. Solche Walzenbezüge können nur durch tiefes Überdrehen wieder in Ordnung gebracht werden. Die Faserwalzenbezüge können meist bis zur Hälfte der Bezugsdicke abgedreht werden.

2) Elastische Walzen mit Kunststoffbezug Elastische Walzenbezüge aus Kunststoff werden auf den rohrformigen Stahlmantel einer Mittelwalze oder auf den Mantel von —> Durchbiegungsausgleichswalzen aufgebracht. Für Mittelwalzen verwendet man heute als Basis seltener einen schweren Rohrkörper als vielmehr einen auf die Achse der Walze aufgezogenen Zwischenkörper, der z.B. aus gelochten Ringen einer neuWalzenbezug BezugsSpez. TempeLastartigen Leichtmehärte Druck ratur wechsel tall-Legierung beSh Dl [N/mm2| [Hz] [°C1 steht und deren Faserbezüge auf Baumwoll-Basis spezielle AnordLinters, nativ 86-88 45 90 12 nung und Lochung Hadern,recycled eine kühlende LuftBlue Denim 86-88 45 90 12 bewegung im WalHadern,grau zenkörper erzeugt, +10 % Wolle 83-86 40 80 9 was zur Standzeit+Leinen- und erhöhung des BeMineralfasern 88-90 45 140 12 zugs beiträgt (Abb. Kunststoff-Fasern 2). Der KunststoffAramid (Nomex) 86 45 130 10 bezug ist aus mehKunststoffreren Schichten Bezüge 91 50-55 140 25 aufgebaut. Diese 8,5 mm (Janutec) Schichten bestehen Belastungsgrenzen für einige Walzenbezüge (Maximalwerte) aus einer 5 bis

350 7 mm starken Haftschicht aus faserverstärkten Epoxydharzen und einer 3 bis 10 mm starken Laufschicht aus unterschiedlichen Kunststoffharzen und Elastomeren: • •

•

• • •

Epoxydharze, mineralgefüllt, gegossen Verbundwerkstoffe auf EpoxydharzBasis, aufgebaut aus schmalen, harzgetränkten, spiralförmig aufeinander gewickelten Vliesbahnen, z.B. aus AramidFasern Polyester, extrudiert, zum Teil in Qualitäten, die auf Spiegelhochglanz geschliffen werden können Polyurethane, gegossen, mit meist geringeren Härtegraden Polyamide, gegossen, meist für Textil Spezielle Hartgummi-Typen, gewickelt und vulkanisiert, die je nach Materialart und Kombination sehr unterschiedliche Eigenschaften bezüglich ihrer thermischen und mechanischen Belastbarkeit aufweisen.

Die Entwicklungen auf diesem Gebiet bringen ständig neue Qualitäten hervor, die bereits eine Temperaturbeständigkeit bis 145° C (an der Oberfläche) und Härtegrade bis 92° Sh D ( - • Shore-Härte) bei optimaler Markierresistenz erreichen. Darüber hinaus tragen ihre standfesten, hochglatten Oberflächen durch den „Glattpräge-Effekt" (—> Satinage) wesentlich zum Satinageergebnis bei.

Elastizität (elasticity) Elastizität ist die Fähigkeit eines Körpers, nach Wegnahme einer mechanischen Belastung seine ursprüngliche Gestalt wieder anzunehmen. Im Geltungsbereich des Hookeschen Gesetzes sind die Deformationen zu den Spannungen proportional (lineare Elastizität). Im elastischen Bereich der —> Spannungs-Dehnungs-Kurve kann jedoch ein nichtlineares Spannungs-Verformungs-Verhalten auftreten. Mit zunehmender Belastung werden auch plastische Verformungsanteile (z.B. —> plastische Dehnung) mit bleibenden Formänderungen wirksam. Papier ist viskoelastisch, zeigt aber bei hinreichend kurzen Versuchszeiten ein initiales elastisches Deformationsverhalten. Aufgrund seiner strukturellen —• Anisotropie besitzt Papier auch anisotrope elastische Eigenschaften, die im Falle von maschinell hergestellten Papieren und bei Vernachlässigung der —* Zweiseitigkeit durch 9 elastische Konstanten charakterisiert werden können (—> Orthotropie), z.B. durch je einen —• Elastizitätsmodul für die —> Längs-, —> Quer- und —> z-Richtung sowie je einen Schubmodul und je eine Querkontraktionszahl (—• Poisson-Zahl) bezüglich dieser 3 Richtungen. GÖ

Elastizitätsmodul (Young's modulus) Der Elastizitätsmodul (Ε-Modul, Youngscher Modul) leitet sich aus dem Hookeschen Gesetz für die lineare —» Elastizität als Verhältnis von Spannung σ in [Pa] zu —• Dehnung ε ab:

Bezug Ring

σ = Ε·ε [Pa]

Achse

Abb. 2: Marun-Airstream-Walze

SZ

Da die Dehnung ε = Δ1/10 als relative Längenänderung dimensionslos ist, ist die Einheit des Ε-Moduls mit der der Spannung identisch (1 Pa = 1 N/m 2 = 10"5 bar). Bei anisotropen Materialien (—• Anisotropie), zu denen auch Papier gehört, sind die Ε-Module für die 3 prinzipiellen Raumrichtungen unterschiedlich

351 groß, wobei symmetrieabhängige Relationen zwischen diesen Modulen existieren. Die Größenordnung der Ε-Module von Papieren aus —* Nadelholz-Sulfatzellstoff beträgt für die —• Längsrichtung in Abhängigkeit von der —• Dichte und der —• Faserorientierung E x = 2 bis 12 GPa, für die —> Querrichtung dagegen nur E y = 1 bis 6 GPa, so dass für die Ε-Module der Papierebene ein Anisotropieverhältnis E y / E x < 1 vorliegt. Die Messung der Ε-Module von Papier und Pappe erfolgt mittels Zugversuch nach DIN EN ISO 1924-2. Alternative Messmethoden benutzen —• Ultraschall, wobei die E-Module aus den richtungsabhängigen Schallgeschwindigkeiten ermittelt werden. Bei —• Hülsen wird zur Bestimmung des EModuls eine Biegeprüfung nach D I N 545307 oder eine Schwingungsanalyse nach DIN 54530-8 durchgeführt. GÖ

Elektrischer Antrieb (electrical drive) —> Antrieb

Elektrisches Deinken (electrical deinking) —• Ultraschalldeinken

Elektrisches Reflexions-Fotometer (electrical reflection fotometer) Elektrische Reflexions-Fotometer sind —• Farbmessgeräte. Sie dienen der Bestimmung farbmetrischer Kennzahlen, wie —• Reflexionsfaktoren oder Farbwerte von Körperoberflächen (z.B. Papier) sowie der Bestimmung von Transparenz und —»Opazität. Sie werden in 2 verschiedenen prinzipiellen Formen gebaut: als Filter-Fotometer und als —• Spektralfotometer. Ein elektrisches Reflexions-Fotometer, das weltweite Verbreitung in der optischen Papierprüfung gefunden hat, ist das Elrepho (Elektrisches Reflexions-Photometer) von Zeiss, das in den 50er Jahren auf den Markt kam sowie dessen beide Nachfolgegeräte, das Elrepho 2000 und das

Elrepho 3000 von Datacolor, die seit 1984 bzw. 1995 vertrieben werden. Während das Elrepho von Zeiss noch ein Filtergerät war, das mit bis zu 12 Farbmessfiltern ausgestattet war, sind die beiden Nachfolgegeräte Spektralfotometer mit spektralen Auflösungen von 20 bis 10 nm. Alle Elrephotypen messen in der d/0° Geometrie mit Glanzfalle (Farbmessgeräte) und erfassen einen Wellenlängenbereich zwischen 400 und 700 nm. Die Beleuchtung entspricht angenähert —• Normlichtart D65. Die beiden jüngeren Elrephos besitzen gepulste Xenonlampen im Gegensatz zur Dauerbrennerlampe des alten Elrepho. Ein UV-Filter dient der Eliminierung des fluoreszenzfähigen Lichts, um bei optisch aufgehellten Proben die —• Aufhellung zu bestimmen. Der UVStrahlungsanteil der Beleuchtung lässt sich bei den jüngeren Gerätetypen regeln, wodurch es möglich ist, zeitlich konstante Farbmessbedingungen zu erzielen. Aufgrund der spektralen Messung können Farbwerte nicht nur für die beleuchtende Lichtart D65, sondern auch noch für andere Lichtarten (z.B. Normlichtart C) bestimmt werden. Durch Kopplung mit einem externen Rechner oder auch über im Messgerät enthaltene EPROMS lassen sich mittels diverser Farbmetrikfunktionen im Wesentlichen die folgenden —• Farbmaßzahlen und optischen Kenngrößen bestimmen, die größtenteils genormt sind: • • • • • • • •

—•Normfarbwerte und —• Normfarbwertanteile CIE L*a*b*- und CIE L*c*h*-Farbwerte —• Weißgrade nach verschiedenen Formeln ISO-Helligkeit Metametrie-Index (—> Metamerie) Opazität Transparenz Reflexionsfaktoren. KE

Elektrofilter (electrostatic precipitator) Elektrofilter, häufig auch elektrische Abscheider genannt, nutzen die Wirkung eines

352 elektrischen Feldes auf geladene Partikel zur Staubabscheidung. Die Betriebsweise eines Elektrofilters kann in folgende Schritte unterteilt werden: • • • • •

Ladungserzeugung Aufladung der Staubpartikel Transport der Staubpartikel zur Niederschlagselektrode Anwachsen der Staubpartikelschicht auf der Niederschlagselektrode Entfernung der Staubschicht und Transport in den Staubsammelbehälter.

Die Aufladung der Partikel erfolgt durch Anlagerung negativer Gasionen, die zuvor in einem elektrischen Feld erzeugt wurden. Unter der Wirkung einer elektrischen Spannung von 30 000 bis 100 000 Volt wandern die aufgeladenen Partikel in Richtung auf die im Elektrofilter angeordneten Niederschlagselektroden. Hier bildet sich eine 1 bis 10 mm dicke Staubschicht, die in zeitlichen Intervallen automatisch abgereinigt wird. Die Entfernung der Staubschicht und der Transport in den Staubsammelbehälter können auf trockenem oder nassem Wege erfolgen. Im ersten Fall wird die Staubschicht durch Klopfschläge auf die Niederschlagselektrode gelöst und kontinuierlich, z.B. mittels Schnecke, in einen Staubbunker befördert. Im zweiten Fall wird die Niederschlagselektrode mit Wasser abgespritzt und der Staub fließt mit der Flüssigkeit nach unten in einen Sammelbehälter. Elektrofilter, die vorwiegend als Röhrenoder Plattenabscheider konstruiert werden, sind fur Prozesse mit hoher Abgastemperatur und großen Abgasvolumenströmen geeignet, wie sie bei Großfeuerungsanlagen, Zementfabriken, Gießereien, Eisenerz-Sinteröfen und Abfallverbrennungsanlagen auftreten. Es können Reststaubgehalte im Reingas von unter 10 mg/m 3 Abluft erreicht werden. Elektrische Abscheider sind auch im gesundheitsgefährdenden Feinstaubbereich sehr wirkungsvoll und haben nur einen relativ geringen Energiebedarf. Allerdings erfordern sie im Normalfall einen höheren Investitionsaufwand als z.B. Gewebefilter, nassarbeiten-

de Abscheider (z.B. Venturiwäscher) oder Massenkraftabscheider (z.B. Zyklone). Elektrofilter sind Bestandteil moderner Chemikalienrückgewinnungstechnologien sowohl beim Sulfit- als auch beim Sulfatverfahren. Sie dienen zur Staubabscheidung nach —• Rückgewinnungskesseln, nach —> Drehrohröfen und —• Sodakesseln. DA

Elektrofotografle (electrophotography) Während die klassische Fotographie die —• Lichtempfindlichkeit von Silberhalogeniden zur Erzeugung von Abbildungen nutzt, werden bei der Elektrofotografle Fotohalbleiter als lichtempfindliche Substanz verwendet. Solche Halbleiter (z.B. Selen, Zinkoxid, Cadmiumsulfit) weisen einen sehr hohen Dunkelwiderstand auf (bis zu ΙΟ 14 Ω ) , während ihr Widerstand bei —> Belichtung um 5 bis 10 Zehnerpotenzen niedriger ist. Für die Elektrofotografle haben sich dünne Selenschichten auf metallischem Träger bewährt (Abb.). Die Sensibilisierung geschieht durch Aufsprühen positiver Ionen aus einer Coronaentladung. Zu diesem Zweck wird ein dünner Draht in geringem Abstand über die Oberfläche gefuhrt. Der Draht befindet sich auf einem Potential von rund 8 000 V. Die Oberseite der Schicht wird dadurch auf etwa + 600 V aufgeladen; auf der Rückseite bildet sich eine entsprechende negative Influenzladung. Durch die Erzeugung der elektrostatischen Ladung ist die beschichtete Platte sensibilisiert. Bei Belichtung tritt an den belichteten Stellen infolge der Abnahme des Widerstands eine Entladung, d.h. ein Ausgleich der Ladungen zwischen Ober- und Rückseite ein, wobei die Ladung über die geerdete Metallschicht abfließt. An den Stellen, an denen kein Licht eintritt, bleibt die Ladung erhalten. Damit ist ein latentes „Bild" als Ladungsrelief entstanden. Für die Entwicklung, d.h. die Sichtbarmachung latenter elektrostatischer Bilder, gibt es verschiedene Verfahren, die auch als elektrostatische Vervielfaltigungsverfahren be-

353 zeichnet werden. Bei den indirekten Verfahren wird ein feinkörniger, elektrisch entgegengesetzt geladener Farbpuder (—• Toner) auf den Stellen mit elektrostatischer Aufladung aufgebracht.

Sensibilisierung der Photohalbleiterschicht Bewegungsricbtung CoronaEntladung

Belichtung der Photohalbleiterschicht

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Belichtete Photohalbleiterschicht +++++++ +++++++

V Entwicklung der Photohalbleiterschicht +++++++

. Toner

+++++++

Entwickelte Photohalbleiterschicht

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Übertragung des Toners auf den Bedruckstoff ——Bedruck-

Tf

Prinzip der Elektrofotografie (Quelle: Institut für Papierfabrikation, T U Darmstadt)

Im Kaskadenverfahren mischt man den Farbpuder mit einem wesentlich gröberen Mate-

rial (Träger). Diese Mischung lässt man in einer Kaskade über die Halbleiterschicht rieseln. Durch Reibungseffekte laden sich Trägerkugeln und Farbpuder gegenseitig auf, wobei der Farbpuder eine der Polarität der belichteten Halbleiterschicht entgegengesetzte Ladung erhält und an dieser haften bleibt. Nach Abschluss der Enwicklung befindet sich ein Farbpuder-Bild auf der Schicht. Um dieses Bild auf einen —>Bedruckstoff (z.B. Papier) zu übertragen, setzt man elektrostatische Kräfte ein. Der Bedruckstoff wird auf das Bild gelegt und von der Rückseite her elektrisch aufgeladen, wodurch eine Haftung des Farbpuderbildes am Bedruckstoff hervorgerufen wird. Weitere Verfahren bestehen darin, Puder oder hochdisperse Flüssigkeit über das Ladungsrelief zu blasen oder zu streifen (Magnetbürstenentwicklung). Neben den trocknen Entwicklungsverfahren wird auch die Flüssigkeitsentwicklung angewendet. Die färbende Substanz ist hierbei in einer isolierenden Flüssigkeit suspendiert. Beim Eintauchen des belichteten Materials werden die in der Flüssigkeit schwebenden Farbstoffteilchen von den geladenen Bildstellen angezogen und haften dort. Die Fixierung des übertragenen Farbpuders erfolgt durch Einwirkung von Hitze, die die thermoplastischen Bestandteile des Farbpuders schmelzen lässt, durch chemische —> Lösungsmittel, die aufgesprüht werden, oder durch eine Lackierung. Bei diesen indirekten elektrostatischen Vervielfältigungsverfahren wird eine färbende Substanz von einer —• Druckform (entwickelte Halbleiterschicht) auf den Bedruckstoff übertragen, was laut Definition (—• Drucken) einem Druckvorgang gleichkommt. Geräte, die auf diese Weise Vervielfältigungen herstellen, vereinigen die Druckformherstellung und den Druck in einem Aggregat. Indirekte elektrostatische Vervielfältigungsverfahren, die nach dem Prinzip der Elektrofotografie Vervielfältigungen herstellen, werden daher auch als elektrostatische Druckverfahren (—• Xerographie) bezeichnet. Beim direkten elektrostatischen Vervielfaltigungsverfahren wird ein mit einem Foto-

354 halbleiter (meist Zinkoxid) beschichtetes, aufgeladenes Papierblatt belichtet. Die Sensibilisierung durch Coronaentladung erfolgt wie bei den indirekten Verfahren. Die Entwicklung wird mit Flüssigkeitsentwicklern und dispergiertem Farbpuder durchgeführt und ist ein rein elektrofotografischer Kopiervorgang. Nach dem Fixieren des Farbpulvers kann das Pulver mit einer speziellen Präparationslösung hydrophiliert werden. Diese Verfahren werden zur Herstellung von Druckformen für den kleinformatigen Offsetdruck (z.B. Elektrofax-Verfahren) und als analoges ProofVerfahren (z.B. Remak-Verfahren) angewandt. NE

Elektroisolierpapier (electrical insulating paper or board) Auch Isolierpapier genannt; in der Regel aus Zellstofffasern gefertigtes Papier (DIN 6730). Isolierpapiere dienen entweder zum Schutz vor Feuchtigkeit oder zur elektrischen Isolierung von elektrischen Bauteilen (z.B. Kabel, Transformatoren). Gute elektrisch isolierende Eigenschaften werden durch eine Imprägnierung des Rohpapiers mit speziellen Harzen und Ölen erreicht, das anschließend keine -> Poren aufweisen darf. Die Imprägnierung erfolgt meistens nach dem Umspinnen der Drähte mit dem Isolierpapier im Vakuum. Eine Spezialimprägnierung erfolgt für Sicherheits-Zündkabel (-> flammsichere Papiere). Außerdem muss das sehr feste, füllstofffreie und ungeleimte Rohpapier aus meist ungebleichten Sulfatzellstoffen völlig frei von Metallen, Säuren, Salzen und anderen leitenden Beimengungen sein. Die Gleichmäßigkeit der Papierdicke und die Formation müssen sehr hohen Anforderungen genügen. Zu den Elektroisolierpapieren gehören Kondensatorpapier und Pressspan. Obwohl Elektroisolierpapiere zunehmend durch Kunststoffe als Isoliermaterial verdrängt werden, bieten sie in einigen Klimazonen Vorteile. Außerdem sind bei langen papierisolierten Kabeln Schadensstellen besser detektierbar. Zu den teilweise gefärbten Kabelpapieren gehören auch Telefonkabel-, Hoch-

spannungs- und Höchstspannungskabelpapiere, Halbleiterpapiere und Spezialkabelkrepppapiere mit flächenbezogenen Massen je nach Anforderungsprofil zwischen 40 und 150 g/m 2 . Die Papiere werden in Isolierklassen nach DIN VDE 0530 eingestuft. RH

Elektrolyse (electrolysis) Bei einer Elektrolyse wird elektrischer Strom (Gleichstrom) über Pole (Kathode und Anode) durch eine salzhaltige wässrige Lösung oder eine Salzschmelze geleitet. Der Strom wandelt die Ionen in der Lösung bzw. in der Schmelze an den Polen in elektrisch neutrale Atome um. Dabei werden Salze durch Oxidation oder Reduktion, d.h. durch die Abgabe oder Aufnahme von Elektronen, in neutrale Atome umgewandelt. Diese reagieren weiter, so dass bei der Elektrolyse von Kochsalz (NaCl) —> Chlor und Natrium entstehen; letzteres reagiert in wässriger Lösung zu —• Natronlauge und Wasserstoff weiter. SÜ

Elektromagnetische Trocknung (electro magnetic drying) Trocknungsverfahren, die auf der Wirkung elektromagnetischer Strahlung basieren, lassen sich unter dem Oberbegriff elektromagnetische Trocknung zusammenfassen. Im weiteren Sinne fällt unter diese Kategorie auch die —> Infrarottrocknung. Im engeren Sinne versteht man darunter die Trocknung in einem hochfrequenten elektrischen Wechselfeld, auch Hochfrequenztrocknung (HFTrocknung) genannt. Bei der HF-Trocknung werden in einem Kondensatorfeld elektromagnetische Schwingungen mit Frequenzen von IO7 bis 109 Hertz erzeugt. Wird das feuchte Gut durch dieses Feld geführt, so werden die Wassermoleküle aufgrund ihres ausgeprägten Dipolcharakters im Takt der Richtungswechsel des Hochfrequenzfeldes hin- und hergedreht und dabei zu mechanischen Schwingungen angeregt. Durch die permanent stattfindenden Kollisionen zwischen benachbarten Molekülen wird Energie aus dem Feld abgezogen und in

355 Wärme umgewandelt. An Stellen mit höherem Wassergehalt erfolgt dementsprechend eine stärkere Erwärmung des Trocknungsguts. Auf diese Weise werden anfängliche Feuchtegehaltsunterschiede (—> Feuchtegehalt) in der Papierbahn schnell ausgeglichen. HF-Trockner benötigen sehr viel Energie und sind daher nicht zur Entfernung großer Wassermengen geeignet. Ihr Einsatzgebiet liegt im letzten Bereich der Trocknung zur Einstellung und Vergleichmäßigung der Endfeuchte. In der Papierindustrie findet sich die HF-Trocknung nur in einigen Spezialfällen am Ende der —> Trockenpartie von Papiermaschinen als Endfeuchteregler. HC

Ëlektronenstrahltrocknung (electron beam curing , EB curing) Die Ëlektronenstrahltrocknung (ES-Trocknung) wird ebenso wie die —» UV-Trocknung auch als Härtung bezeichnet. Bei beiden Verfahren werden spezielle, für den jeweiligen Anwendungsfall hergestellte —• Druckfarben durch Bestrahlung ausgehärtet. Die Druckfarben fur die ES-Trocknung besitzen die gleichen Farbpigmente (—• Farbmittel) wie die herkömmlichen Druckfarben, als —> Bindemittel (für Druckfarben) werden jedoch Acrylat-Präpolymere und -Monomere verwendet. Die Molekülketten der Präpolymere und Monomere werden durch die Bestrahlung mit schnellen Elektronen zur —• Polymerisation angeregt. Innerhalb der Druckfarbe entsteht so ein dreidimensionales Netzwerk von Molekülketten, das die Farbe innerhalb von Sekundenbruchteilen aushärtet. Die in einem Niederenergiebeschleuniger erzeugten Elektronen sind energiereich genug, um selbst dicke Beschichtungen sowie den —> Bedruckstoff zu durchschlagen. Auf diese Art können —> Schön- und —• Widerdruck gleichzeitig getrocknet werden. Aufgrund der Fähigkeit, auch dicke Schichten zuverlässig zu härten, wird die ES-Trocknung vorwiegend beim Beschichten von Oberflächen und im Verpackungsdruck eingesetzt. Vorteile der ES-Trocknung sind u.a.:

• • • •

lösemittelfreie Druckfarben (keine schädlichen —• Emissionen) niedriger Energieverbrauch geringer Platzbedarf der Trockeneinrichtung praktisch keine Erwärmung des Bedruckstoffs, so dass keine Kühlung und Nachbefeuchtung nötig sind.

Nachteile der ES-Trocknung sind u.a.: •

• •

•

die Druckfarben sind (bisher) um das Zwei- bis Dreifache teurer als herkömmliche Druckfarben einzelne Bestandteile der Druckfarben wirken hautreizend nicht alle —> Gummidrucktücher und —• Druckplatten des —• Offsetdrucks sind für den Einsatz von strahlhärtenden Druckfarben geeignet die Farben neigen in schnelllaufenden —> Druckmaschinen stärker zur Farbnebelbildung. BG

Elektronische Messgeräte (caliper and moisture sensors) 1) Die Dickenmessung von Papier nützt die Abhängigkeit der elektromagnetischen Induktivität vom Abstand zwischen einem Elektromagneten und seinem Anker. Wird zwischen Elektromagnet und Anker eine Papierbahn unterschiedlicher Dicke hindurchgeführt, so ändert sich der Magnetfluss entsprechend. Es gibt verschiedene Messkopfformen, von denen die Messung bei Berührung nur einer Papierseite am häufigsten ist, vor allem an schnelllaufenden Papiermaschinen. Die Dickenmessung kann mit der Regelung der flächenbezogenen Masse und der Papierfeuchtigkeit verknüpft werden. 2) Für die Feuchtigkeitsmessung kommen verschiedene Messprinzipien in Frage: • • •

Infrarot-Verfahren (IR-Verfahren) Mikrowellen-Verfahren Kapazitive Verfahren.

356 Daneben gibt es noch Methoden von untergeordneter Bedeutung. Von großer Bedeutung, vor allem in der on-line Messtechnik, sind nur die IR- und Mikrowellen-Verfahren. Während beim IR-Messprinzip die Mess- und Vergleichswellenlänge bei 1 950 bzw. 1 800 nm liegt, wird beim Mikrowellenmessprinzip mit Wellenlängen von 1 bis 15 cm gearbeitet. Das Mikrowellenmessprinzip wird dort herangezogen, wo Infrarot-Strahlen nicht eingesetzt werden können, z.B. bei rußgefüllten Papieren. Darüber hinaus hat sich die Mikrowellenmesstechnik neben der Infrarottechnik als ein sicheres, berührungsloses on-line Messverfahren an Papiermaschinen ebenfalls etabliert. Die Messgeräte können zur Messung des Längs- und Querprofils von Papierbahnen verwendet werden. Für die Messung des Querprofils (z.B. von Dicke oder Feuchte) sind Messrahmen erforderlich, die eine Traversierung quer über die Papierbahn ermöglichen. Da in der Zeit, in der der Messkopf einmal über die Bahnbreite hin und hergelaufen ist, die Bahn, abhängig von der Maschinengeschwindigkeit, eine mehr oder weniger große Wegstrecke zurückgelegt hat, erhält man auf diese Weise ein zeitlich verschobenes Querprofil. TI

Elektrostatische Aufladung (electrostatic charge) Bei der „Erzeugung" statischer Elektrizität (elektrostatische Aufladung) werden Elektronen und/oder Ionen an der Grenzschicht in irgendeiner Form verschoben, so dass an bestimmten Stellen mehr positive als negative Ladungen vorhanden sind. Dafür wird an einem anderen Ort ein entsprechender Betrag an negativer Überschussladung existieren. Ursachen für das Auftreten von Ladungsüberschüssen sind: • • • •

Trennung zweier Festkörperoberflächen Flüssigkeitszerstäubung (Lenard-Effekt) Verschiebung einer flüssigen gegenüber einer festen Oberfläche Influenz.

Statische Aufladung kann in —• Rollendruckmaschinen durch Reibung der Papierbahn an Leitelementen (—» Wendestangen) bzw. in —• Bogendruckmaschinen beim Trennen der Bogen auftreten. Bei hohen Spannungen bzw. hohen Feldstärken können in —• Tiefdruckmaschinen Funken entstehen, die unter ungünstigen Umständen zur Explosion von Lösemitteldämpfen führen (—> Lösemittel). Beim Bogendruck kann es zu Anlegeschwierigkeiten (—»Anleger) und damit zu —• Passerdifferenzen kommen. Im Auslagestapel (—• Ausleger) können —> Abschmieren und —• Abliegen der frischen —> Druckfarbe auftreten, wenn das trennende Luftpolster zwischen den bedruckten Bogen infolge statischer Aufladung und damit verbundener gegenseitiger Anziehung der Bogen zu schnell entweicht. Bei einem optimalen Feuchtegehalt des Papiers (—> Gleichgewichtsfeuchte im Stapel zwischen 45 und 55 % und einer entsprechenden Raumluftfeuchte von 50 %) ist die Gefahr von statischer Aufladung gering. In der Praxis haben sich zur Vermeidung bzw. zur Beseitigung statischer Aufladung Entelektrisierungsgeräte bewährt. FA

Elektrostatische Druckunterstützung (electrostatical assist) Mithilfe der elektrostatischen Druckunterstützung, auch elektrostatische Farbübertragungshilfe (Abk.: ESA) genannt, soll eine im Druckspalt eines —• Druckwerks aufgebrachte elektrische Ladung möglichst schnell eine ausreichende elektrische Feldstärke aufbauen, damit die Farbübertragung vom Druckformzylinder auf den —• Bedruckstoff intensiviert wird (Abb.). Eingesetzt wird die elektrostatische Druckunterstützung hauptsächlich im —• Tiefdruck beim —> Drucken von gravierten Tiefdruckzylindern (—• Tiefdruckgravur). Vor dem Einlaufen der Papierbahn in die Druckzone neutralisiert eine Entladungselektrode die auf der Papierbahnoberfläche befindliche Ladung. Der Druckformzylinder wirkt als Elektrode und die in den Rasternäpfchen befindliche —• Druckfarbe nimmt den Ladungszustand der —> Druckform an.

357 Der Gegendruckzylinder (—• Presseur) ist als Gegenelektrode ausgebildet. Zwischen Presseur und Druckformzylinder bildet sich im Druckspalt ein elektrisches Feld. Gelangt das elektrisch nichtleitende Papier in dieses elektrische Feld, werden sich auf der Oberfläche durch interne Verschiebungen örtlich positive und negative Überschussladungen bilden, deren Beträge gleich groß sind. Die positiven Ladungen nähern sich den negativen, die das Feld erzeugen, und die negativen Ladungen entsprechend den positiven, die für die Bildung des Felds verantwortlich sind (Influenzwirkung). Die der Druckform zugewandte Papieroberfläche besitzt eine der Druckfarbe entgegengesetzte Polarisation. Dadurch wird auf die Druckfarbe eine Kraft in Richtung Papier ausgeübt, die sich zu den mechanisch wirksamen Kräften der Farbübertragung addiert und zu einer vollständigen Näpfchenentleerung führt.

Elektrostatischer Pudertiefdruck (electrostatic powder rotogravure) Der elektrostatische Pudertiefdruck ist ein —•Druckverfahren, bei dem Farbpuder aus den Rasternäpfchen einer Tiefdruckform unter Einwirkung elektrostatischer Kräfte auf den —• Bedruckstoff übertragen wird. Bei diesem —> Tiefdruckverfahren wird der Tiefdruckformzylinder nicht mit einer flüssigen —• Druckfarbe eingefärbt, sondern mit Farbpuder eingestäubt. In üblicher Weise wird die Zylinderoberfläche vom überschüssigen Farbpuder durch Abrakeln befreit. Danach wird das in den Näpfchen verbliebene Farbpuder durch elektrostatische Kräfte auf den gegenpolig zum Farbpuder elektrisch aufgeladenen Bedruckstoff übertragen. Die Fixierung des übertragenen Farbpuders erfolgt durch Einwirkung von Hitze, die die thermoplastischen Bestandteile des Farbpuders schmelzen lässt. NE

Elementarchlorfrei gebleichter Zellstoff (elemental chlorine free pulp) ECF-Zellstoff

Prinzip der elektrostatischen Druckunterstützung

Durch den Einsatz der elektrostatischen Druckunterstützung werden —• Missing Dots vermieden und die —• Druckqualität verbessert. Die —> Druckspannung im Druckspalt kann verringert werden, wodurch sich die Standzeiten der Presseure erhöht und die Durchbiegung der Druckformzylinder, insbesondere bei größeren Zylinderbreiten, verringert wird. NE

Elektrostatische Druckverfahren (electrostatic printing process) —> Elektrofotografie

Elementarfibrille (elementary fibril) Unter einer Elementarfibrille versteht man eine Struktureinheit der nativen —> Cellulose, bestehend aus kristallin geordneten, parallelen Molekülketten. Die Elementarfibrillen weisen einen Querschnitt von ca. 3 · 10 nm auf. Ihre Länge ist nicht genau definiert, weil die Molekülketten allmählich in einen weniger geordneten Zustand übergehen („Fransen"). Sie wird üblicherweise mit 15 bis 20 nm angegeben. Das monokline Kristallgitter der Cellulose I wird durch eine Elementarzelle mit den Dimensionen 0,817 nm · 0,784 nm · 1,03 nm gebildet. GU

Elimination (elimination) Unter Elimination versteht man das Entfernen bzw. den Abbau eines Stoffs (z.B.

358 —» Phosphatelimination, —» NO x -Abgasreinigung), einer summarischen Stoffgröße (z.B. abfiltrierbare Stoffe, —> Staub) oder einer (summarischen) Wirkgröße (z.B. —• CSB, —» BSB5, —» Geruchseinheit) in einer Reinigungsanlage (—»Abwasserreinigung, —»Abgasreinigung). Zur Bezifferung des Umfangs oder des Ausmaßes der Elimination eines Stoffs bzw. einer Stoff- oder Wirkgröße, d.h. des Eliminationsgrades (z.B. CSBei) oder Wirkungsgrades (TICSB), errechnet man den Quotienten aus der Differenz Zulauf- minus Ablaufkonzentration, dividiert durch Zulaufkonzentration, wobei die Angabe des Ergebnisses meist in Prozent erfolgt. Dabei können die Begriffe Eliminationsgrad und Wirkungsgrad gleichbedeutend verwendet werden. Ein einfaches Rechenexempel soll dies verdeutlichen: Ein chemisch-mechanisch vorgereinigtes Papierfabriksabwasser hat z.B. einen CSB-Wert = 1 600 mg/1 und einen BSB 5 Wert = 800 mg/1. Nach biologischer Reinigung (z.B. —» aerober Abwasserbehandlung) werden im Ablauf des —»Nachklärbeckens CSB = 130 mg/1 und BSB 5 = 8 mg/1 gemessen. Aus diesen Angaben können folgende Wirkungs- bzw. Eliminationsgrade errechnet werden: CSBei = (CSBzulauf- CSBAblauf) ^ CSBZulauf ' 100 [%] = (1 600 - 130) mg/1 / 1 600 mg/1 · 100 [%] = 92 %

gischen Reinigungsstufen bungsverfahren) .

(z.B.

—> BeleDE

Eluat (leachate) Eluat (lat.: eluere = auswaschen) ist in der Naturwissenschaft die gebräuchliche Bezeichnung für den Ablauf (Elutionsmittel) nach Herauslösen, ggf. auch Verdrängen von adsorbierten Stoffen (z.B. —» Farbstoffe, Salze) aus meist festen Adsorbentien (z.B. —• Aktivkohle, —• Harze). Die Analyse des Eluats bei —» Abfällen ist von besonderem Interesse hinsichtlich einer Bewertung auf ihre Deponiefähigkeit nach der —»Technischen Anleitung Siedlungsabfall. Die Eluatherstellung zur Bestimmung der Parameter nach Anhang Β der TA Siedlungsabfall sind durch die D I N 38414-S4 geregelt. Folgende Ergänzungen/Abweichungen sind hierbei zu beachten: •

• • • •

Die Originalstruktur der einzusetzenden Probe sollte weitestgehend erhalten bleiben. Grobstückige Anteile sind zu zerkleinern. Es soll eine Weithals-Glasflasche (10 cm Durchmesser) verwendet werden. Einmal pro Minute über Kopf drehen Zentrifugieren Anschließend wird ein einmaliges Filtrieren über Membranfilter (Porenweite: 0,45 μιη), ggf. Druckfiltration vorgeschrieben. DE

T1bsb5 - BSB5,ei = (BSB 5)Zu i au f - BSB5)Abiauf)/BSB 5>Zuiauf · 100 [%] = (800 - 8) mg/1/ 800 mg/1 · 100 [%] Eluatkriterien = 99 % (leachate criteria) In Anhang Β der - » Technischen Anleitung Das angegebene Zahlenbeispiel spiegelt die Siedlungsabfall sind folgende Eluatkriterien Verhältnisse wider, wie man sie in vielen (—» Eluat) für —» Abfälle, die auf —» Depo—»Abwasserreinigungsanlagen der Papierinnien beseitigt werden, zusammengefasst dustrie vorfindet. Identische Zahlenwerte er(Tab.). Dabei ist zu beachten, dass diese Abhält man auch, wenn man die entsprechenden fälle nicht verwertet werden können und die Frachten, d.h. die Produkte aus Konzentration Zuordnungskriterien des Anhangs Β der TA und Volumenstrom, zugrunde legt. Die zu Siedlungsabfall erfüllen. Je nach Standort eliminierenden BSB5-Frachten spielen eine und Abdichtung der Deponie werden unterwichtige Rolle bei der Auslegung von bioloschiedliche Anforderungen an die zu depo-

359 nierenden Abfälle gestellt, zusammengefasst

als Deponieklasse I oder II. 1) Deponieklasse I: Deponie, in der Abfälle abgelagert werden können, die einen sehr geringen organischen Anteil enthalten und bei denen eine sehr geringe Schadstofffreisetzung im Auslaugeversuch stattfindet. Nr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Eluatkriterien Ph-Wert Leitfähigkeit TOC Phenole Arsen Blei Cadmium

Chrom V I Kupfer Nickel Quecksilber Zink Fluorid Ammonium-N Cyanide, leicht freisetzbar 16 AOX 17 Wasserlöslicher Anteil (Abdampfrückstand)

Deponieklasse I 5,5-13,0 < 10 000 μ S/cm < 20 mg/1 < 0,2 mg/1 < 0,2 mg/1 < 0,2 mg/1 < 0,05 mg/1 < 0,05 mg/1 < 1 mg/1 < 0,2 mg/1 < 0,005 mg/1 < 2 mg/1 < 5 mg/1 < 4 mg/1 < 0,1 mg/1 < 0,3 mg/1 < 3 Masse-%

Eluatkriterien für Deponieklassen

2) Deponieklasse II: Deponie, in der Abfalle abgelagert werden können, die einen höheren organischen Anteil enthalten als die, die auf Deponien der Klasse I abgelagert werden dürfen und bei denen auch die Schadstofffreisetzung im Auslaugeversuch größer ist als bei der Deponieklasse I; zum Ausgleich sind die Anforderungen an den Deponiestandort und an die Deponieabdichtung höher. DE

Emissionen (emissions) Emissionen sind Einwirkungen einer Anlage auf die Umwelt. Der Begriff bezieht sich auf

die von der Anlage ausgehende Belastung (z.B. als Fracht bestimmter Stoffe) oder Gefährdung in absoluten Größen, unabhängig von der Aufnahmefähigkeit der Umwelt, auf die die Emissionen einwirken. Der Begriff ist abzugrenzen von dem Begriff —> Immissionen (—> Immissionsgrenzwerte). Für die Praxis wird der Unterschied wesentlich bei der Diskussion von —> GrenzDeponieklasse I I werten, wobei für den 5,5-13,0 Betreiber einer Anlage < 50 000 μ S/cm letztlich immer die für < 100 mg/1 ihn geltenden Emissions< 50 mg/1 grenzwerte maßgeblich sind. Diese werden aber < 0,5 mg/1 vielfach aus Immissions< 1 mg/1 grenzwerten abgeleitet. < 0,1 mg/1 Die in Deutschland all< 0,1 mg/1 gemein verbindlichen < 5 mg/1 Regelungen der Anhänge < 1 mg/1 der Abwasserverordnung < 0,02 mg/1 sind emissionsbezogene < 5 mg/1 Regelungen. Dies gilt < 25 mg/1 auch für die noch festzulegenden Regelungen der < 200 mg/1 besten verfügbaren Tech< 0,5 mg/1 nik (best available technique BAT, IVU< 1,5 mg/1 Richtlinie zur integrierten < 6 Masse-% Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung, —> integrated pollution prevention and control IPPC). MÖ Emissionserklärung (emission declaration) Nach § 27 des —> Bundes-Immissionsschutzgesetzes (BImSchG) hat der Betreiber einer genehmigungsbedürftigen Anlage der zuständigen Behörde regelmäßig Angaben über Art, Menge, räumliche und zeitliche Verteilung der Luftverunreinigungen, die von der Anlage in einem bestimmten Zeitraum ausgegangen sind, sowie über die Austrittsbedingungen zu machen. Nähere Einzelheiten regelt die 11. Verordnung zur Durchführung des BImSchG (Emissionserklärungsverord-

360 nung - 11. BImSchV) vom 12. Dezember 1991 (BGBl. I S. 2213), geändert durch Verordnung vom 26. Oktober 1993 (BGBl. I S. 1782). Inwieweit mit dem Anschluss an eine —» Emissionsfernüberwachung die Vorlage einer Emissionserklärung überflüssig ist, muss mit der zuständigen Behörde abgeklärt werden. Es gibt auch Überlegungen, bei Teilnahme am EG—• Öko-Audit auf die Emissionserklärung zu verzichten. Literatur: Feldhaus, F.: Bundesimmissionsschutzrecht. Kommentar, Loseblattsammlung. Heidelberg: C.F. Müller, Stand 1998 Ule, C. H.; Laubinger, H.-W.: Bundesimmissionsschutzgesetz. Kommentar, Loseblattsammlung, Neuwied, Kriftel, Berlin: LuchMR terhand, Stand Oktober 1998

Emissionsfernüberwachung ( remote-emission - distant-monitoring) Die Emissionsfernüberwachung (EFÜ) ist ein computergesteuertes, automatisches Meldesystem für Emissionswerte. Es überträgt diese Daten direkt von der emittierenden Anlage zu der zuständigen Behörde. Die Einrichtung erfolgte bisher meist freiwillig und in den einzelnen Bundesländern mit sehr unterschiedlicher Geschwindigkeit. Die Rechtsgrundlage fur die zwangsweise Einfuhrung ist nicht ganz unumstritten, insbesondere werden herangezogen die § § 2 6 bis 29 und § 31 des —• Bundes-Immissionsschutzgesetzes (BImSchG). Haupteinwand ist die Tatsache, dass durch die —> Emissionserklärung diese Daten den Behörden ohnehin zur Verfügung gestellt werden müssen und die kontinuierliche Übermittlung zu einem großen Arbeitsaufwand bei den Behörden fuhrt, wenn dort eine Bearbeitung dieser Daten erfolgt. Im Einzelfall ist mit der Behörde abzuklären, ob durch die Emissionsfernübertragung auf die Emissionserklärung verzichtet werden kann. MR

EMPA Eidgenössische Materialprüfungs- und Versuchsanstalt, St. Gallen, Schweiz. Die EMPA wurde 1880 als Anstalt zur Prüfung von Baumaterialien in Zürich an der heutigen Eidgenössischen Technischen Hochschule (ΕΤΗ) gegründet. Zum Aufgabenspektrum gehören folgende Arbeitsschwerpunkte: Werk- und Baustoffe, Umwelttechnik sowie Sicherheit und Qualität (von Bauwerken, Anlagen, Produkten, Verfahren). Die EMPA unterstützt die Hochschulen und andere Lehranstalten in Lehre und Forschung und führt in ihren Fachgebieten Kurse zur Aus- und Weiterbildung durch. In den Bereichen Forschung und Entwicklung, amtliche Prüfung und Beratung, Mitarbeit bei der Aufstellung von Vorschriften und normativen Bestimmungen, Mitwirkung beim Vollzug von Erlassen des Bundes sind an 3 Standorten der EMPA 775 Mitarbeiter beschäftigt. Mit der —• UGRA besteht ein Kooperationsvertrag zur Durchführung der Arbeiten FA auf dem Drucksektor durch die EMPA.

Empfehlung X X X V I (Recommendation XXXVI) Die Kunststoffkommission des Bundesinstituts für gesundheitlichen Verbraucherschutz und Veterinärmedizin (BgVV) - vormals Bundesgesundheitsamt (BGA) spricht Empfehlungen für die gesundheitliche Beurteilung von Kunststoffen im Rahmen des —• Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetzes (LMBG) aus. Die Empfehlung X X X V I beschäftigt sich mit Papieren, Kartons und Pappen für den Lebensmittelkontakt. Diese Empfehlung, die durch Mitteilungen des BgVV im Bundesgesundheitsblatt fortgeschrieben wird, ist eine „Positivliste". Sie führt auf, welche Papierrohstoffe, Fabrikationshilfsmittel, Papierveredlungsstoffe und Fertigerzeugnisse für die Herstellung von Papier, Karton und Pappe im Lebensmittelkontakt verwendet werden dürfen. In der Empfehlung X X X V I / 1 werden die Rohstoffe aufgeführt, die Koch- und Heißfilterpapiere (—> Filtrierpapier) und Filter-

361 schichten enthalten dürfen. Die Empfehlung X X X V I / 2 beschreibt die Zusammensetzung von Papieren, Karton und Pappen für Backzwecke (—> Backpapier). Unter Bezug auf die Empfehlung X X X V I hat das BgVV im Jahr 1996 auch Hinweise zur Beurteilung von —• Hygienepapieren und Intimhygieneerzeugnissen (z.B. —» Tampons) bekanntgegeben. GT

Emulgator (emulsifier) Emulgatoren setzen die Grenzflächenspannung zwischen den beiden Phasen einer —• Emulsion herab und bewirken daneben eine (kinetische) Stabilisierung der (thermodynamisch instabilen) Emulsion. Durch Grenzflächenfilme sowie durch Ausbildung sterischer oder elektrischer Barrieren wird die Koaleszenz (Zusammenfließen) der emulgierten Teilchen verhindert. Der strukturelle Aufbau eines Emulgatormoleküls ist amphiphil. Es besteht in der Regel aus einer hydrophilen Endgruppe (mit Affinität zu polaren Substanzen), einer hydrophilen Zwischengruppe und einer lipophilen Endgruppe (mit Affinität zu unpolaren Substanzen). Das Verhältnis von hydrophilen zu lipophilen Anteilen im Emulgatormolekül wird durch den HLB-Wert charakterisiert (HLB = hydrophilic-lipophilic balance). Emulgatoren mit hohem HLB-Wert (8 bis 16) führen zu O/W-Emulsionen, solche mit niedrigem HLB-Wert (4 bis 6) bilden bevorzugt W/O-Emulsionen. —• Netzmittel besitzen HLB-Werte von 7 bis 9. Man unterscheidet je nach hydrophiler Endgruppe 4 Klassen von Emulgatoren: • • • •

Anionische Emulgatoren (Endgruppe z.B. Carboxilat, Sulfonat) kationische Emulgatoren (Endgruppe z.B. quaternäre Ammoniumgruppe) amphotere Emulgatoren (Endgruppe z.B. Betain) nichtionische Emulgatoren (Endgruppe z.B. Alkohol-Rest, Polyether-Rest). Die lipophile Endgruppe besteht z.B. aus gesättigten, ungesättigten oder verzweigten Alkylresten. MN

Emulgieren (emulsification) Unter Emulgieren versteht man das intensive Vermischen von 2 ineinander unlöslichen Flüssigkeiten (z.B. Öl und Wasser) zur Herstellung einer —> Emulsion. Dies geschieht durch Einbringen von Energie in die Mischung der beiden Komponenten, z.B. durch Rühren, Ultraschallbehandlung oder Mahlen, wodurch die eine Flüssigkeit in Form mehr oder weniger großer Tröpfchen gleichmäßig in der anderen Flüssigkeit verteilt wird. Zur Stabilisierung von Emulsionen (Vermeidung von Entmischungen) werden spezielle —• Emulgatoren, die den Charakter von —• Tensiden aufweisen, zugesetzt. SE

Emulsion (emulsion) Emulsionen sind disperse Systeme von 2 nicht oder nur wenig miteinander mischbaren Flüssigkeiten. Die im Überschuss vorhandene Flüssigkeit bezeichnet man als äußere, kontinuierliche oder zusammenhängende Phase. Die in dieser Phase in Form feiner Tröpfchen verteilte Flüssigkeit nennt man die innere, diskontinuierliche oder disperse Phase. Je nach Größe der emulgierten Teilchen - sie kann zwischen 0,1 mm und 1 μιη variieren spricht man von Makro- (auch grob-dispers) und Mikroemulsionen (auch kolloid-dispers). Emulsionen weisen in der Regel eine Teilchengrößenverteilung auf (Polydispersität). Die meisten technischen Emulsionen bestehen aus einer wässrigen Phase und einer Ölbzw. Fettphase. Ist die wässrige Phase kontinuierlich und die Ölphase diskontinuierlich, so handelt es sich um eine Öl-in-WasserEmulsion (O/W-Emulsion). Im umgekehrten Fall (diskontinuierliche wässrige Phase und kontinuierliche Ölphase) spricht man von einer Wasser-in-Öl-Emulsion (W/O-Emulsion). Die Stabilität einer Emulsion wird bedingt durch den Verteilungsgrad der inneren Phase, die Qualität des Grenzflächenfilms, die Viskosität der äußeren Phase, das Phasenvolumenverhältnis und die Dichtedifferenz der Phasen. Grundsätzlich besitzen Emulsionen nur eine kinetische Stabilität. Ihr wirken Auf-

362 rahmen bzw. Sedimentation, Aggregation und Koaleszenz (Zusammenfließen) entgegen. Den Vorgang zur Herstellung einer Emulsion bezeichnet man als —• Emulgieren und die dafür verwendeten Hilfsstoffe als —> Emulgatoren. Oft enthalten Emulsionen weitere Zusatzstoffe, wie z.B. Stabilisatoren, Schutzkolloide oder —> Netzmittel. Beispiele für die Anwendung von Emulsionen in der Papierindustrie sind z.B. —> Polyacrylamid-Emulsionen (W/O) als —> Retentionsmittel, die zur —> Leimung verwendeten —• Alkylketendimer-Emulsionen (O/W) und —> Entschäumer auf Emulsionsbasis (O/W). MN

EN Europäische Normung (—• EN-Normung). Durch die zunehmende wirtschaftliche Verflechtung der Länder der Europäischen Union gewinnt die europäische Normung zunehmend an Bedeutung. Die zuständige Europäische Normenorganisation ist das Europäische Komitee für Normung (CEN) in Brüssel. Eine Reihe von —> ISO-Normen sind bereits in EN-Normen überführt oder werden zur Überführung vorbereitet. Nach Herausgabe der entsprechenden EN-Normen werden die diesbezüglichen nationalen Regelwerke, die dem Normeninhalt der betreffenden ENNormen entgegenstehen, in allen CENFA Mitgliedsländern zurückgezogen.

ckelplatte oder gegossene Platte (PlattenRundform) auf den Druckformzylinder aufgespannt (—> Druckform). Der Druck von Endlosvordrucken erfolgt in speziellen —• Endlosformulardruckmaschinen, die mit speziellen Aggregaten (Perforiereinrichtung, Stanzeinrichtung, Nummerierwerk, Leimwerk) ausgerüstet sind, im —• Offset-, —> Buch-, —> Flexodruck oder —• Letterset, weniger im —• Tiefdruck. Die Formularsätze bestehen meistens aus mehreren Bahnen. Die Längsseiten werden mit Führungslochrändern versehen; Querperforationen erlauben das Zickzackfalzen und das spätere leichte Trennen der einzelnen Formulare von den Endlosbändern. Die Anforderungen an die Eigenschaften von Papieren zur Herstellung von Endlosvordrucken (—> Endlosvordruckpapier) sowie die Abmessungen von Endlosvordrucken für die Datenverarbeitung sind normiert (DIN 6721, DIN 9771). Zur Prüfung der Formularqualität und der Stapelauslage bei Endlosformulardruckmaschinen wurden von der —> FOGRA Kontrollmittel entwickelt. Geprüft werden können: • • • • •

Endlosdruck (endless print) Als Endlosdruck wird die Herstellung von Druckerzeugnissen auf —• Rollendruckmaschinen mit Wiederaufwicklung der Bedruckstoffbahn oder mit —> Leporellofalz (Zickzackfalz) und Stapelauslage (—• Auslage) bezeichnet. Im Endlosdruck werden vorrangig Endlosvordrucke (auch Endlosformulare genannt), aber auch —• Tapeten, Dekordrucke oder Verpackungsmittel gedruckt. Die Druckelemente werden entweder direkt auf der Oberfläche des Druckformzylinders durch Gravur, Ätzung oder Fotopolymerisation aufgebracht (Nahtlosdruckform) oder als Wi-

•

Stapelneigung Hohllage des —• Stapels Längsseitigkeit der Führungslöcher bzw. Abstand der Führungslöcher Versatz des rechten zum linken Führungslochrand Rechtwinkligkeit der Falzperforation (—> Perforieren) und —> Planlage der Papierbahn.

Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die —• Durchschreibefähigkeit der Formularsätze mittels Durchschreibetester (Reuter, System FOGRA) zu prüfen. NE

Endlosformulardruckmaschine (continuous forms press , continuous stationery press) Endlosformulare werden auf speziellen —> Rollenoffsetdruckmaschinen gedruckt (—• Endlosdruck), die über verschiedene Aggregate verfügen. Neben den —• Druck-

363 werken gibt es in der Endlosformulardruckmaschine eine Reihe von Bearbeitungsstationen zur Weiterverarbeitung bzw. Konfektionierung der Bahn. Typische Aggregate der Endlosformulardruckmaschine sind neben den Druckwerken mit teilweise zwischengeschalteten —> Wendeeinrichtungen diverse Aggregate für die Abheftlochung, für spezielle Stanzungen (—• Stanzen), für das Einbringen der Führungsrandlochung, für die Längs- und Querperforation (—> Perforieren), für .das Längsschneiden und Besäumen der Bahn. Das Endaggregat einer Endlosformulardruckmaschine ist entweder ein ZickZack-Falzapparat (—• Falzapparat) oder ein Wickelapparat. Endlosformulare können demnach als gefalzte —> Stapel oder als Rollenware hergestellt werden. Endlosformulare bestehen oftmals aus mehreren übereinandergeführten bedruckten Papierlagen. Einige Endlosformulardruckmaschinen können bis zu 3 Papierbahnen bedrucken und in der Maschine zusammenführen, weiterverarbeiten und als Stapel auslegen. Die einzelnen Lagen bei mehrlagigen Endlosformularen werden aber meistens einzeln hergestellt und anschließend zusammengetragen (—• Kollationieren). Zusatzaggregate in einer Endlosformulardruckmaschine sind je nach Ausführung der herzustellenden Endlosformulare z.B. Nummerierwerke, Karbondruckwerke oder Tintingwerke, die zur Einfärbung von Papierbahnen benutzt werden. BG

Endlosvordruckpapier (paper for continuous forms) Meist Schreibmaschinenpapier, das den Festlegungen für Papier für datenverarbeitende Geräte (DIN 6721-1 und D I N 6721-2) entspricht (DIN 6730). Papiere für Endlosvordrucke, im allgemeinen Sprachgebrauch auch als Endlosformularpapiere bezeichnet, werden als Tabellierpapiere für konventionelle mechanische und nichtmechanische (z.B. elektrofotografische) Schnelldrucker in der zentralen Datenverarbeitung oder direkt am Arbeitsplatz (Personal-Computer) eingesetzt. Bei Bedarf erfolgt zuvor mittels -> Buch-

oder Offsetdruck ein ein- oder mehrfarbiger Formulardruck (z.B. Linien, Flächen). Für den Endlosdruck müssen die Papierrollen zuvor in einem getrennten Arbeitsgang auf beiden Seiten mit exakt angeordneten Randiochungen versehen werden. Dadurch werden Laufstörungen in den EDV-Druckern oder Anlagen für die Formularherstellung vermieden. Das Papier muss deshalb eine optimale Dimensionsstabilität besitzen, auf der Vorderseite bedruck- und (auch handschriftlich mit Tinte) beschreibbar sein. Es darf außerdem nicht stauben, keine losen Partikel und Fasern am Papierrand oder auf der Oberfläche aufweisen, keinen Schmutz enthalten und sich elektrostatisch nicht aufladen. Die höchsten Qualitätsanforderungen werden an -> Laserdruckpapiere gestellt. Durch eine beidseitige -> Oberflächenleimung wird die Abriebfestigkeit (-> Abrieb) des vollgeleimten Papiers Leimung) verbessert. Um eine genaue Lochstanzung zu gewährleisten, muss es eine bestimmte Biegesteifigkeit besitzen. Endlosvordruckpapiere werden meist holzfrei, z.T. aber auch -> holzhaltig, bei Maschinengeschwindigkeiten bis zu 1 500 m/min maschinenglatt gefertigt. Die flächenbezogene Masse der ungestrichenen, z.T. aber auch -> gestrichenen Papiere beträgt 40 bis 80 g/m 2 . Die Abmessungen der Papiere, wie Formathöhe und Formatbreite, sowie die Gestaltung der Führungslöcher sind in der DIN 9771 festgelegt. Jahresproduktion (Deutschland): 250 0001. RH

Energieversorgung (energy supply) Die Bereitstellung von Energie gemäß qualitativen und quantitativen Anforderungen der Energieverwender wird Energieversorgung genannt. Sie wird von einschlägigen Branchen, den Energieversorgungsunternehmen (EVU), vorgenommen. Dies sind die Unternehmen der Kohle- und Mineralölwirtschaft, Gas- und Elektrizitätsversorgung sowie der Fernwärme. Die Energieversorgung in Deutschland ist weitgehend marktwirtschaftlich orientiert.

364 Die einzelnen Energieträger stehen, soweit sie für die gleiche Energiedienstleistung verwendbar sind, miteinander in Konkurrenz. Besondere Regelungen gibt es für die Versorgung leitungsgebundener Energieträger, vor allem für die Stromversorgung. Die Energieversorgung ist für jede Volkswirtschaft von außerordentlicher Bedeutung. Sie spielt daher eine Schlüsselrolle in der Wirtschaft. Deshalb ist die öffentliche Hand daran interessiert, dass die Energieversorgung gesichert ist. Wichtig ist weiterhin der Energiepreis (internationale Wettbewerbsfähigkeit). Von allgemeiner Bedeutung ist die Umweltfreundlichkeit der Energieversorgung. Die volkswirtschaftliche Bedeutung der Energieversorgung lässt sich anhand folgender Erlöse ableiten: ca. 65 Mrd. DM/a (Elektrizitätswirtschaft), ca. 20 Mrd. DM/a (Gaswirtschaft), ca. 130 Mrd. DM/a (Mineralölwirtschaft). Zur Sicherung der Energieversorgung greift der Staat durch Subventionierungen sowie durch die Steuergestaltung ein. Insofern ist die erwähnte Marktwirtschaftlichkeit eingeschränkt. Zwecks Sicherung der Energieversorgung ist es für viele Staaten notwendig, Energieträger zu importieren. Deutschland importiert 67 % seiner benötigten Energie. In der Elektrizitätswirtschaft von Deutschland werden 85 % des Stroms von öffentlichen Kraftwerken geliefert. In wichtigen Bereichen ist die Energieversorgung der EVU international verflochten. Ein Großteil der Mineralölversorgung wird von multinationalen Unternehmen vorgenommen. Der wichtigste Leit-Energieträger ist das Mineralöl. Es bestimmt weitgehend das Preisniveau und hat entscheidenden Einfluss auf die Versorgungssicherheit. DE

Energiewirtschaftsgesetz (Energy Supply Act) Das Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) wird in Art. 1 des Gesetzes zur Neuregelung des Energiewirtschaftsrechts vom 24. April 1998 neu geregelt. Es ersetzt das bisher gültige Gesetz aus dem Deutschen Reich von 1935. Zweck des Gesetzes ist eine möglichst siche-

re, preisgünstige und umweltverträgliche, leitungsgebundene Versorgung mit Elektrizität und Gas im Interesse der Allgemeinheit. Es dient zur Umsetzung der EG-Richtlinien zum Binnenmarkt für Elektrizität und Gas. Im Gegensatz zu diesen Richtlinien, die eine schrittweise Liberalisierung des Energiemarktes vorschreiben, geht das deutsche Gesetz darüber hinaus und lässt den sofortigen Wettbewerb auf allen Verbrauchsstufen zu. Das Gesetz sieht vor, dass die Betreiber von Elektrizitätsversorgungsunternehmen anderen Unternehmen das Versorgungsnetz für Durchleitungen zu Bedingungen zur Verfugung stellen, die nicht ungünstiger sind als für das eigene Unternehmen. Um den Erlass von Verordnungen zur Einspeisung und Durchleitung von Elektrizität zu verhindern, wurde am 22. Mai 1998 die Verbändevereinbarung über Kriterien zur Bestimmung von Durchleitungsentgelten durch den Bundesverband der Deutschen Industrie, die Vereinigung Deutscher Elektrizitätswerke und den Verband der Industriellen Energie- und Kraftwirtschaft geschlossen. Hierin wird hauptsächlich die Vergütung von Durchleitungsdienstleistungen durch entfernungsabhängige Entgelte geregelt. Für die deutsche Zellstoff- und Papierindustrie - als viertgrößter industrieller Energieverwender - wird es dadurch zu einer Entlastung bei dem Kostenfaktor Energie (z.Zt. ca. 10 % vom Umsatz) kommen. Es ist damit zu rechnen, dass nach anfänglichen Turbulenzen sich ein Preisrückgang in Höhe von 30 bis 40 % einstellen wird. GT

EN-Normung (EN standardization) Für die Normung im Bereich der Europäischen Union ist das CEN (Comité Européen de Normalisation, Brüssel) eine europäische Normenorganisation, die europaweit anerkannte Normen (—• EN-Normen) erarbeitet und veröffentlicht. Mitglieder dieser Organisation sind derzeit die nationalen Normenorganisationen der 15 EU-Mitgliedsländer sowie die nationalen Normenorganisationen Islands, Norwegens, der Schweiz und Tsche-

365 chiens. Deutsches Mitglied des CEN ist das —• D I N mit seinen Normenausschüssen. Die EN-Normen sind die Ergebnisse der europäischen Normungsarbeit, die inhaltsgleich in Englisch, Französisch und Deutsch als EN-Normen veröffentlicht werden. Nach einer Ratifizierung durch CEN müssen ENNormen von jedem CEN-Mitgliedsland in das jeweilige nationale Normenwerk übernommen werden. Jede nationale Norm eines CEN-Mitgliedslandes, die einer EN-Norm entgegensteht, muss zurückgezogen werden. Das Deutsche Institut für Normung e.V. in Berlin veröffentlicht EN-Normen als DIN EN-Normen. CEN/TC 172 „Pulp, Paper and Board" (TC = Technical Committee) ist innerhalb CEN derjenige Normenausschuss, der sich mit der europäischen Normung auf dem Gebiet Halbstoff, Papier und Pappe beschäftigt. Sekretariatsinhaber (TC-Sekretariat) ist der Normenausschuss Papier und Pappe (NPa) im DIN. RE Entaschung (de-ashing, ash removal) Die überproportionale, also selektive Entfernung anorganischer Bestandteile in Form von —•Füllstoffen und —»Pigmenten aus einer Altpapierstoffsuspension wird im Zuge der —> Altpapieraufbereitung im Allgemeinen als Entaschung bezeichnet. Der Grad der Entaschung kann durch Bestimmungen des —• Aschegehalts vor und nach der entaschenden Prozessstufe ermittelt werden. Die wesentlichste Prozessstufe für eine effektive Entaschung stellt die —> Wäsche von —• Altpapierstoff dar. So kann z.B. ein Altpapierstoff mit einem Ausgangsaschegehalt von 20 % so wirkungsvoll behandelt werden, dass er nach der Wäsche nur noch einen Aschegehalt um 1 % aufweist. Die —» Flotation wirkt ebenfalls entaschend, führt jedoch in einer Flotationsstufe nur zu einer Aschegehaltsverringerung von 3 bis 6 %-Punkten. Allerdings ist eine selektive, also ausschließliche Entfernung von Asche nicht möglich. Vielmehr werden bei jedem Prozess neben Asche auch —• Fein- und —• Faserstoff

entfernt, so dass eine Entaschung stets mit hohen Feststoffverlusten verbunden ist. PU

Entfärbung (deinking) —> Deinking

Entharzung (depitching) Unter Entharzen versteht man die Verminderung des Harzgehalts (—>Harz) im —»Holz zur Vorbereitung eines Aufschlussprozesses (mechanisch oder chemisch) oder die Verminderung des Harzgehalts in —> Holzstoff. Die Verringerung des Harzgehalts in —• Sulfitzellstoffen durch —> Harzbekämpfungsmittel (z.B. —> Dispergiermittel oder —• Talkum) fällt dagegen üblicherweise nicht unter den Begriff Entharzen. Den Harzgehalt von —• Hackschnitzeln kann man durch biologische Prozesse während der Lagerung verringern, wobei zum schnellen Start der Vorgänge eine Erwärmung der Hackschnitzel sowie die Zugabe von —• Enzymen oder biologischen Kulturen möglich ist und der Prozess selbst durch eine kontrollierte Belüftung gesteuert werden kann. Bei Freilagerung Pile) dauert der Prozess mehrere Wochen. Eine intensivierte Entharzung in —> Siloanlagen kann bei höheren Temperaturen und geeigneten Kulturen schon in einigen Tagen ausreichende Ergebnisse bringen. Beim —> Schleifen harzhaltiger Hölzer (insbesondere —• Kiefer) konnte eine weitgehende Entharzung durch Zugabe von Bariumverbindungen erreicht werden (heute wegen der Umweltrelevanz von Bariumverbindungen nicht mehr üblich). DA

Entlüfter (deaeration system) Zum Entfernen von Luft- oder Gasbläschen aus der —• Streichfarbe werden Entlüfter eingesetzt. Luft- oder Gasbläschen in der Streichfarbe verursachen Störungen im Strichbild nach dem —> Streichen in der

366 —> Streichmaschine. Besonders —• Düsenauftragwerke und —• Gussstreichanlagen sind gegen solche Luft- oder Gasbläschen sehr anfällig. Ein positiver Nebeneffekt beim Einsatz von Entlüftern ist die mögliche Reduktion von chemischen Entschäumern (—• Schaumverhütungsmittel) in der Streichfarbenrezeptur. Je nach Einsatzfall werden statische oder dynamische Entlüfter verwendet. Statische Entlüfter basieren auf dem Prinzip von Zyklonen, während dynamische Entlüfter die Streichfarbe über —> Vakuum entgasen. KT

Entlüftung (Stoff) (stock deaeration) Bei der Stoffentlüftung wird Luft aus Faserstoffsuspensionen entfernt, um deren störende Wirkung im Papierherstellungsprozess sowie im Papier selbst zu verhindern. Luft kann in Form von Blasen in der Suspension frei beweglich zwischen den Fasern vorkommen (freie Luft), an die Fasern gebunden und/oder im Wasser gelöst sein. Luft wird im Papierherstellungsprozess oft unbeabsichtigt in die Suspension eingetragen, z.B. durch • •

• • •

Oberflächenwellen und Einzugswirbel in —> Bütten und Tanks Wasserfalle im Bereich der —> Siebpartie von Papiermaschinen und in der Siebwasserführung Rohrleitungseinmündungen in Behälter oberhalb des Suspensionsspiegels Saugwirkung an Stellen mit Unterdruck, z.B. an Pumpensaugstutzen falsch betriebene Zentrifugalreiniger (—• Cleaner), z.B. wenn diese auf der Rejektseite (—• Rejekt) ohne Gegendruck betrieben werden.

Gezielt wird Luft bei der —»Flotation von —• Altpapierstoff und bei der —> Abwasserreinigung in die Suspension eingetragen. Die Menge der von einer Suspension aufnehmbaren Luft hängt wesentlich von Stoffart, Stoffdichte, des Anteils an —> Feinstoffen und —> Hilfsstoffen sowie von Temperatur

und Druck der Suspension ab. Ein zu hoher Luftgehalt (vor allem der Gehalt an freier Luft) wirkt sich negativ aus auf die Förderleistung von —> Pumpen, die Entwässerungsleistung auf der Papiermaschine und bei der —> Faserrückgewinnung (Entwässerung am —> Filter und —• Sedimentation). Luft begünstigt Schaum-, Schleim- und Batzenbildung (—• Batzen) und dadurch Störungen im Papierherstellungsprozess. Luft vermindert weiterhin die Papierqualität, die durch einen zu hohen Luftgehalt in vielen wichtigen Eigenschaften beeinträchtigt wird. Es entstehen Nadellöcher und Fehlstellen, die —• Formation wird verschlechtert, die Festigkeit (z.B. —> Bruchkraft) wird beeinträchtigt. Im —> Dickstoff werden üblicherweise Luftgehalte (als Summe aus freier, gebundener und gelöster Luft) zwischen ca. 0,5 und 3 % (Volumenprozent), im —• Siebwasser zwischen 2 und 5 % gemessen. Wird keine spezielle Entlüftung vorgenommen, so treten je nach System in der Stoffauflaufsuspension Luftgehalte von ca. 0,5 bis zu 7 % auf. Die Anforderungen an das erzeugte Papier und an den Produktionsbetrieb bestimmen den zulässigen Luftgehalt. Hier liegen die Grenzen zwischen ca. 0,1 und 1 %, aber auch höhere Werte sind bei weniger empfindlichen Papiersorten zu finden. Eine Entlüftung der Stoffsuspension kann durch Zugabe von Chemikalien (chemische Entlüftung mit —• Schaumverhütungsmitteln) und durch Anwendung von strömungstechnischen und thermischen Maßnahmen („physikalische" Entlüftung) erfolgen. Die bekannten Ausführungsformen zur Luftentfernung aus Suspensionen werden in der Reihenfolge ihrer Wirksamkeit näher erläutert: •

•

Auslegung des Siebwasserturms: Die Sinkgeschwindigkeit des —• Siebwassers sollte möglichst niedrig sein, d.h. zwischen ca. 0,05 und 0,08 m/s liegen, wobei die Strömung idealerweise „pfropfenartig" dem Ansaugstutzen der —• Mischpumpe zugeführt werden sollte. Auslegung von Siebwasserrinnen: Das Verhältnis von (kurzer) Aufstiegszeit der

367

•

•

Blasen an die Suspensionsoberfläche zu einer (hohen) Verweilzeit der Suspension sollte so klein wie möglich gehalten werden, was eine geringe Suspensionshöhe bei großer Grundfläche der Siebwasserrinne bedeutet. Einbringen der Suspension in ein Zentrifugalfeld: Damit werden der Auftrieb der Blasen durch stark erhöhte Beschleunigung verbessert und die Luft über kurze Wege abgeschieden. Dies wird in —»Cleanem mit (zusätzlicher) Luftabfuhr, z.B. mit speziellen Schwer- und Leichtteil-Cleanern oder EntgasungsCleanern, erreicht. Anlegen von —» Vakuum: Damit sollen das Volumen der einzelnen Luftblasen vergrößert und so die Steiggeschwindigkeit erhöht werden. Aber auch die Löslichkeit von Luft in Wasser wird durch Vakuum verringert. Siedepunktsentlüftungsanlagen (Abb.), denen oft noch Cleaner vorgeschaltet sind, arbeiten nach diesem Prinzip.

Ein Betrieb mit erhöhter Suspensionstemperatur verbessert die Entlüftung von Suspensionen. Durch die damit erreichte geringere Viskosität der Suspension wird die Aufstiegsgeschwindigkeit der Luft erhöht. Zudem sinkt die Löslichkeit von Luft in Wasser. Die Steiggeschwindigkeit von freien Luftblasen in Suspensionen hängt von deren Durchmesser und den rheologischen Eigenschaften der Suspension ab. Sie beträgt z.B. in Wasser ca. 0,2 m/s für einzelne Luftblasen mit 1 mm Durchmesser und ca. 0,3 m/s bei 2 mm Durchmesser. Siedepunktsentlüftungsanlagen (z.B. unter dem Markennamen —• Deculator bekannt) werden bei höchsten Ansprüchen an die Luftfreiheit eingesetzt, z.B. bei hochwertigen grafischen Papieren, aber auch bei Papiermaschinengeschwindigkeiten über ca. 900 bis 1 100 m/min. Dabei wird die Suspension in einen Behälter eingespritzt, der unter einem Absolutdruck von ca. 0,1 bar (Unterdruck: 0,9 bar) steht. Durch den sehr niedrigen Druck wird der größte Teil der gelösten Luft frei, vorhandene Luftblasen vergrößern sich

(Druckabsenkung von 1 bar auf 0,1 bar ergibt eine etwa neunfache Volumenvergrößerung) auf etwa doppelten Durchmesser. Entsprechend höher sind die Auftriebskräfte, die auf die Luftblase wirken. Zudem bietet die Suspension der Luftblase im Siedezustand einen geringeren Aufstiegswiderstand. Durch das Versprühen, Aufprallen und Ablaufen der Suspension an der Behälterwand der Siedepunktsentlüfitungsanlage wird die Luft wegen der kurzen Steigwege der Blasen zur Flüssigkeitsoberfläche sehr wirksam abgeschieden. Bei der Entlüftung am Siedepunkt der Suspension wird ständig Wasser verdampft. Dabei hängt der erforderliche Druck zum Sieden der Suspension im Wesentlichen von deren Temperatur und in geringem Maße vom Luftgehalt ab. Da der Entlüfitungsbehälter als Vorlage für die —• Mischpumpe dient, muss er entsprechend dem Unterdruck auf einer Höhe von mindestens 11 bis 12 m über dem Siebwasserniveau aufgestellt werden, damit die Pumpe einen genügend hohen Vordruck (ca. 0,2 bis 0,3 bar) erhält. Bei mit Cleanern kombinierten Siedepunktsentlüftungsanlagen sind die Cleaner der ersten Stufen je nach Lieferant entweder direkt am Behälter angebracht oder auf der Ebene der Papiermaschine bzw. im Zwischenboden installiert. zur Vakuumpumpe

Behälter Überlaufwehr ^

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Uberlauf Durchlauf I Einlauf

Prinzipieller Aufbau eines Behälters zur Siedepunktsentlüftung (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology) HO

Entlüftungsanlage (dearation system) Entlüftungsanlagen zur —> Entlüftung von Stoff sind in einer Papierfabrik in folgenden Bereichen üblich: 1) Für Stoffsuspensionen im —• Konstanten Teil (—> Dekulator) zur Entlüftung von freier

368 und gebundener Luft, die als Luftbläschen im Stoff bei der —> Blattbildung Lufteinschlüsse im Papierblatt (abträglich für die —•Formation und für die Blattdichte) oder sogar stecknadelgroße Löcher (sog. Pinholes = Nadellöcher) im Papier verursachen würden. Schaum als Folge von Luft in der Stoffsuspension ist ebenfalls unerwünscht, weil prozessstörend. 2) Für —• Streichfarben, die bei zunehmender Streichmaschinengeschwindigkeit mit Lufteinschlüssen Strichaussetzer verursachen, was eine ungedeckte oder ungleichmäßige Strichoberfläche (—• Strich) auf dem Papier zur Folge hat. 3) Für —> Kondensat im —• Heizsystem, das z.B. bei Verwendung in einer nachgeschalteten Heizgruppe zu verminderter Wärmeleistung wegen geringerer Kondensationstemperatur der Luft-/Dampfmischung (Partialdruck) führt. Bei Wiederverwendung als —• Kesselspeisewasser muss das Kondensat entlüftet sein (Wärmeübergang, Korrosion, Siedeverzug). KL

Entmarken (depithing) Beim Einsatz von —• Bagasse zur Faserstoffgewinnung ist vor dem —> Kochen ein besonderer Aufbereitungsprozess notwendig. Der Verfahrensschritt, bei dem die Trennung der längeren Fasern von den kürzeren, als Speicherzellen für den Zuckersaft dienenden Zellen, den Parenchymzellen, erfolgt, wird als Entmarken bezeichnet. Eine Entfernung von etwa 80 % der Parenchymzellen ist notwendig, da der Faserstoff ansonsten keine ausreichende Festigkeit hätte und das —> Entwässerungsverhalten beeinträchtigt wäre. Die Trennung der Fasern wird in der Regel zweistufig durchgeführt: entweder direkt nach dem Austrag der Bagasse aus der Zuckerfabrik oder unmittelbar vor dem chemischen Aufschluss. Bei längerer Lagerungsdauer der Bagasse erhöht sich die Effizienz des Entmarkens, da bei der Lagerung die Bindungen zwischen den Fasern und den Pa-

renchymzellen aufgebrochen werden. Gleichzeitig erfolgt ein Abbau eines Teils des in der Bagasse noch vorhandenen Zuckers, woraus ein geringerer Verbrauch an Koch- und —> Bleichchemikalien resultiert. Das Prinzip der Trennaggregate beruht auf dem mechanischen Aufbrechen der Bindungen zwischen Fasern und Parenchymzellen, gefolgt von der Separation aufgrund der Unterschiede in Größe oder spez. Gewicht. Als Aufschlaggeräte dienen meist Dreschflegel, die auf einer rotierenden Welle angeordnet sind und mittels Prall- und Beschleunigungskräften eine Auftrennung der Bindungen bewirken. Die abgetrennten kleineren Zellen werden anschließend über Siebe entfernt und pneumatisch ausgetragen. Dank ihres hohen Heizwertes lassen sich die abgetrennten Parenchymzellen als Brennstoff verwerten, z.T. erfolgt auch eine Weiterverarbeitung zu Kraftfutter. HC

Entlüftungsventil (vent valve) Ventil

Entrindung (debarking) —• Entrindungsanlage

Entrindungsanlage (debarking plant) Unter einer Entrindungsanlage versteht man die Gesamtheit der Aggregate, die für die Entrindung von vollrindig angeliefertem —• Holz in einer Zellstoff- und Papierfabrik erforderlich sind. Das Entrinden ist der erste Arbeitsprozess der Holzvorbereitung für die Verarbeitung zu Holzstoff oder —•Zellstoff. Bei den Entrindungsanlagen unterscheidet man zwischen Einstammentrindung und Vielstammentrindung. 1) Einstammentrinder sind meist Rotorentrinder, die als transportable Maschinen im Wald oder auch als stationäre Anlage in Zellstoff- und Papierfabriken eingesetzt werden.

369 Die Entrindung wird mithilfe von rotierenden Messern erzielt, die verstellbar sind und sich dem jeweiligen Durchmesser des Holzstamms anpassen. In der Regel erfolgt die Holzzufuhr über ein Transportband. Auch nach der Entrindung wird das Holz per Band, meist zur —•Hackmaschine, weitertransportiert. Die anfallende —•Rinde fallt auf ein Transportband oder in einen Vorratsbehälter, der automatisch oder maschinell geräumt wird. Eine Entrindungsanlage kann auch aus mehreren, parallel betriebenen Einstammentrindern bestehen, die über eine gemeinsame Holzzufuhr beschickt werden. 2) Unter einer Vielstammentrindung versteht man die Entrindung in —• Entrindungstrommeln, speziell in Trockenentrindungstrommeln, die mit einem Minimum von mechanisch gereinigtem —• Rückwasser betrieben werden. Am Trommeleingang befindet sich eine Einlaufschurre, die größere Mengen an Holz (bis 30 t) aufnehmen kann. Die Aufgabe erfolgt durch ein Transportband oder einen Greifer. Die entrindeten Holzprügel werden mithilfe eines Transportbands weitertransportiert, in der Regel zur Hackmaschine, wo aus den Holzprügeln —•Hackschnitzel gewonnen werden. Die Entrindungsabfälle (Rinde) treten durch die Schlitze in der Trommelwandung und fallen auf ein Transportband. Die Breite der Schlitze für die Entrindungsabfälle liegt bei ca. 5 cm. Eine Entrindungsanlage kann auch aus mehreren, parallel betriebenen Entrindungstrommeln bestehen, wobei oft —• Laubund —• Nadelholz getrennt entrindet werden, aber auch eine alternierende Fahrweise der Entrindungstrommel ist üblich. Beim Wechsel der Holzart wird der Füllgrad der Entrindungstrommel sehr stark abgesenkt, um eine Vermischung von Laub- und Nadelholz weitgehend zu vermeiden. BY/BL

Entrindungstrommel (barking drum) Für die Verarbeitung von vollrindig angeliefertem —• Holz zu —• Zellstoff oder —• Holzstoff ist eine Entrindung erforderlich. Eine

effektive und produktive Entrindung wird in Entrindungstrommeln durchgeführt. Das Betreiben erfolgt aus Umweltschutzgründen (Minimierung des Wassereinsatzes) nur noch als Trocken- und nicht mehr als Nassentrindung mit einem Minimum als Spritzwasser in Form von —• Rückwasser. Entrindungstrommeln werden liegend mit einem maximalen Gefälle von ca. 10° betrieben. In der Regel sind sie aus ringförmigen Segmenten zusammengesetzt, die mit ca. 5 cm breiten Schlitzen für das Herausfallen der —• Rinde ausgestattet sind. Spezielle Einbauten sind in einer Trommel nicht enthalten. Die anfallenden Entrindungsabfälle (Rinde) werden zusammen mit anderen Abfällen (z.B. Feinstoff aus dem —• Hackschnitzelsortierer) zur Energiegewinnung verbrannt oder kompostiert. Die erforderliche Entrindungsenergie wird in Form von Schlag-, Stoß- und Scherkräften auf das Holz durch Rotation der Trommel und den freien Fall der Holzprügel übertragen. Entrindungstrommeln besitzen eine Länge von ca. 60 m und einen Durchmesser von bis zu 5,5 m. In diesen Entrindungstrommeln lässt sich Holz bis zu einer Länge von 2,4 m entrinden. Bei größeren Holzlängen müssen ein Einschnitt auf mindestens diese Länge erfolgen oder Langholz-Entrindungstrommeln zum Einsatz kommen (Holzlänge bis zu 8 m), in denen nur noch Scherkräfte auf die Holzstämme einwirken. Die Entrindungstrommel rotiert mit maximal 10 Umdrehungen pro Minute. Der erzielbare Entrindungsgrad (90 bis 98 %), die Durchsatzmenge (180 bis 350 m 3 /h) und die Holzverluste (1 bis 3 %) hängen von der Holzart (—• Laub- oder —• Nadelholz), dem Feuchtegehalt des Holzes und der Fahrweise der Entrindungstrommel ab. Oft werden schlecht entrindete Holzprügel nach dem Austritt aus der Trommel manuell oder automatisch mithilfe von Schleusen aussortiert und in die Entrindungstrommel für einen erneuten Durchlauf zurückgeführt. Die Fahrweise der Entrindungstrommel lässt sich durch die Drehzahl und durch den Füllgrad variieren. Am Trommeleingang befindet sich eine Einlaufschurre, die größere

370 Holzmengen (bis zu 30 t) aufnehmen kann, am Trommelausgang ein Schott, mit dessen Hilfe die Öffnung der Trommel zwecks Beeinflussung des Füllgrads verändert werden kann. BY/BL

Entschäumer (defoamers) Die Bezeichnung Entschäumer ist ein übergeordneter Begriff, der 2 Gruppen von Prozesschemikalien einschließt: 1) Echte Entschäumer, die vor allem gegen den Schaum an der Oberfläche des Kreislaufwassers eingesetzt werden. 2) Entlüfter, die die dispergierte Luft aus dem gesamten System der Papiermaschine entfernen. Neben der Vergrößerung des zu pumpenden Volumens (Mehrverbrauch an Energie) beeinflusst dispergierte Luft die Papiereigenschaften (-> Porosität, Pinholes = Nadellöcher). Die beiden Produktklassen unterscheiden sich schon in ihrer Formulierung. Die Entschäumer sind emulgierbare oder nichtemulgierbare Öle, deswegen auch Ölentschäumer oder Konzentrate genannt. In der Regel bestehen sie aus alkoxylierten Fettalkoholen oder —> Fettsäuren, manchmal auch aus einem Gemisch von Kohlenwasserstoffen. In der Zellstoffherstellung werden zusätzlich Polydialkylsiloxane eingesetzt. unterbrochener Tensidfilm

Entschäumer

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Wirkungsweise eines Entschäumers/Entlüfters

Die Entlüfter werden als Öl-in-Wasser (OAV)-Emulsionen aus Fettalkoholen formuliert. Die sehr kleinen Teilchen erlauben eine

gleichmäßige Verteilung des Entlüfters im Kreislaufwasser. Sie verbessern somit den Wirkungsgrad des Dekulators. Die Wirkung der beiden Produktklassen basiert auf der Verdrängung oberflächenaktiver Substanzen von der Grenzfläche Luft/Wasser. Mit den Faserstoffen werden Holzextraktstoffe (—• Extraktstoffgehalt) eingeschleppt, mit den Füllstoffen Dispergiermittel, aus dem Deinking Tenside. Alle diese Substanzen erniedrigen die —> Oberflächenspannung des Wassers und stabilisieren dadurch Schaum und dispergierte Luft. Die Zugabe eines Entschäumers/Entlüfters hebt die Stabilisierung auf, die kleineren Luftblasen können sich zu größeren vereinen, gelangen durch Auftrieb an die Oberfläche und zerplatzen. NI

Entschwärzung (deinking) —> Deinking

Entschwefelung (desulfurization) Als Entschwefelung werden sämtliche Verfahren zur Abscheidung von Schwefeloxiden (im Wesentlichen —• Schwefeldioxid) aus —» Abgasen bezeichnet. Die überwiegende Zahl der Entschwefelungsanlagen arbeitet nach dem Kalk-/Kalkstein-Waschverfahren mit —• Gips als Endprodukt. Bei diesem Verfahren reagiert Schwefeldioxid mit dem Kalk in der Waschlösung hauptsächlich zu Calciumsulfit. Durch Oxidation mit Luftsauerstoff erhält man Calciumsulfat (Gips). Dieser Gips hat in der Regel eine gute Qualität und lässt sich vielseitig verwenden, so z.B. in der Baustoffindustrie oder zur Herstellung von —• Streichpigmenten. Andere Verfahren erzeugen als Endprodukte —> Schwefel oder —> Schwefelsäure. Bei der Wirbelschichtfeuerung (—• Wirbelschichtverfahren) ist die Entschwefelung durch Kalkzugabe in das Wirbelbett möglich. Die Gipsabscheidung erfolgt dann im —• Elektrofilter zusammen mit der —• Flugasche. Dies erspart Anlagenkosten für eine

371 separate Entschwefelung, hat aber den Nachteil, dass die Verwertung der Asche gegenüber der Gipsverwertung mit höheren Kosten verbunden ist. Bei der Herstellung von —> Zellstoff wird die —> Ablauge in der Regel thermisch verwertet. Beim Sulfitzellstoffverfahren mittels Magnesiumhydrogensulfit (—» Magnesiumbisulfit) ist die Rückgewinnung der eingesetzten Chemikalien über die Rauchgasentschwefelung möglich. Die bei der Verbrennung der Ablauge anfallende Asche enthält einen großen Anteil an —> Magnesiumoxid (MgO). Durch Hydratisierung unter Wärmezugabe (mittels Dampf) wird eine Magnesiumhydroxid-Slurry erzeugt, die in einer mehrstufigen Absorptionsanlage gegen das —• Rauchgas verdüst wird. Dabei bildet sich Magnesiumhydrogensulfit, das erneut für den Zellstoffaufschluss eingesetzt wird. Die Verluste (z.B. durch Sulfatbildung verursacht) werden durch Zugabe von Schwefeldioxid und Magnesiumoxid ergänzt. Die Integration der Rauchgasentschwefelung als Chemikalienrückführung in den Prozess der Zellstoffherstellung hat neben den Vorteilen für den —• Umweltschutz auch Kostenvorteile durch die eingesparten Chemikalien zur Folge. HU

Entsorgung von Abfall (waste disposal) —> Abfallentsorgung

Entsorgung von Altpapier (disposal of waste paper) —> Altpapierentsorgung

Entspannungsflotation (Dissolved Air Flotation = DA F) —> Druckentspannungsflotation

Entstickungsverfahren (nitrogen removal techniques) Unter Entstickung versteht man die Reduzierung der im —• Abgas enthaltenen —> Stick-

stoffoxide in die Bestandteile Stickstoff und Wasser durch eine reduktive Reaktion. Bei der selektiven katalytischen Reduktion (SCR-Technik) erfolgt die chemische Umsetzung an der Oberfläche eines festen Katalysators, durch dessen Anwesenheit die erforderliche Reaktionstemperatur wesentlich abgesenkt wird. Bei Feuerungsanlagen wird bisher hauptsächlich ein Katalysator mit der Hauptkomponente —> Titandioxid eingesetzt, der optimal im Temperaturbereich von 350 bis 450° C arbeitet. Beim Dreiwegekatalysator, wie er zur Reinigung der Abgase von Ottomotoren in Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommt, werden Spezialkatalysatoren (Edelmetalle auf Keramikmonolith) verwendet, die sowohl oxidierend als auch reduzierend wirken und somit neben der Entstickung auch die Umwandlung von Kohlenmonoxid und —• Kohlenwasserstoffen bewirken. Bei der selektiven nichtkatalytischen Reduktion (SNCR-Technik) erfolgt die chemische Umsetzung durch Zugabe von Harnstoff oder —» Ammoniak bei Temperaturen von etwa 800° C. Hierbei sind dem nicht umgesetzten Ammoniak im —> Rauchgas bei der Ammoniakzugabe bzw. der Lachgas ( N 2 0 ) Entstehung bei Harnstoffdosierung besondere Aufmerksamkeit zu widmen. HU

Entstipper (deflaker) Entstipper sind Maschinen zur —> Entstippung von —• Stoffsuspensionen in der —» Stoffaufbereitung, die unter energetisch günstigeren Bedingungen als ein —• Pulper ein vollständiges —> Desintegrieren noch vorhandener Faserbündel (—> Stippen) in Einzelfasern gestatten. Konventionelle Entstipper bestehen aus einem Gehäuse mit Rotor und Stator, die entweder als Lochscheiben oder Zahnscheiben ausgebildet sind und mit fest eingestellten Spaltabständen von 0,5 bis 2 mm arbeiten. Die zu entstippende Stoffsuspension wird in das Zentrum der Scheiben gepumpt, radial durch die Entstippungselemente geführt und am Gehäuseumfang durch eine Austrittsöffnung abgeleitet.

372 1) Lochscheiben-Entstipper bestehen aus 3 planparallelen Scheiben, wobei der Rotor fliegend zwischen 2 Statoren gelagert ist. Die Scheiben sind mit durchgehenden Bohrungen versehen, wobei im Zentrum wenige Löcher mit großem Durchmesser und am äußeren Rand viele Löcher mit kleinem Durchmesser in konzentrischen Kreisen angeordnet sind. Der bei Stoffdichten von 3 bis 6 % zugefuhrte —• Faserstoff verteilt sich durch die Löcher der Scheiben gleichmäßig auf beide Seiten der Rotorscheibe und wird dann durch Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgänge, innere Stoffreibung sowie Pralleffekte an den Lochkanten entstippt. Unterstützt wird der Desintegrationsprozess durch die von den Bohrungen hervorgerufenen hochfrequenten Druckpulsationen. Verschleißerscheinungen an den Lochkanten können durch Wechsel der Drehrichtung der Scheiben bzw. durch Planschleifen behoben werden. Lochscheiben-Entstipper werden mit Durchsätzen von 2 000 bis 3 000 1/min und Drehzahlen von 1 500 bis 3 000 min' 1 bei Umfangsgeschwindigkeiten bis 45 m/s angeboten. 2) Zahnscheiben-Entstipper besitzen einen Rotor und einen Stator, auf deren Scheiben sich jeweils 3 konzentrische, aus Zähnen bestehende Ringe befinden. Von innen nach außen nehmen die Anzahl der Zähne zu und die Schlitzweite zwischen den Zähnen ab. Die Stoffsuspension wird nach dem Einlauf durch die konzentrisch ineinander greifenden Rotor- und Statorringe in Teilströme zerlegt, die dabei immer wieder beschleunigt und abgebremst werden. Durch die Prallbeanspruchung an den Zahnkanten und hydrodynamische Scherkräfte in den engen Stellen werden die —• Faser-Faser-Bindungen aufgebrochen, ohne dass die Struktur der Fasern verändert wird. Bei Verwendung von ZahnscheibenEntstippern lassen sich Durchsätze bis 2 000 1/min bei Rotorumdrehungen von 1 500 bis 3 000 min"1 mit Umfangsgeschwindigkeiten bis 40 m/s realisieren. 3) Im Gegensatz zu den konventionellen Scheiben-Entstippern, bei denen der Abstand zwischen Rotor und Stator nur bei Garnitur-

wechsel verändert werden kann, lässt sich bei Kegel-Entstippern der Spalt bei laufendem Betrieb stufenlos durch axiales Verschieben des Rotors einstellen. Der mit einem Winkel von 16 bis 20° konisch geformte Rotor besitzt am äußeren Umfang eine Messerummantelung, die aus Vierkantmessern in verschiedenen Längen besteht. Die Gehäuseform entspricht der des Rotors. Die Stoffsuspension wird am kleinen Kegeldurchmesser eingeführt, durch ständige Be- und Entlastungsvorgänge, hydrodynamische Druckkräfte sowie wachsende Zentrifugalkräfte am größer werdenden Kegeldurchmesser entstippt, bevor sie am größten Kegeldurchmesser die Maschine verlässt. Am Rotor werden Umfangsgeschwindigkeiten von 17 m/s erreicht. Einer langen Standzeit der Garnituren stehen ein hoher spez. Energiebedarf sowie die nur bedingt zu erzielende Feinentstippung entgegen. Der spez. Energieaufwand, der zwischen 25 bis 40 kWh/t liegt, ist proportional zur Leistungsaufnahme der Maschine und umgekehrt proportional zum Stoffdurchsatz. Dabei ist der durch den Entstipper geführte Volumenstrom abhängig von der Differenz zwischen Auslauf- und Einlaufdruck. Der Spaltabstand, der sich an der mittleren —• Faserlänge des zu entstippenden Faserstoffs orientieren soll, fuhrt bei Vergrößerung zu einer abnehmenden Entstippungswirkung und bei Verkleinerung zu einem unerwünschten Mahleffekt durch Faserkürzung. Mit abnehmender Umfangsgeschwindigkeit des Rotors können resistente Stippen nicht mehr zerlegt werden. Dagegen steigt mit zunehmender Umfangsgeschwindigkeit der Verschleiß und es entstehen höhere Reibungsverluste. AC

Entstippung (de flaking) Bei der Entstippung wird das Ziel verfolgt, die nach der —> Zerfaserung in der —• Stoffsuspension noch vorhandenen —» Stippen durch Einbringen hoher Stoffturbulenzen in Einzelfasern zu zerlegen, um in den nachfolgenden Prozessstufen der Stoffaufberei-

373 tung, vor allem bei der —> Sortierung und —• Reinigung, einen Verlust von —• Fasern sowie eine Beeinträchtigung der Papierqualität durch Ausbildung von Fehlstellen während der —• Blattbildung in der Papiermaschine zu vermeiden. Eine strukturelle Veränderung der Fasern wie bei der —• Mahlung ist dabei unerwünscht. Die Fortführung des - » Desintegrierens nach dem —> Pulper in —• Entstippern hat hauptsächlich wirtschaftliche Gründe. So werden die noch vorliegenden Faserbündel, welche das Sieb des Pulpers passiert haben, mit einem niedrigeren spez. Energiebedarf in Einzelfasern zerlegt, als dies in Pulpern wenn überhaupt - möglich wäre. In Abhängigkeit von der Entstippungsresistenz des Faserstoffs werden dafür üblicherweise 25 bis 40 kWh/t benötigt. Eine Energieeinsparung von bis zu 25 % kann durch Trennung des Stoffstroms mittels —• Fraktionierung und nachfolgender Teilstromentstippung der Langfaserfraktion erfolgen. Neben der Stoffart hat die Zahl der Durchgänge duch den Entstipper maßgeblichen Einfluss auf den Erfolg des Prozesses. Wird —> Zellstoff entstippt, reicht im Allgemeinen ein Durchgang durch den Entstipper aus, um einen gewünschten Stippengehalt zu erzielen. Bei der Behandlung von —• Holzschliff werden dafür teilweise 2 Durchgänge benötigt. Dagegen ist eine Entstippung von —• Altpapierstoff nur dann erforderlich, wenn der Desintegrationsprozess keinen —• SekundärPulper oder ähnliche Aggregate vorsieht, mit denen als Nebeneffekt eine gute Entstippung erzielt werden kann. Die Entstippung wird bei Stoffdichten von 3 bis 6 % durchgeführt. Da die vorgeschalteten Aggregate (Pulper oder —> Dickstoffreiniger) im gleichen Stoffdichtebereich arbeiten, ist ein vorheriges —• Verdünnen oder —• Eindicken der Stoffsuspension nicht erforderlich. AC

Entwässerung (dewatering) Der verfahrenstechnische Prozess zur Erhöhung der —> Stoffdichte von —• Stoffsus-

pensionen mit mechanischen (nicht mit thermischen) Mitteln wird als Entwässerung bezeichnet. Die Entwässerung geschieht durch —> Filtration, wobei sich auf einem Filtermittel (z.B. Siebgewebe (—• Sieb, Siebblech)) ein Filterkuchen (z.B. Faserstoff) als Filterschicht aufbaut. Je dicker die Filterschicht ist, desto geringeren Einfluss hat das Filtermittel auf den Filtrationsprozess und das -ergebnis. Das Wasser wird als —» Filtrat abgeführt. Der Begriff Entwässerung umfasst in der Papierindustrie meist die Prozesse —> Eindicken und Auspressen. Eindicken bedeutet die Anreicherung des Feststoffs in einer Suspension, was mit einer Erhöhung der Stoffdichte verbunden ist. Unter Auspressen versteht man die weitere Verringerung des (Rest-) Wassergehalts des eingedickten Stoffs. In der Papierindustrie erfolgt die Entwässerung meist kontinuierlich. Entwässert werden Suspensionen mit den verschiedensten —• Faserstoffen und —• Füllstoffen oder in den einzelnen Trennprozessen der —• Stoffaufbereitung ausgetragene Verunreinigungen (—• Rejekte) und Schlämme (—• Schlamm). Dabei sind die Zielrichtungen in den Einzelprozessen der Stoffaufbereitung wie auch bei der Bahnbildung (—> Blattbildung) in der Papiermaschine sehr unterschiedlich (Tab. 1). Einerseits wird meist eine Feststoff-Flüssigkeitstrennung gefordert, bei der möglichst keine Feststoffe im Filtrat vorhanden sein sollten. Andererseits besteht auch die Aufgabe, in einer Art —» Fraktionierung eine Feststoff-Feststoff-Trennung durchzuführen. Dabei sollte eine möglichst vollständige Trennung der Fraktionen stattfinden. Die Entwässerung ist hierbei nur ein Hilfsmittel. In der Stoffaufbereitung soll in einigen Fällen die Stoffdichte erhöht werden (z.B. vor der —• Dispergierung), um bestimmte Prozesse durchführen zu können (Trennziel fest/flüssig). Ähnliche Anforderungen gelten beim Abpressen des Stoffs zur Kreislauftrennung oder für die Stapelung und zum Transport des erzeugten Halbstoffs (z.B. —> Altpapierstoff). Hier geht es vor allem darum, die in der Suspension gelösten —> Störstoffe und Chemikalien abzutrennen und zurückzuführen. Der Grund ist, nachfol-

374 (wertvollen) Fasern von den übrigen (unerwünschten) Feststoffen in der Suspension sein (fest/fest). Letztere Forderung gilt insbesondeEntwässern re für die —• Wäsche von Trennen fest/flüssig Trennen fest/fest Altpapierstoff. Hier werStoffdichte erhöhen für Fraktionieren nach den z.B. gezielt Feststoffe - nachfolgenden ProzessPartikelgröße schritt Filtrat enthält Feinfrak(Füllstoffe und —> Fein- Kreislauftrennung tion stoffe) unterhalb einer Bahnbildung (auf PM) Partikelgröße von etwa Filtrieren „Filtrieren" 40 μιη aus der Suspension Pressen (Pressen) ausgetragen.

gende Wasserkreisläufe möglichst „sauber" zu halten und Chemikalien zu sparen. Verfahrenstechnische Funktion Aufgabe im Gesamtprozess

Verfahrenstechnische Grundprozesse Ziel

keine Feststoffe im Filtrat

vollständige Trennung der Fraktionen Wäscher Faserrückgewinnungsfilter

Bei der Bahnbildung in der —• Siebpartie der Papiermaschine wird aus den Feststoffen der zugeführten Suspension die PapierTab. 1 : Verfahrenstechnische Untergliederung des Prozessschritts bahn gebildet. Hier stehen Entwässerung (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology) Gleichförmigkeit bzw. gezielter Aufbau des „Filterkuchens" Papierbahn im Trennziel Vordergrund. Zudem sollte auch der Siebverlust, d.h. der Verlust an Feststoffen durch das —> PaTrommeleindicker piermaschinensieb hinScheibenfilter durch, möglichst klein Bandfilter Banddruckfilter sein, damit das Siebwasser Banddruckpresse einen geringen FeststoffSchneckenpresse gehalt aufweist (fest/flüsWäscher sig). Bei der Entwässerung PM (Langsieb) in der —> Pressenpartie gilt PM (Doppelsieb) es, möglichst hohe TroKM (Rundsieb) ckengehalte der Bahn zu KM (Saugformer) erreichen. Das Ziel dabei Trennwirkung: © mittel Ο schlecht ist, thermische Energie in PM: Papiermaschine KM: Kartonmaschine der —> Trockenpartie einzusparen und die FestigTab. 2: Betriebsbedingungen unterschiedlicher Entwässerungsmaschinen keit der Bahn, besonders (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology) im feuchten Zustand, zu erhöhen. Die FeststoffVerluste sollten auch Bei Anlagen zur Abwasserfilterung (—• Abhier möglichst gering sein, um Filzverwasser) wird die vollständige Zurückhaltung schmutzungen zu minimieren (fest/flüssig). aller Feststoffe gewünscht (fest/flüssig). DaÜbliche Maschinenarten zur Entwässerung gegen sollen Filtereinrichtungen zur in der Papierindustrie lassen sich unterteilen —> Faserrückgewinnung die im —• Siebwasser in Maschinen, bei denen befindlichen Fasern wieder dem Prozess der Papierherstellung zufuhren. Dabei kann das • Filtermittel und Filterschicht sich geZiel eine möglichst scharfe Trennung der meinsam durch die Maschine bewegen. Beispiele für maschinelle Anwendungen

Scheibenfilter, Banddruckfilter, Schneckenpresse, Papiermaschine

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•

Beispiele dafür sind die unterschiedlichen Ausfuhrungsformen der Papiermaschinen, der verschiedenen auf —• Bandfiltern basierenden Maschinentypen in der Stoffaufbereitung (—> Banddruckfilter, —> Siebbandpresse), der —> Eindicktrommeln (mit und ohne —> Vakuum) und —• Scheibenfilter (—> Eindickfilter, —» Vakuumfilter). Die Filterschicht wird dabei mittels Abblasen, Abspritzen, durch Schaber oder —• Abgautschwalzen (ohne oder mit —> Filz) vom Filtermittel abgenommen, eine starke Relativbewegung zwischen Filterschicht (diese bewegt sich durch die Maschine) und Filtermittel (dieses steht still) besteht. Beispiele sind —• Schnecken· und —• Schraubenpressen, —• Extraktoren und —> Bogensiebe.

Eine Kennzeichnung der Entwässerungseinrichtungen kann also z.B. entsprechend Tab. 2 erfolgen nach dem Trennziel (fest/ flüssig oder fest/fest), der zulässigen bzw. erreichbaren Stoffdichte am Einlauf bzw. Auslauf der Maschine, der Trennwirkung der Maschine und der Art der wirksamen Entwässerungskräfte. Die treibenden Kräfte für die Entwässerung können dabei sein: •

•

•

•

Schwerkraft, also die freie Entwässerung aufgrund der Suspensionssäule über dem Filtermittel, wie z.B. auf dem —• Langsieb der Papiermaschine oder bei Bandfiltern und —• Eindickern in der Stoffaufbereitung. Unterdruck auf der Gegenseite des Filtermittels (Sieb oder Filz), der durch dieses Medium hindurch wirkt, wie z.B. bei Saugern in Sieb- und Pressenpartie der Papiermaschine oder bei Scheibenfiltern in der Stoffaufbereitung. Durch Überdruck (Flächenpressung) auf die Suspension, wie er als Siebspannungsdruck durch die Siebspannung des Außensiebes in einem —> Doppelsiebformer oder bei einem Banddruckfilter oder Wäscher ausgeübt wird. Stark erhöhter Überdruck (Pressspaltdruck) auf den vorentwässerten Stoff,

•

wie er in den Pressspalten von —• Banddruckpressen (—• Siebpresse, —> Doppelsiebpresse) sowie im Pressspalt der Pressenpartie der Papiermaschine aufgebracht wird. Teilweise werden, z.B. bei Bandpressen zur Schlammentwässerung, auch noch Scherbewegungen induziert, die die Feststoffpartikel des Filterkuchens umverlagern und damit die Entwässerbarkeit verbessern sollen. Diese ständige Umverlagerung geschieht auch in einer Entwässerungsschnecke. Zentrifugalkraft, bei der die Höhe einer Suspensionssäule, verglichen mit der Schwerkraft, einen deutlich höheren Entwässerungsdruck ausübt, wie z.B. bei einer Zentrifuge.

Der pro Zeit- und Flächeneinheit durchsetzbare Volumenstrom einer Suspension oder eines Schlamms wird als Entwässerungskapazität einer Maschine bezeichnet. Eine erhöhte Suspensionstemperatur verbessert die Entwässerungsleistung durch Erniedrigung der Viskosität des Wassers. Zur Stoffcharakterisierung hinsichtlich seiner Entwässerungsfahigkeit sind in der Papierindustrie der —• Mahlgrad als —> Schopper- Riegler-Wert oder als —• Canadian Standard Freeness-(CSF-)Wert und auch das —> Wasserrückhaltevermögen (WRV-Wert) üblich. Für die Auslegung von Entwässerungsmaschinen werden auch sog. Handfilterversuche durchgeführt. Sie zeigen den Filtratvolumenanfall über der Zeit bei konstanten Entwässerungsdrücken an. HO

Entwässerungsbeschleuniger (drainage accelerator) —> Entwässerungsmittel

Entwässerungsdauer (drainage time) Bei der Entwässerungsdauer handelt es sich um eine im Labor bestimmbare Entwässerungskenngröße, die neben dem —• SchopperRiegler-Wert (SR-Wert) oder dem Cana-

376 dian Standard Freeness-Wert (CSF-Wert) das —> Entwässerungsverhalten einer Faserstoffsuspension beschreibt. Anhand des Entwässerungsverhaltens kann auf den Faserstoffzustand und somit auf die zu erwartenden Papiereigenschaften (Festigkeitseigenschaften) geschlossen werden. Die Entwässerungsdauer kann mit dem Schopper-Riegler-Gerät (Schopper-RieglerWert) oder dem Blattbildner des RapidKöthen-Geräts (—> Laborblattbildung) bestimmt werden. Beide Verfahren sind im ZELLCHEMING-Merkblatt V/7/61 (-> ZELLCHEMING Merkblätter) normiert. Im Bereich niedriger und mittlerer SRWerte hat die Entwässerungsdauer nach Schopper-Riegler und im Bereich hoher SRWerte die Entwässerungsdauer nach RapidKöthen gegenüber der Bestimmung des SRWerts den Vorteil, dass kleine Unterschiede im Entwässerungsverhalten bestimmbar sind. Die beiden Kenngrößen lassen sich aufgrund unterschiedlicher Prüfbedingungen nicht miteinander vergleichen bzw. umrechnen. Zur Bestimmung der Entwässerungsdauer mit dem Schopper-Riegler-Gerät müssen vorab die Ausflussdüse verschlossen und der Trichter des Prüfgeräts bis zur Überlaufdüse mit Wasser gefüllt werden. Anschließend werden 1 000 ml der vorbereiteten Fasersuspension mit einer Stoffdichte von 0,3 % und einer Temperatur von 20° C in die Füllkammer des Schopper-Riegler-Geräts gefüllt, wobei der Dichtkegel geschlossen ist. Anschließend wird durch Abheben des Dichtkegels der Entwässerungvorgang eingeleitet. Das abfließende Wasser kann durch die Überlaufdüse austreten. Es wird die Zeit in Sekunden bestimmt, in der 700 ml Wasser aus der Überlaufdüse fließen. Neben der Bestimmung der Entwässerungsdauer mit dem Schopper-Riegler-Gerät kann die Entwässerungsdauer auch mit dem Rapid-Köthen-Gerät ermittelt werden, das hauptsächlich zur Laborblattbildung eingesetzt wird. Das Rapid-Köthen-Gerät wird zu Beginn der Prüfung mit 4 1 Wasser gefüllt. Daraufhin werden 2,4 g —• otro Faserstoff in suspendierter Form eingetragen und weitere 4 1 Wasser eingefüllt und die ganze Suspen-

sion gut durchmischt. Die Fasersuspension muss eine Temperatur von 20° C haben. Anschließend wird die Entwässerung eingeleitet, die nur durch den Flüssigkeitsdruck der Suspension erfolgt. Als Entwässerungdauer wird die Zeit in Sekunden bestimmt, in der der Flüssigkeitsspiegel der Suspension von 8 1 WS auf 21 sinkt.

Entwässerungsleiste (blade) - > Former

Entwässerungsmittel (drainage aid) Die —> Entwässerung von Stoffsuspensionen auf der —• Siebpartie der Papiermaschine ist ein von der Technik dominierter Prozess: Die Konstruktion des —• Stoffauflaufs (Turbulenzen, Wasserführung) und der Siebpartie (Material, Maschenweite des —» Siebes, Druckdifferenz) prägen einerseits die Qualität des produzierten Papiers (z.B. hinsichtlich —» Zweiseitigkeit, Festigkeit) und beeinflussen andererseits die Produktivität einer Papiermaschine (z.B. im Hinblick auf —• Runnability, Geschwindigkeit). Entwässerungsmittel sind chemische Substanzen, die über eine physikalisch-adsorptive Regulierung der Flockungscharakteristik der Stoffsuspension den Prozess der Entwässerung optimieren. Die wesentliche Aufgabe eines Entwässerungsmittels ist es daher, die Entwässerungsleistung einer Papier- oder Kartonmaschine nachhaltig zu fordern, ohne die —• Formation entscheidend zu beeinträchtigen. Dies kann entweder direkt auf der Siebpartie oder aber in den —> Nasspressen geschehen. Die Chemie der Entwässerungsmittel ist mit derjenigen der —• Retentionsmittel grundsätzlich vergleichbar. Es ist jedoch immer zu beachten, dass gute Retentionsmittel nicht notwendigerweise auch gute Entwässerungsmittel sein müssen und umgekehrt. MN

377 Entwässerungspresse (dewatering press) Als Entwässerungspresse wird eine Maschine zur —> Entwässerung von Stoffsuspensionen bezeichnet. Der Begriff kann auch als Oberbegriff für Maschinen gelten, die zusätzlich zu einer weitgehenden Vorentwässerung noch eine Erhöhung der Stoffdichte mittels hohem Pressdruck erreichen. Ausführungsformen sind —• Banddruckpressen, —• DruckHO filter und —> Schneckenpressen.

Entwässerungsschnecke (dewatering screw) Eine Entwässerungsschnecke ist ein wesentliches Funktionsteil einer —> Schneckenpresse, die eine Maschine zur —> Entwässerung von Stoffsuspensionen darstellt. HO Entwässerungsverhalten (drainage behavior , drainability) Im Verlauf der —> Entwässerung einer Faserstoffsuspension auf einem —• Sieb, wie z.B. in der —• Siebpartie einer Papiermaschine, bildet sich ein —> Faservlies aus, das den freien Durchtritt des Wassers behindert. Die Feststoffkonzentration der Fasersuspension, die Oberflächenbeschaffenheit (spez. Oberfläche) der Fasern, die Porosität des sich bildenden Faservlieses (—• Quellungszustand), die Viskosität des Wassers und die Druckdifferenz zwischen Oberseite des Filterkuchens und Unterseite des Siebes beeinflussen die Entwässerung der Fasersuspension auf einem Sieb. Fasersuspensionen unterschiedlich gemahlener Fasern zeigen somit ein verschiedenartiges Entwässerungsverhalten. Das Entwässerungverhalten einer Faserstoffsuspension ist von größter Wichtigkeit bei der Produktion von Papier auf der Papiermaschine. Die Kenntnis des Entwässerungsverhaltens ist für eine störungsfreie Entwässerung auf der Papiermaschine entscheidend. Im Labor wird das Entwässerungsverhalten mithilfe geeigneter Prüfmethoden untersucht, um auf die Zusammensetzung und den Zustand der untersuchten Faserstoffe und somit auf die zu erwartenden

Papiereigenschaften (Festigkeitseigenschaften) zu schließen. Bei der —> Stoffaufbereitung stellt die —• Mahlung einen wesentlicher Verfahrensschritt zur mechanischen Beeinflussung der Fasereigenschaften dar. Die Bestimmung des Entwässerungsverhaltens bietet eine Möglichkeit zur Überwachung der Mahlentwicklung eines Faserstoffs. Geprüft wird das Entwässerungsverhalten von Faserstoffsuspensionen durch Entwässerungskenngrößen (—> Schopper-Riegler-Wert, —• Canadian Standard Freeness und —• Entwässerungsdauer). WS

Enzymatisches Deinken (enzymatic deinking) Unter enzymatischem —•Deinken wird die Verwendung von Enzymen bei der Aufbereitung grafischer —» Altpapiersorten zur —> Druckfarbenentfernung mittels —> Flotation oder —> Wäsche verstanden. In laborativen und halbtechnischen Versuchen kamen bisher —> Enzyme vom Typ Cellulase, Hemicellulase, Mannanase, Xylanase oder Mischungen verschiedener Enzyme zum Einsatz. Eine großtechnische Realisierung des Enzymeinsatzes beim Deinken von holzhaltigem —> Altpapier steht bisher aber noch aus. Die Verwendung von Enzymen beim Deinken von Altpapier setzt voraus, dass verfahrenstechnische Randbedingungen eingestellt werden, die eine optimale Entfaltung der Enzymaktivität gewährleisten. In Abhängigkeit vom verwendeten Enzym sind hierfür bestimmmte Temperaturen, Stoffdichten, Verweilzeiten und pH-Werte einzustellen. Die meisten kommerziell verfügbaren Enzyme erfordern einen neutralen oder sogar sauren pH-Bereich, der beim konventionellen Deinken von holzhaltigem Altpapier unüblich ist und der den Verzicht von —•Natronlauge, —• Wasserglas und —• Peroxid, zumindest bei der —• Zerfaserung des Altpapiers, erfordert. Obwohl in Verbindung mit dem Enzymeinsatz weiterhin ein —• Tensid verwendet wird, führt der Verzicht auf die o.a. Chemikalien dennoch zu geringeren —> Wasserbelastungen und zu Kosteneinsparungen.

378 Enzyme (griech.) bzw. Fermente (lat.) sind Biokatalysatoren der Organismen, deren gesamter Stoffwechsel katalytisch gesteuert wird. Enzyme sind intrazellulär gebildete, hochmolekulare Eiweißstoffe, die in spezifischer Weise den Ablauf chemischer Umsetzungen durch Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit beschleunigt zum Gleichgewichtszustand fuhren. Eiweißstoffe sind die Träger der Lebensfunktionen schlechthin, was durch deren international gebräuchliche Bezeichnung Proteine (griech.: protos = das Erste, das Ursprüngliche) verdeutlicht wird. Grundbausteine für die Proteine sind ca. 20 Aminosäuren, aus denen die hochmolekularen Eiweißkörper gebildet werden. Enzyme werden aus lebenden Zellen isoliert. Bei ihrem Einsatz katalysieren Enzyme die gleichen Reaktionen wie in der lebenden Zelle. Die Besonderheit von Enzymen liegt darin, dass sie aufgrund ihrer Struktur und Spezifität chemische Reaktionen beschleunigen oder erstmals in Gang setzen können. Die Spezifität von Enzymen ist so zu verstehen, dass die vom Enzym umzusetzende Verbindung, das Substrat bzw. das Coenzym, in das Enzym passen muss wie der Schlüssel in das Schloss, damit eine Umsetzung erfolgen kann. Industrielle Anwendung Das Nomenklatursystem für Enzyme ordnet jedem Enzym 2 Namen zu: Waschmittel, Lederverarbeitung, Käseherstellung • einen Trivialnamen Stärkeverzuckerung, Textil mit der Endung und Papier, Backwaren und ,,-ase", die dem NaMaischverarbeitung men des zugehörigen Verarbeitung von Obst- und Substrats (d.h. der Gemüsesaft Verbindung, die das Verarbeitung von Obst- und Enzym umsetzt) anGemüsesaft gehängt wird (z.B. Textil und Papier Cellulase baut —• Cellulose ab) Waschmittel, Fettspaltung • einen systematischen Molkerei-Abwasser, Namen, der auf Verdauungsförderung streng logistischer Sauerstoff-Entfernung, Basis aufgestellt wird Konservierung und in 6 Hauptklassen unterteilt ist.

Die Wirkungsweise der Enzyme beim Deinken ist noch nicht eindeutig geklärt. Es wird davon ausgegangen, dass sie die Ablösung der Druckfarbe von den —> Fasern unterstützen und damit zur Grundvoraussetzung für einen erfolgreichen Deinkingprozess beitragen. Mit dem Enzymeinsatz ist auch gleichzeitig eine Verschiebung des Druckfarbenpartikelspektrums in Richtung kleinerer Teilchen zu beobachten. Die erfolgversprechendsten Ergebnisse des enzymatisehen Deinkens werden dementsprechend auch über das Deinken holzfreier Altpapiersorten (—> Kopier- und —> Laserdruckpapiere) berichtet, da sich die Tonerpartikel (—• Toner) relativ schlecht vom Papier ablösen lassen, in abgelöster Form zunächst relativ groß sind und diese Altpapiersorten darüber hinaus häufig im neutralen pH-Bereich zerfasert werden. Eine durch den Enzymeinsatz bewirkte Verbesserung der Ablösung der Tonerpartikel und deren Zerkleinerung trägt damit unmittelbar zur Steigerung des DeinPU kingwirkungsgrades bei.

Enzyme (enzymes) Enzymtyp (Trivialname) Protease Amylase

Pektinase Cellulase

Lipase Lactase GlucoseOxidase

Verwendung bei

Hydrolyse von Proteinen Hydrolyse von Stärke Hydrolyse von Pektin Hydrolyse von Cellulose Hydrolyse von Triglyceriden Hydrolyse von Lactose Oxidation von Glucose

Industrielle Anwendungsbereiche von Enzymen

379 Seit der Gewinnung des ersten Enzymkomplexes aus Malz im Jahre 1833 und der Entwicklung der Fermentationstechniken in den 40er Jahren dieses Jahrhunderts sind rund 2 000 Enzyme identifiziert worden. 10 % davon werden im Labormaßstab produziert, aber lediglich etwa 20 Typen industriell eingesetzt. Bedeutende Anwendungsbereiche von Enzymen sind die Waschmittel- und Stärkeindustrie, Molkereiprodukte, Medizin, Backwarenherstellung, Bier- und Fruchtsaftherstellung, Ledererzeugung und die Zellstoffindustrie. Wichtige industrielle Enzyme und ihre Anwendungsbereiche sind in der Tabelle aufgeführt. In der Papierindustrie werden Enzyme bisher industriell vor allem bei der chlorfreien —• Zellstoffbleiche eingesetzt. Im Bereich der Papierherstellung laufen zum Einsatz von Enzymen als Mahlungshilfsmittel bei hochausgemahlenen Zellstoffen, zum enzymatischen Deinken von —• Altpapier oder als Entwässerungsbeschleuniger auf der Papiermaschine verschiedene Forschungsprojekte. PU

EPI European Paper Institute, Paris. Das Europäisches Papierinstitut wurde 1979 von nationalen Organisationen der Zellstoffund Papierindustrie Westeuropas gegründet. Die EPI vereinigte sich 1992 mit der CEPAC zur CEPI. FA

vorbereitung, Drucken und Weiterverarbeitung, Papier, Druckfarbe, Umweltschutz, Verpackung. Publikationen: Richtlinien für die Tiefdruckreproduktion, Handbuch für den Test von Druckfarben, Richtlinien für TiefdruckParameter, Tiefdruck-Umwelt, ERA-Newsletter. Jährliche Liste der installierten Publikations-Tiefdruckmaschinen und HeatsetFA Offsetdruckmaschinen.

Erdgas (natural gas) Erdgas ist ein natürlich vorkommendes brennbares Gas. Hauptbestandteile sind gasförmige gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffe (—• Methan, Ethan, Propan u.a.). In der Regel überwiegt Methan bei weitem und hat bei hochwertigem, zur technischen Verwendung aufbereitetem Erdgas einen Anteil von ca. 90 bis 95 %. In Tab. 1 sind typische Angaben zu den Qualitätsnormen für in Deutschland verfügbare Gassorten angegeben. Die angegebenen Gasgruppen beziehen sich auf die übliche Bezeichnung der in ihrer Zusammensetzung (Stickstoffanteil, Methangehalt) unterschiedlichen Gassorten in Süd- und Norddeutschland. Neben den genannten Kohlenwasserstoffen enthält Erdgas Begleitstoffe (Tab. 2). Gasgruppe

Epichlorhydrin-Harze (epichlorohydrin resins) —• Nassfestmittel

Wobbe-Index oberer Heizwert rei. Dichte

L 45 000 ±2 000 32 000 bis 0,55

H 52 000 ±2 000 47 000 0,70

Tab. 1 : Brenntechnische Kenndaten

ERA European Rotogravure Association, München. Taupunkt Europäische Tiefdruck-Vereinigung. Taupunkt (KohlenwasserDie ERA wurde 1956 von europäischen stoff) Tiefdruckbetrieben gegründet. Die Aufgabe Schwefelwasserstoff der Vereinigung ist der gegenseitige AusGesamt-Schwefel (als S) tausch von Erfahrungen aus den TiefdruckSauerstoff betrieben und Forschung auf allen Gebieten des Tiefdrucks: Vorstufensysteme, ZylinderTab. 2: Begleitstoffe im Erdgas

- 5° C - 5° C 5 mg/Nm 3 150 mg/Nm 3 < 3 Vol.-%

380 Erdgas wird aufgrund seiner rückstandsarmen Verbrennung (niedriger Schwefelgehalt, keine Staubentwicklung) zunehmend eingesetzt. Eine zusätzliche —• Abgasreinigung kann in der Regel entfallen. Daneben stellt die einfache Logistik bei bestehender Zuleitung einen weiteren Vorteil dar. Eine typische Nutzung von Erdgas in der Papierindustrie ist der Einsatz einer —• Gasturbine, die mit —> Kraft-Wärme-Kopplung, also mit Erzeugung von Strom und Prozesswärme (—• Heizdampf) betrieben wird. Auch bei der Strich- und Papiertrocknung wird Erdgas in IR-Strahlern (—• Infrarottrocknung) und —• Schwebetrocknern eingesetzt. DE

Erfindung des Papiers (invention of paper) Das Papier gehört technikgeschichtlich zu den Faservliesen (Filzen), deren Herstellung bis weit in die Ur- und Frühgeschichte zurückreicht. Als unmittelbare Vorläufer, aus demselben Pflanzenmaterial gewonnen, gelten die —> Rindenbaststoffe (Tapa), die durch Klopfen des frischen oder eingeweichten Bastes bestimmter Sträucher oder Bäume gewonnen werden. Die Fasern verbleiben generell im ursprünglichen Faserverbund. Tapa wird weltweit in einem parallel zum Äquator verlaufenden Gürtel hergestellt und für Dekorations-, Kleidungs- und Verpackungszwecke benützt. Wer als erster die Fasern so lange klopfte, dass sie aus dem natürlichen Faserverbund gelöst wurden, und wer mit Textilfasern (—> Hanf) experimentierte, wissen wir nicht. Das Benetzen der Fasern zur Verbesserung der Vliesbildung und das Entfernen des Wassers durch ein Sieb (Tuch) dürfte aus der Erfahrung der Filzherstellung abzuleiten sein. Alteste Papierfunde, zwar nicht genau datiert, weisen darauf hin, dass Papier im heutigen Sinne in der letzten Hälfte des ersten vorchristlichen Jahrtausends in China erstmals verfertigt worden ist. Der in den chinesischen Chroniken als Erfinder des Papiers benannte Cai Lun (105 n. Chr.) ist, der expliziten Überlieferung gemäss, als Erfinder des Schreibpapiers aus

Textilabfällen (vorzugsweise —> Hadern) zu bezeichnen. TS

Erholungswald (recreational forest) Unter Erholungswald versteht man einen Wald, der für Zwecke der Erholung geschützt, gepflegt und gestaltet wird. Eine Erklärung zum Erholungswald ist möglich, wenn es das Wohl der Allgemeinheit erfordert (§13 Bundeswaldgesetz). Einschränkungen der Waldbewirtschaftung und der Jagdausübung sind ebenso möglich wie die Verpflichtung der Waldbesitzer, den Bau und die Unterhaltung von Erholungseinrichtungen, wie Wege, Bänke und Schutzhütten, sowie die Beseitigung störender Einrichtungen zu WE dulden.

Erle (aider) Erle (Alnus spp., Familie Betulaceae). Die Erlen kommen mit etwa 30 Arten in Baumund Strauchform in den nördlichen gemäßigten Zonen der Erde vor. In Deutschland sind mit der Schwarz- oder Roterle (A. glutinosa) und der Weiß- oder Grauerle (A. incana) 2 baumformige Erlenarten heimisch. Beide Arten sind über fast ganz Europa verbreitet. Nutzholz stammt vornehmlich von der Schwarzerle, da die Weißerle nur selten in nutzholztauglichen Dimensionen anfällt. Zerstreutporiges —> Laubholz. Holz rötlichweiß bis hellrötlichbraun. —• Splint- und —• Kernholz sind farblich nicht unterschieden (—> Splintholzbaum). Mittlerer Faseranteil: um 60 %, Faserlänge: 0,3 - 1 - 1,65 mm (für Schwarzerle). Mit einer mittleren Rohdichte von 0,51 g/cm 3 ist Erlenholz mittelschwer und weich; wenig fest, elastisch sowie mäßig schwindend und mit gutem Stehvermögen. Es ist wenig witterungsfest, unter Wasser dagegen sehr dauerhaft. Bevorzugt wird es als Massivholz und in Form von Furnieren im Möbelbau verwendet; ferner als Drechsler- und Schnitzholz. Industriell eingesetzt für die Herstellung von Span-

381 schließlich Biegeformteile und Innenausbau für Wand- und Deckenbekleidungen, Parkettböden und Treppen. Spezialholz fur Werkzeugstiele und -griffe sowie Sportgeräte. Früher bevorzugtes Wagnerholz und im Fahrzeug- und Maschinenbau eingesetzt. WE energy sour-

und Faserplatten sowie —• Holzschliff und Zellstoff. WE

Erneuerbare Energie (renewable energies , recurring ces) Erneuerbare Energien werden von der Natur unmittelbar zur Verfugung gestellt und speisen sich vor allem aus der Erdrotation und der Sonneneinstrahlung. Es handelt sich daher um Energieformen, die im Gegensatz zur Nutzung des Energieinhalts von Kohle, Öl oder —»Erdgas nahezu unerschöpflich sind. Typische erneuerbare Energien sind Sonnenenergie (Sonnenkollektoren, Fotovoltaik), Windenergie, Wasserkraft, die Nutzung der Gezeiten und geothermale Quellen (Erdwärme). Eine wirtschaftliche Nutzung dieser Energiequellen ist entscheidend von den lokalen Bedingungen abhängig. In der Regel ist jedoch die Ausbeutung derzeit noch teurer als die Nutzung konventioneller (fossiler) Brennstoffe. DE

Esche (ash) Esche, Gemeine Esche (Fraxinus excelsior). Über fast ganz Europa bis Kleinasien und zum Kaukasus verbreitet. Sie zählt zu den wichtigsten einheimischen Buntlaubhölzern. Ringporiges —> Laubholz. —* Splint- und —> Kernholz teils von gleicher heller weißlicher bis gelblicher Färbung, teils mit unregelmäßig streifigem lichtbraunem bis dunkeloder schokoladenbraunem Falschkern (sog. Braunkern bzw. als Besonderheit mit olivfarbenem Kern der sog. „Olivesche"). Mittlerer Faseranteil: 62 %, Faserlänge: 0,15 bis 1,6 mm. Mit einer mittleren Rohdichte von 0,65 g/cm 3 ist das Holz mittelschwer und hart; mit guten Festigkeitseigenschaften und hoher Elastizität sowie außergewöhnlicher Zähigkeit und hoher Abriebfestigkeit. Es schwindet mäßig, zeigt gutes Stehvermögen, ist resistent gegenüber Chemikalien, jedoch nicht natürlich dauerhaft. Beliebtes Ausstattungsholz in Form von Massivholz und Furnieren im Möbelbau ein-

Espartogras (esparto, alfa grass, Spanish grass) (Stipa tenacissima L., Familie Gramineae). Espartogras besteht aus den trockenen, zähen Halmen und Blättern des Grases Stipa tenacissima, in Spanien Atocha, in Algerien Alfa oder Haifa genannt. Es wächst am westlichen Mittelmeer in weiten Steppengebieten. Als Begleiter kommen oft das Gras Lygeum spartum sowie das Rebenrohr Amelodesmos tenax vor, das schilfähnlich im Mittelmeergebiet heimisch ist. Die Faserbeschaffenheit der Steppengräser ist feiner, zierlicher, länger und gleichmäßiger als beim Getreidestroh. Unterscheidungsmerkmale gegenüber —• Stroh geben die nichtfasrigen Begleitelemente der Bastfasern, besonders charakteristisch geformte, zähnchenformige Zellen. Die Zellwand ist so dick, dass das —> Lumen meist nur als feine Linie erkennbar wird. Im Papier sind die Fasern immer gut erhalten. Im Gegensatz zu Getreidestroh besitzt Espartogras keine Knoten. Der Aufschluss erfolgt alkalisch mit —»Natronlauge. Die Zellstoffausbeuten liegen zwischen 35 und 45 % je nach Reinheitsgrad des Rohstoffs und den angewandten Kochtemperaturen. Ein Aufschluss mit —> Kalkmilch wie bei Stroh entfällt, da sich bei Anwendung dieses Verfahrens mit den Pektinstoffen schwerlösliche Calciumverbindungen bilden. Der Zellstoff ist ausgesprochen auftragend und wird deshalb für die Herstellung von voluminösen, in der Oberfläche sehr feinen Druckpapieren benutzt. In Tunesien wird Espartozellstoff auch für den Export hergestellt. JU

382 Espartozellstoff (esparto pulp) Diese Zellstoffsorte wird aus der Einjahrespflanze Esparto hergestellt. Esparto wächst vor allem in Nordafrika. Die dem Stroh ähnelnde Pflanze mit glatten, knotenfreien Stengeln von etwa 2 mm Durchmesser erreicht eine Höhe von 0,5 cm bis 1,5 m. Sie wird zweimal im Jahr geerntet. Wie alle Gräser (z.B. Stroh) liefert Esparto einen Zellstoff, der durch dünne und kurze Fasern (0,4 bis 1,8 mm) charakterisiert ist, wobei diese Fasern im Papierblatt ihre zylindrische Form beibehalten, also nicht kollabieren. Vor allem in England wurde Espartozellstoff seit der zweiten Hälfte des 19. Jh. aus importiertem Gras erzeugt und anteilig bei der Herstellung von feinen —» Schreibpapieren und Spezialpapieren eingesetzt. Espartozellstoff liefert ein Papierblatt mit höherem —» spez. Volumen, guter —• Formation sowie hoher —> Porosität und —• Opazität. Esparto lässt sich leichter als Stroh mit —•Natronlauge bei etwa 110°C aufschließen. Seit Mitte dieses Jahrhunderts verlor die Zellstofferzeugung aus diesem Gras in England an Bedeutung und wurde schließlich eingestellt. Heute wird Espartozellstoff in Algerien und Tunesien erzeugt. Die tunesische Zellstoffanlage in Kasserine, 1959 errichtet, produziert bei einer Kapazität von 24 000 t vor allem Marktzellstoff für den Export. GG

Essigester (acetic ester) Essigester, auch Ethylacetat oder Essigsäureethylester genannt, wird durch die Formel H3C-COOC2H5 beschrieben. Es handelt sich um eine farblose, flüchtige, angenehm riechende Flüssigkeit der Dichte 0,90 und mit einem Siedepunkt von 77° C. Dämpfe und Flüssigkeit reizen die Atemwege und die Augen, wirken in höherer Konzentration narkotisch, eventuell mit tödlichen Folgen. —• Maximale Arbeitsplatzkonzentration (MAK) 400 ppm (MAK-Werte-Liste 1996), LD50 (Ratte oral) 5 620 mg/kg, wasserge-

fährdender Stoff der —•Wassergefahrdungsklasse 1 ; Emissionsklasse III (—> Technische Anleitung Luft). Essigester ist bei 25° C in der zehnfachen Menge in Wasser löslich. Essigester ist einer der häufigst verwendeten Essigsäureester. Er ist ein wichtiges —• Lösungsmittel bei der Herstellung von Cellophan, Celluloid, Collodiumwolle, —> Lacken oder —• Kunstharz sowie Hauptbestandteil vieler Speziallösungsmittel. Essigester wird ferner zur Extraktion von Antibiotika und zum Aromatisieren von Nahrungsmitteln verwendet. Essigester ist von den Gesundheitsbehörden als Extraktionslösemittel zugelassen. Literatur: Römpp Lexikon Chemie. Stuttgart, New York: Georg Thieme Verlag, 1996 GU

Essigsäure (acetic acid) Essigsäure ist der Trivialname der am häufigsten vorkommenden organischen —• Säure, die den systematischen Namen Ethansäure trägt. Ihre chemische Zusammensetzung wird mit den Formeln H3C-COOH bzw. C 2 H 4 0 2 beschrieben. Wasserfreie Essigsäure (Eisessig) ist eine klare, farblose, stechend riechende Flüssigkeit (Dichte: 1,0492, Siedepunkt: 117,9° C), die bei 16,5° C zu eisartigen Kristallen erstarrt. Essigsäure wirkt auf Augen, Haut und Schleimhäute stark ätzend, —• maximale Arbeitsplatzkonzentration (MAK) 25 mg/m 3 bzw. 10 ppm, —» Wassergefährdungsklasse 1. Mit Wasser und Alkohol ist Essigsäure in jedem Verhältnis mischbar. Essigsäure ist eine schwache Säure; ihre 1-normale wässrige Lösung ist bei Zimmertemperatur zu etwa 1 % in Ionen gespalten (elektrolytische Dissoziation). Kalk und verschiedene Metalle (Fe, Mg, Zn) werden von verdünnter Essigsäure-Lösung mehr oder weniger rasch unter Bildung von Acetaten (Salze der Essigsäure) aufgelöst. In Organismen tritt Essigsäure als Endprodukt bei Gärungs-, Fäulnis- und Oxidationsvorgängen auf (Essiggärung). A u f diese Weise wird auch Essigsäure in eng geschlossenen

383 Wasserkreisläufen (—> Wasserkreislaufsystem) der Papierindustrie gebildet. Die Herstellung von Speiseessig, einer verdünnten wässrigen Lösung von Essigsäure, war schon in der Antike bekannt. Die angewendete Methode beruht auf der aeroben Essiggärung alkoholischer Flüssigkeiten unter dem enzymatischen Einfluss von Essigbakterien (Acetobacter). Dieses Verfahren wird noch heute in verschiedenen technischen Variationen vorzugsweise genutzt. Daneben spielen für technische Essigsäure die Oxidation von Acetylen und die Carbonylierung von —• Methanol eine wichtige Rolle. Holzessig wird bei der Trocken-Destillation von - > Holz bei 300 bis 500° C gebildet und kann durch —> Extraktion aus dem Destillat gewonnen werden. Essigsäure dient hauptsächlich zur Herstellung verschiedener Essigsäureester. Die Salze der Essigsäure, wie z.B. Natrium-, Blei-, Aluminium- und Zinkacetat, dienen als Hilfsmittel in der Textil- und Lederindustrie, in der Färberei und in der Medizin. In Form von Chloressigsäure findet Essigsäure Verwendung für zahlreiche organische Synthesen, z.B. für die Herstellung von —• Carboxymethylcellulose (CMC). In der organischen Chemie und Technologie dient Essigsäure als —> Lösungsmittel sowie zur Herstellung der technisch bedeutenden Folgeprodukte Acetanhydrid und Keten. Acetanhydrid ist Ausgangsprodukt für die Herstellung von Essigsäureestern, wie z.B. —• Celluloseacetat. Derivate des Diketens werden als —•Leimungsmittel für Papier herangezogen. Die hohe Lösekraft gegenüber —> Lignin wird bei verschiedenen Varianten des Holzaufschlusses mit Lösungsmittelgemischen, die Zusätze von Essigsäure enthalten, genutzt (—> Acetocell-Verfahren, —> Formaceli-Verfahren). Durch Umsetzung mit —> Wasserstoffperoxid erhält man Peressigsäure (—> Persäuren), die als —> Bleichmittel in der —• Zellstoffund Altpapierbleiche Verwendung findet. Literatur: Römpp Lexikon Chemie. Stuttgart, New York: Georg Thieme Verlag, 1996 GU

Ethanol (ethanol)

Ethanol, auch Ethylalkohol, Weingeist oder einfach Alkohol genannt, ist der am häufigsten auftretende Alkohol. Sein molekularer Aufbau wird durch die Formeln H 3 C - C H 2 OH bzw. C2H 6 0 gekennzeichnet. Ethanol ist eine klare, farblose, würzig riechende und brennend schmeckende, leicht entzündliche, hygroskopische Flüssigkeit, die mit schwach leuchtender Flamme zu —> Kohlendioxid und Wasser verbrennt. Er weist eine Dichte von 0,79367 (bei 15° C) und einen Siedepunkt von 78,32° C auf. Mit Wasser, Ether, Chloroform, Benzin und Benzol ist Ethanol in jedem Verhältnis mischbar. Ethanol wird industriell überwiegend aus Ethylen nach 2 Verfahren hergestellt: 1) Durch indirekte Hydratisierung über die Addition von —> Schwefelsäure mit anschließender Verseifung der Schwefelsäureester. 2) Durch direkte katalytische Hydratisierung. In Deutschland wurden 1990 rund 1 M i o t synthetisches Ethanol hergestellt. Weltweit werden etwa 12,6 Mio t (1994) Ethanol aus Agrarprodukten, wie Melasse, Rohrzucker, Zuckerrüben, Trauben, Beeren, Kartoffeln, Reis, Mais, oder aus Produkten der Holzverzuckerung und aus Sulfitablaugen (sog. Laugenbranntwein) (—> Sulfitzellstoff) durch Fermentation erzeugt. Bei der anaerob verlaufenden alkoholischen Gärung wird die DGlucose (u.a. Zucker wie D-Fructose und DMannose) durch bestimmte, in verschiedenen Hefesorten enthaltenen —• Enzyme zu Ethanol und Kohlendioxid durch Gärung abgebaut: C6Hi206

2 C2H5OH + 2 C 0 2

Die Hauptmenge des produzierten Ethanols wird in Form von alkoholischen Getränken für Genusszwecke verbraucht. In der Technik dient Ethanol als wertvolles —> Lösungsmittel für Fette, Öle und —• Harze, vor allem in der Lack- und Firnisfabrikation sowie zur Herstellung von Essenzen. Wegen seines hohen

384 "Heizwertes (29MJ/kg) eignet sich Ethanol als Brennstoff sowie im Gemisch mit Benzin als Motortreibstoff (Gasohol). Ethanol ist auch das Ausgangsmaterial für viele Chemikalien, z.B. für Ethylacetat, Ethylchlorid, —• Farbstoffe und pharmazeutische Präparate. Wegen seiner keimtötenden Wirkung dient es zum Konservieren und Desinfizieren. Die hohe Lösekraft gegenüber —• Lignin wird bei verschiedenen Varianten des Holzaufschlusses mit Lösungsmittelgemischen, die Zusätze von Ethanol enthalten (Alcellverfahren), genutzt.

ten wie die Lösungs- und Schmelzviskosität beeinflussen, angeboten. In der Papierherstellung dienen Ethylcellulosen als Hilfsstoffe bei der Zubereitung von —> Streichfarben, zur Dispergierung (—• Dispergiermittel) und Stabilisierung von —• Pigmenten sowie als Komponente von —> Klebstoffen. Ansonsten werden sie zur Herstellung von Filmen, Folien und Lacken, als thermoplastische Massen, als Bindemittel für —> Druckfarben, als Überzugsmaterial für Tabletten oder als Textilhilfsmittel verwendet.

Literatur: Römpp Lexikon Chemie. Stuttgart, New York: Georg Thieme Verlag, 1996 GU

Literatur: Römpp Lexikon Chemie. Stuttgart, York: Georg Thieme Verlag, 1996

Ethylacrylat (ethylacrylate) Ethylacrylat ist der Ester, der durch Reaktion von Acrylsäure mit —• Ethanol entsteht. Ethylacrylat wird als —> Monomeres für die Synthese von Polymerdispersionen und Polymerlösungen verwendet, die als —> Streichbindemittel und als Hilfsmittel zur Steuerung der rheologischen Eigenschaften der —> Streichfarbe, z.B. —• Viskosität und Wasserretention, verwendet werden. ME

Etiketten (labels) Selbstklebende Etiketten (Haftetiketten) dienen der kostengünstigen Kenn- und Auszeichnung von Produkten. Die Etiketten (—• Etikettenpapier) werden vor dem Aufkleben auf das Produkt von einem Trennpapier, auch als Trägerpapier bezeichnet, getrennt. Das Trennen des Etiketts und das Aufkleben auf das Produkt erfolgen meist in Etikettiermaschinen. Das Trennmaterial schützt den Haftklebstoff und besitzt daher eine den —• Klebstoff abweisende Wirkung. Diese Wirkung wird z.B. durch —• Silikonisieren des Papiers erzielt. Die zum Trennen des Etiketts erforderliche Kraft (Trennkraft) ist ein Qualitätsmerkmal des Haftverbundmaterials. Das Etikettenmaterial besteht aus einer Etikettenoberlage und einer Haftklebstoffschicht. Als flexible Etikettenobermaterialien können Papiere, Kunststofffolien und Spezialfolien (z.B. —• Thermopapier, Metallfolien, Gewebe oder synthetische Papiere) verwendet werden. Der Haftklebstoff wird in Beschichtungsmaschinen entweder auf das Trennmaterial aufgetragen (Transferverfahren) oder auf das Etikettenobermaterial (Direktverfahren). Als Haftklebstoffe können Klebstoffe auf Lösemittelbasis, auf Dispersionsbasis und Schmelzhaftkleber (Hotmelts, —• Hotmelt-

Ethylcellulose (ethyl cellulose) Als Ethylcellulose wird —> Cellulose bezeichnet, an der ein Teil der Hydroxylgruppen durch Ethoxygruppen ersetzt ist. Der —> Substitutionsgrad technischer Produkte liegt in der Regel zwischen 0,5 und 2,5. Struktur: —• Cellulosederivate (mit R = CH2CH3). Ethylcellulosen mit Substitutionsgraden von ca. 1,1 bis 1,4 sind wasserlöslich, solche mit höheren Substitutionsgraden löslich in organischen —• Lösemitteln. Handelsübliche Ethylcellulosen mit einem Substitutionsgrad von ca. 2,2 bis 2,6 sind thermoplastisch (Erweichungspunkt: 150 bis 160° C) und werden mit unterschiedlichen —• Polymerisationsgraden, die wichtige Eigenschaf-

New GU

385 wachs) zum Einsatz kommen. Die Haftklebstoffe werden hinsichtlich ihrer Anwendung ausgewählt. Es können ablösbare, stark haftende und nicht ablösbare Etiketten gefordert werden, aber auch Haftkleber für spezielle Anwendungen (z.B. Hitzeeinwirkung oder Kältebeständigkeit). Neben dem Bedrucken der Etiketten stellt das Ausstanzen der Etikettenform aus der endlos bedruckten Haftverbundbahn einen wichtigen Verfahrensschritt bei der Etikettenherstellung dar. Beim —> Stanzen wird meist der um das Etikett herum sich befindende Materialrest als Gitter abgezogen. H M

Etikettendrucker (label printer) Die schnelle und zweifelsfreie Identifizierung von Rollen und Paletten im weitgehend automatisierten Materialfluss, z.B. in Papierfabriken und Druckereien, erfordert einheitliche, auch maschinenlesbare —> Etiketten. Weltweit hat sich fur die mit Informationen versehenen und auf Rollen oder Paletten aufgeklebten Etiketten das D I N A3 Format durchgesetzt. Etikettendrucker sind robuste Hammerbank- oder Laserdrucker, die dieses Format (zeilenweise) ausdrucken. Die neutralen oder mit einem Firmen-Logo versehenen Etiketten tragen neben allen wichtigen Identifikationsdaten meist einen Barcode, der im Materialfluss vom —• Barcodeleser erkannt wird und in den automatisierten Transport- und Lagersystemen (z.B. —• Hochregallager) die sichere Identifikation einzelner Rollen oder Paletten gewährleistet. SZ

Etikettendruckmaschine (labelprinting press) Etikettendruckmaschinen sind in der Regel —> Rollendruckmaschinen, die es ermöglichen, unterschiedliche —> Druckverfahren in einer Maschine zu kombinieren. In Etikettendruckmaschinen können als Druckverfahren alle üblichen Verfahren, wie —• Offset-, —• Flexo-, —• Buchdruck und auch digitale Druckverfahren zum Einsatz kommen. Es existieren Etikettendruckmaschinen, die mo-

dular aufgebaut sind, bei denen also einzelne —• Druckwerke ausgetauscht werden können. Neben den eigentlichen Druckwerken können in Etikettendruckmaschinen auch Heißpräge-, Präge-, Lackier- und Stanzeinheiten sowie Auftragswerke zum Aufbringen von —> Klebstoffen oder Laminierstationen (—> Laminieren) integriert sein. Abhängig vom —> Bedruckstoff können —> Etiketten auf jeder beliebigen —• Bogenoder Rollendruckmaschine gedruckt werden. Im engeren Sinn werden als Etikettendruckmaschinen aber nur schmale Rollendruckmaschinen, die ausschließlich für den Druck von Etiketten konzipiert sind, bezeichnet. Da die Einsatzgebiete von Etiketten sehr verschieden sind (Etiketten auf Glas, Kunststoff, Metall oder Karton), sind Etikettendruckmaschinen oft Sondermaschinen, die verschiedene Bedruckstoffe (Selbstklebefolien, Papier, Kunststoffe) verarbeiten können. Bei Etikettendruckmaschinen wird der Bedruckstoff als konfektionierte Rolle abgewickelt, in der Maschine bedruckt, weiterverarbeitet und wieder aufgewickelt. Der Einsatz von Etikettendruckmaschinen überschneidet sich heute auch mit dem Formular- und dem Wertpapierdruck. Hier sind vor allem die Applikation von ~> Hologrammen auf Wertpapieren und Verpackungen sowie das Versiegeln von Verpackungen mit Etiketten, die beim Offnen zerreißen, typische Einsatzgebiete. BG

Etikettenpapier (label paper) Etikettenpapiere sind —> ungestrichene oder meist —> einseitig gestrichene Papiere, —• holzfrei oder —• holzhaltig, im Bereich der flächenbezogenen Masse von 70 bis 140 g/m 2 . Sie werden verwendet als —> Etiketten und Banderolen für Konservengläser und -dosen, trocken abgefüllte Nahrungs- und Genussmittel sowie Einweg- und Mehrwegflaschen (z.B. Bier-, Saft- und Wasserflaschen). Der Strichauftrag liegt bei 9 bis 15 g/m 2 . Oft wird auf die Rückseite eine Präparation oder ein leichter —• Strich mit einer —• Rakel aufgetragen.

386 Etikettenpapiere sollen gut bedruck- sowie lackier- und bronzierbar sein. Wichtig sind auch Präge- und Stanzfestigkeit (—• Prägen, —• Stanzen). Für Konservendosen sollten die Papiere korrosionsneutral sein. Während früher zur Beurteilung der pH-Wert und der Chlorid-Sulfat-Gehalt herangezogen wurden, misst man die Korrosionsneigung heute im direkten Kontakt zwischen Metall und Papier (DIN 53110). Flaschenetiketten müssen den Anforderungen der schnellen Etikettieranlagen genügen (bis zu 50 000 Flaschen pro Stunde). Typische Merkmale sind ausreichende —> Bruchkraft, gute —• Planlage und volle —• Leimung, um ein Durchschlagen des —• Klebstoffs zu verhindern und um einen guten „Sitz" des Etiketts zu gewährleisten. Für die problemlose Entnahme aus dem Etikettenmagazin ist eine rauhe Rückseite günstig. Weiterhin müssen Etiketten für den Nassbereich eine hohe Nassopazität (—> Opazität nach Eintauchen des Etiketts in Wasser) sowie Nassabriebfestigkeit besitzen. Je nach Anforderung werden die Etikettenpapiere auch nassfest bis hochnassfest hergestellt (—• Nassverfestigung). Besondere Anforderungen werden an Etiketten für Rücklaufflaschen gestellt. Neben einer hohen Nassfestigkeit (—> Nassbruchkraft) müssen sie laugenbeständig sein, damit die Lauge (0,5 gew. %ige Natronlauge) der Etikettenspülanlage nicht durch aufgelöste bzw. desintegrierte Papierfasern übermäßig verschlammt. Ein großer Teil der Mehrwegetiketten ist metallisiert (—»Metallisieren). Fast alle diese Etiketten werden im Nassetikettierverfahren verwendet, d.h. sie werden unter Verwendung einer wässrigen Klebstofflösung auf die Flaschen gebracht. Es gibt auch Trockenetikettierverfahren (Verwendung von wasserfreien Haftklebern) für Flaschenetiketten, die aber noch keine große Bedeutung gewonnen haben. Neben dem beschriebenen Bereich der Etikettierpapiere gibt es den wachsenden Markt der —• Haftetiketten. PA

Etui (case) Das Etui ist ein Futteral, ein kleiner (flacher) Behälter oder eine Hülle zur Aufbewahrung von kostbaren und/oder empfindlichen Gegenständen, wie z.B. Brille oder Schmuck. Etuis können —• Schachteln aus Karton oder Pappe sein, die mit anderen Materialien, wie Textilien, Leder oder Dekorpapier, ausgefüttert und überzogen sind. Sie können aber auch Metall- oder Kunststoffbehälter sein. MZ Eukalyptus ( eucalyptus , gum trees) Eucalyptus (Eucalyptus spp., Familie Myrtaceae). Die Gattung Eucalyptus umfasst über 500 Arten, die nahezu sämtlich in Australien beheimatet sind, wo sie ein charakteristisches Element der Flora darstellen. Von diesen zeichnen sich verschiedene Arten durch ein besonders schnelles Wachstum sowie eine gute Anpassung an Klima und Standort bei gleichzeitiger Ausbildung eines wertvollen, schweren und vielseitig nutzbaren Holzes aus. Sie werden daher außerhalb ihres natürlichen Verbreitungsgebiets in zahlreichen subtropischen und tropischen Ländern (z.B. Südafrika, Brasilien, Chile) sowie im Mittelmeergebiet plantagenartig angebaut. Diese über alle Erdteile verstreuten Anbauflächen umfassen mehrere Millionen Hektar und nehmen ständig zu. Zu den wichtigsten, in Plantagen angebauten Eucalyptus-Hölzern gehören Eucalyptus camaldulensis (Red Gum), E. globulus (Blue Gum, Southern Blue Gum), E. robusta (Robusta) und E. saligna (Sydney Blue Gum). Diese Hölzer werden hauptsächlich zur Herstellung von —• Kurzfaserzellstoff genutzt und stellen den weltweit wichtigsten Kurzfaserrohstoff dar. Zu unterscheiden hiervon sind die aus Naturwäldern Australiens und Tasmaniens stammenden Eucalyptus-Hölzer, zu denen u.a. E. diversicolor (Karri), E. marginata (Jarrah) und E. regnans nebst 2 weiteren Arten (Tasmanian „Oak") gehören, die in Form von Vollholz als Kontruktionsholz, Bautischlerholz und im Möbelbau wie auch in Form von Furnieren vielseitig Verwendung finden. WE

387 kraft angetriebene Maschinen ein und beruht EUCEPA European Liaison Committee for Pulp and auf einer Arbeitsteilung der Gesellen. Nach aufwendiger Sortierung und AufbePaper , Paris . Europäische Vereinigung für Zellstoff- und reitung (—•Faseraufbereitung) der —• Lumpen (Leinen, —• Flachs, —> Hanf; später auch Papiertechnik. —> Baumwolle) erfolgt das Stampfen im Als Dachorganisation von heute 15 euro—• Stampfwerk. Der Faserstoff wird ohne päischen Papieringenieurvereinen wurde die weitere Zusätze in der Schöpfbütte EUCEPA 1956 auf Initiative der Vereine von (—• Schöpftechnik) zu einer Stoffdichte von 1 Deutschland, England, Frankreich und Nordbis 2 % mit Wasser verdünnt. europa mit Sitz in Paris gegründet. Ziel der Der Büttgeselle schöpft nun mit dem EUCEPA ist die Förderung des technischSchöpfsieb (—> Schöpftechnik) einen Bogen wissenschaftlichen Erfahrungsaustauschs sonach dem anderen und reicht es im Takt dem wohl zwischen den Mitgliedervereinen als Gautscher, der das entstandene nasse Blatt auch mit gleichartigen Vereinen in Übersee. auf einem Filz abgautscht und das leere Sieb Umgesetzt wird diese Zielsetzung durch Veran den Büttgesellen zurückschiebt. Der Gautanstaltung von Fachtagungen in Form von scher legt einen nächsten Filz über das geEUCEPA-Konferenzen und EUCEPAgautschte Blatt und gautscht von neuem. Sind Symposien, wobei jeweils ein Mitgliedsvereine (nach Format, Sorte und Region verein als Gastgeber und Organisator verantschiedene) Anzahl Bogen gegautscht (ca. wortlich ist. 180), wird der so entstandene Stoß (Pauscht Während sich die im Abstand von 3 Jahren oder Post genannt) unter die massive Nassorganisierten Konferenzen mit einem breiter presse (—» Papierpresse) geschoben und mit angelegten Generalthema befassen, werden in vereinten Kräften gepresst. Anschliessend den meistens jährlich stattfindenden Sympowerden durch den Leger genannten Gesellen sien spezielle Themen mit praktischer oder die noch feuchten Bogen von den Filzen gewissenschaftlicher Ausrichtung behandelt. trennt und von Gesellen oder Hilfspersonal in 1997 fand in Deutschland die 26. EUCEPAdie Obergeschosse der Papiermühle zum Konferenz mit dem Generalthema „Der Trocknen an Stangen oder Seilen getragen. nachhaltige Papierkreislauf - eine HerausforDas Trocknen an der Luft dauert mehrere Taderung" statt. Diese Veranstaltungen sollen ge. auf hohem Niveau der Fort- und WeiterbilDanach folgt das Leimen (—• Leimung, hisdung insbesondere von Chemikern und Ingetorisch) durch Eintauchen in Hautleim nieuren der Zellstoff- und Papierindustrie (—> Tierleim), mit erneutem Pressen und sowie der Zulieferindustrie (Chemische, Trocknen, an das sich das Glätten (—• GlätElektro-, Apparate- und Maschinenindustrie, ten, historisch) anschließt. In der Regel werFA Bespannungsindustrie) dienen. den die Bogen in einem Lagerraum zur Beruhigung Wochen bis Monate gelagert, eventuEukalyptuszellstoff ell nochmals befeuchtet und zwischen Kar(eucalyptus pulp) tons in einer Trockenpresse leicht gepresst. —> Laubholzzellstoff Im Sortiersaal werden die Bogen schließlich sortiert, wenn erforderlich zugeschnitten und verpackt. Auf das Deckblatt des Riespakets Europäische Handpapiermacherei (—> Ries) druckt der Papiermacher sein Mar(European handpaper making) ken- und Sortenzeichen (Riesaufdruck). Die im Italien des 13. Jh. entstandene TechAuch für den Transport (—> Papiertransport) nik der europäischen Handpapiermacherei ist im Prinzip der Papiermacher verantwortunterscheidet sich grundlegend von den lich. Spezielle Berufsleute (Ballenmacher) fernöstlichen und arabischen Vorläufern. Sie helfen bei der Erstellung der Transportverbezieht in vermehrtem Maße durch Wasserpackung (Ballen, Fass). Den Transport über

388 weitere Strecken übernehmen Fuhr- und Schiffleute. Für die Verrichtung aller genannten Arbeiten in einer Papiermühle mit einer Bütte sind neben dem Meister und seiner Frau 4 bis 10 weitere Personen beschäftigt, die Spezialhandwerker (Formenmacher, Mühlenbauer) nicht eingeschlossen. Die Betriebsrechnung einer Papiermühle des 16. Jh. mit 2 Bütten ist uns aus dem Jahre 1535 erhalten.

Literatur: Versteyl, L.- Α.: Umweltrecht der Europäischen Union. Loseblattsammlung, Neuwied, Kriftel, Berlin: Luchterhand, 1995 MR

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Eutrophierung (eutrophication) Unter Eutrophierung versteht man die Nährstoffanreicherung, insbesondere die Überdüngung von Oberflächengewässern. Der Zustand der Überdüngung führt zu einer Störung des biologischen Gleichgewichts. Stickstoff und Phosphor sind für die Stoffwechselaktivität der Wasserpflanzen limitierende Wachstumsfaktoren. Zur Eutrophierung kommt es bei einem erhöhten Angebot von algen- und pflanzenverfügbaren Nährstoffen. Sind Phosphor und Stickstoff im Übermaß vorhanden, wird das Algenwachstum gefordert. Da der zunächst produzierte —> Sauerstoff abgeführt wird und für den Abbau der Pflanzen nach ihrem Absterben nicht mehr zur Verfügung steht, treten Sauerstoffmangel und Fischsterben ein. Dieser Vorgang wird durch hohe Temperaturen noch beschleunigt. Neben dem Sauerstoffmangel kommt es zu negativen Auswirkungen auf Geruch, Geschmack und Färbung. Man rechnet damit, dass 1 g PhosphatPhosphor die Entwicklung von 100 g —• Biomasse ermöglicht, die beim Absterben 150 g Sauerstoff aufzehrt. Die Nährstoffe Stickstoff und Phosphor können in großen Mengen durch Abwassereinleitungen und durch Oberflächenabschwemmungen aus überdüngten landwirtschaftlichen Flächen in die Oberflächengewässer eingetragen werden. So kann es dann insbesondere in langsam fließenden oder stehenden Gewässern, vor allem in den Sommermonaten, zu starkem Algenwachstum und den damit verbundenen Folgeerscheinungen kommen.

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Ausgaben: Personal (Löhne exkl. Kost und Logis) Materialaufwand Pachtzins

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Einnahmen: Papierverkäufe Gewinn (Lohn des Meisters)

230 Gulden 575 Gulden 50 Gulden

900 Gulden 45 Gulden TS

Europäisches Abfallrecht (European legislation on waste) Das —• Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz (KrW-/AbfG) setzt in Deutschland die Vorgaben der EG-Abfallrahmenrichtlinie um. Durch das untergesetzliche Regelwerk zum KrW-/AbfG werden auch die europäischen —• Abfallschlüssel in deutsches Recht überführt. Neben Richtlinien, die von den nationalen Gesetzgebungsorganen ausgefüllt werden müssen (—• EG-Verpackungsrichtlinie), wirken EG-Verordnungen unmittelbar, so bei der —• grenzüberschreitenden Abfallverbringung die Verordnung (EWG) Nr. 259/93 des Rates vom 01. Februar 1993 zur Überwachung und Kontrolle der Verbringung von Abfällen (—• Abfall) in der, in die und aus der Europäischen Gemeinschaft (Amtsblatt EG Nr. L 30. S. 1). Aufgrund der konkurrierenden Gesetzgebung in Deutschland im —> Abfallrecht obliegt der Vollzug den Bundesländern. Die erforderliche Abstimmung erfolgt in den Arbeitsgruppen der Länderarbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA) (—• Umweltrecht).

Europa-Skala (European color scale) —> Farbskala

389 Um die Eutrophierung zu vermeiden, sind die Stickstoff- und Phosphorgehalte durch geeignete Reinigungsverfahren vor der Einleitung der —> Abwässer in die Gewässer zu reduzieren (—> Phosphatelimination). Die Abwässer der Papiererzeugung tragen im Allgemeinen nicht zur Eutrophierung der Gewässer bei, da sie keine oder nur sehr wenig Stickstoff- und Phosphorverbindungen enthalten. Für die biologische Reinigung müssen in der Papierindustrie die notwendigen Stickstoff· und Phosphormengen sogar zugesetzt werden, um die Stoffwechselprozesse sicherzustellen. DE

E-Welle (E-flute) —• Wellpappe

Exhaustor (exhauster) Exhaustor sind auf ein im Luftstrom zu transportierendes Gut konzipierte Strömungsmaschinen (Gebläse), die ein Wickeln des Förderguts (—> Hadern) um die Welle bzw. ein Verstopfen der Luftstromförderanlage (Leitungen) verhindern. Für die Förderung von —> Altpapier und —> Ausschuss verwendet man Zerreißexhaustoren (auf der Exhaustorwelle sitzen mehrere drehbare Schneidmesser zwischen Flügeln und dem Saugstutzen), die große Papierstücke zerreißen. Für die Erzeugung von Druckluft in Luftforderanlagen kommen Exhaustoren, Kapselgebläse (—• Kompressor), Kolbenverdichter und Turboverdichter (Kompressor) zum Einsatz. Die pneumatische Förderung (—• Förderung im Luftstrom) eignet sich in der ZellStoff- und Papierindustrie besonders für Ausschuss, Strohhäcksel, Krümelstoff und —• Hackschnitzel. Zum Teil werden auch durch —> Schneckenpressen eingedickte Halbstoffe (-+ Holzstoff, - > Zellstoff, —• Deinkingstoff) transportiert. VO

Exsikkator (desiccator) Ein Exsikkator ist ein luftdicht verschließbarer Glasbehälter, der z.T. mit blauem Silicagel gefüllt ist. Über dem Silicagel befindet sich eine gelochte Keramikplatte, auf die Gegenstände (z.B. getrocknete Papierproben) zum Abkühlen gestellt oder gelegt werden können. Das Silicagel ist stark —•hygroskopisch und sorgt dafür, dass bei geschlossenem Deckel die absolute Luftfeuchtigkeit im Innenraum annähernd null ist. Dadurch wird z.B. das Abkühlen von Veraschungstiegeln ermöglicht, ohne dass diese und deren Inhalt wieder Feuchtigkeit aufnehmen. Die blaue Farbe des Silicagels ist ein Indikator für dessen Zustand. Je mehr Feuchtigkeit das Silicagel aufgenommen hat, desto mehr ändert sich die Farbe des Silicagels von dunkelblau zu rosa. Damit das Silicagel seine hygroskopischen Eigenschaften behält, muss es daher von Zeit zu Zeit im Trockenschrank getrocknet werden, um die aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen. Die Farbe des Silicagels ändert sich dadurch wieder von rosa zu dunkelblau. WS

Extinktion (extinction) Die Extinktion ist die früher gebräuchliche Bezeichnung für die Abschwächung der eingestrahlten Lichtintensität nach Durchgang durch Materie infolge Absorption. Sie ist definiert als Ε(λ) = log (Io/I), wobei Io der Ausgangsintensität und I der Intensität des Lichts nach der Absorption entspricht (LambertBeer-Gesetz). Heute wird anstelle von Ε(λ) die Bezeichnung Absorptionsmaß Α(λ) verwendet. HA

Extraktion (extraction) Als Extraktion (Auslaugen, lat.: extrahere = herausziehen, herausreißen) wird das Herauslösen einzelner Bestandteile (Wertstoffe) aus einem festen oder flüssigen Stoffgemisch mit einem geeigneten, nichtmischbaren flüssigen —• Lösungsmittel bezeichnet. Die Ex-

390 traktion stellt ein Trennverfahren dar, bei dem das Stoffgemisch (Ausgangsstoff) intensiv mit dem Lösungsmittel (Extraktionsmittel) in Kontakt gebracht wird. Der Wertstoff des Stoffgemisches geht hierbei in das Lösungsmittel über. Eine chemische Reaktion zwischen dem Extraktionsmittel und den Wertstoffen des Stoffgemisches findet nicht statt. 1) Fest-Flüssig-Extraktion Der feste Ausgangsstoff wird zerkleinert und im Extraktor mit einem Lösungsmittel versetzt. Während dieses Vorgangs geht ein Teil des Wertstoffs vom Ausgangsstoff in das Lösungsmittel über. Durch z.B. Destillation des Extraktes lassen sich Lösungsmittel und Wertstoff voneinander trennen. Anschließend wird das Raffinat, das an Wertstoff verarmt ist, aus dem Extraktor entnommen. Anwendung findet die Fest-Flüssig-Extraktion u.a. bei der Gewinnung von Zucker und bei der Abtrennung von Coffein aus Rohkaffee. In der Zellstoff- und Papierindustrie wird sie u.a. in der Analytik (z.B. zur Bestimmung des schädlichen —• Harzes im —» Zellstoff) verwendet. Die Extraktion ist die Basis für —• alternative ZellstoffVerfahren (—» ASAMVerfahren, —• Organocell-Verfahren, —> Acetosolv-Verfahren, —• Formaceli-Verfahren) mit organischen Lösungsmitteln. Allerdings stellt in diesem Fall das Raffinat den Wertstoff in Form von Zellstoff dar. 2) Flüssig-Flüssig-Extraktion Das Stoffgemisch wird in einem Mischer mit dem Lösungsmittel in Kontakt gebracht. Während dieses Vorgangs geht der Wertstoff vom Ausgangsstoff in das Lösungsmittel über. Anschließend werden aufgrund der Dichteunterschiede das Raffinat, das an Wertstoff verarmt ist, und der Extrakt im Abscheider getrennt. Die Trennung des Lösungsmittels von Raffinat und Extrakt erfolgt mittels Rektifikation (mehrfache Destillation). Anwendung findet die Flüssig-FlüssigExtraktion u.a. bei der Abtrennung von —> Phenolen aus Abwässern und bei der Ab-

trennung von Aromaten aus Kohlenwasserstoffgemischen. Extraktionsverfahren werden eingesetzt u.a. bei der Trennung von azeotropen Gemischen oder Gemischen, bei denen zur Trennung große Mengen an Lösungsmitteln verdampft werden müssten oder hohe Temperaturen erforderlich wären, die zu einer Zersetzung des Wertstoffs führen könnten. Je nach Extraktionsaufgabe werden unterschiedliche Anforderungen an das benötigte Lösungsmittel gestellt, die z.T. nur unzureichend erfüllt werden können. Soll z.B. die Lösungsmittelmenge gering gehalten werden, so muss das Lösungsmittel eine große Kapazität für den aufzunehmenden Wertstoff haben. Ist ein geringer Aufwand bei der Regeneration des Lösungsmittels erwünscht, so sollte sich das Lösungsmittel mit dem Feststoff· oder Flüssigkeitsgemisch nur geringfügig mischen. Um die Arbeitsplatz- und Umweltbelastung so gering wie möglich zu halten, sollte das Lösungsmittel nach Möglichkeit keine oder nur eine geringe Toxizität aufweisen. Zur Reindarstellung des Wertstoffs und zur Regeneration des Lösungsmittels mit dem Ziel der Wiederverwendung muss das Extrakt einem weiteren Trennprozess unterzogen werden. Sind die einzelnen Komponenten flüchtig und die Dampfdruckunterschiede relativ groß, lässt sich die Methode der Rektifikation anwenden. Dabei reichert sich der Wertstoff im Destillat an, wenn das Lösungsmittel schwerer flüchtig als die anderen Komponenten ist. Eine Anreicherung des Lösungsmittels im Destillat erhält man, wenn es die leichterflüchtige Komponente darstellt. Die Verdampfung eignet sich, wenn der Wertstoff äußerst schwer flüchtig ist. Voraussetzung dazu sind ein niedriger Siedepunkt und eine geringe Verdampfungswärme des Lösungsmittels. Eine weitere Methode zur Regeneration des Lösungsmittels ist die Kristallisation. Bei der Kristallisation fallt beim Überschreiten der Löslichkeit durch Abkühlung des Extraktes der Wertstoff aus, der sich dann durch mechanische Trennverfahren vom Lösungsmittel trennen lässt.

391 Literatur: Schlünder, E.-U.; Thurner, F.: Destillation, Absorption, Extraktion. Braunschweig, Wiesbaden, 1995 MO

Extraktor (extractor) Unter einem Extraktor wird eine Maschine zur —• Entwässerung von Stoffsuspensionen verstanden. Der Extraktor gehört zu den —• Eindickern. Er besteht aus einem Suspensionsbehälter, einem gelochten oder geschlitzten Siebzylinder und einem Schneckenwendel. Dieser Wendel weist im Gegensatz zur Wendel bei der —• Schneckenpresse ein über seine gesamte Länge gleichbleibendes Volumen auf. Somit findet keine Druckerhöhung statt. Die Suspension tritt unten in den Siebzylinder ein und wird durch die Schneckenwendel nach oben transportiert. Dabei kann das Wasser durch die Öffnungen des Siebzylinders austreten. Zurück bleiben die Feststoffe, die aus der Suspension herausgefordert und ausgetragen werden. HO

Extraktstoffgehalt (content of extractives) Unter der Bezeichnung Extrakstoffe versteht man eine Vielzahl von Zellinhaltsstoffen von —• Holz oder —* Einjahrespflanzen, die sich mit organischen —> Lösungsmitteln aus dem Rohmaterial durch —• Extrahieren entfernen lassen. Bei diesen Stoffen handelt es sich bevorzugt um —• Harzsäuren, daneben aber auch um Fette, —> Fettsäuren, —• Wachse oder —> Paraffine. Durch Aufschluss und —> Bleiche werden Extraktstoffe teilweise entfernt, andere können neu entstehen (z.B. Abbauprodukte von —» Kohlenhydraten oder von —• Lignin). Die Anwesenheit von Extraktstoffen kann durch die Bildung von klebrigen Ablagerungen zu erheblichen Produktions- und Qualitätsstörungen vor allem bei der Papierherstellung fuhren (—> Harzbekämpfungsmittel). Bei der Bestimmung des Extraktstoffgehalts hängen Art und Menge der erfassten Komponenten weitgehend von der Polarität des ver-

wendeten Lösungsmittels ab. Mit unpolaren Lösungsmitteln, wie z.B. Ether (C4H10O), Benzol (C 6 H 6 ) oder Dichlormethan (CH 2 C1 2 ), werden überwiegend unpolare Verbindungen (Harzsäuren, Fette, langkettige Fettsäuren) extrahiert, während mit polaren Lösungsmitteln, wie —• Ethanol, auch polare Substanzen, wie Kohlenhydrate, miterfasst werden. Für Routineuntersuchungen hatte sich seit den 60er Jahren in der nationalen und internationalen Normung aus praktischen Gründen (nicht brennbar, niederer Siedepunkt, explosionssicher) Dichlormethan durchgesetzt (siehe D I N 54354, ISO 624). Bedingt durch die in den letzten Jahren verstärkt geführte Diskussion über die Schädlichkeit chlorhaltiger Kohlenwasserstoffe wurde Dichlormethan in jüngster Zeit international durch Aceton ( C 3 H 6 0 ) ersetzt (DIN EN ISO 14453). Experimentell wird bei der Bestimmung des Extraktstoffgehalts wie folgt vorgegangen: Die in einer Extraktionshülse befindliche Probe wird in einer speziellen Apparatur (Soxhlet-Extraktionsgerät) durch zyklische Einwirkung erschöpfend extrahiert. Anschließend werden das Lösungsmittel verdampft und der Rückstand gewogen. Angegeben wird der Extraktstoffgehalt in Prozent, bezogen auf das eingesetzte Fasermaterial. SE

Extruder (extruder) Der Extruder ist das Kernstück jeder Extrusionsanlage und hat zur Aufgabe, eine homogene Schmelze eines —> Thermoplasten (z.B. Polyethylen, Polystyrol, PVC) in ausreichender Menge mit der notwendigen Temperatur und dem notwendigen Druck in das nachfolgende Werkzeug (z.B. eine Ringdüse) zu fordern. Je nach Anwendung werden Extruder verschiedener Bauarten benutzt, wobei Einoder Doppelschneckenextruder am häufigsten eingesetzt werden. Ein typischer Einschneckenextruder ist in der Abbildung dargestellt. Durch einen Einfülltrichter (a) erfolgt die Beschickung mit Pulver oder Granulat. Das Material wird erwärmt (b), homogenisiert, plastifiziert, von

392 der (häufig mehrstufig ausgelegten) Schnecke (c) transportiert und durch die formgebende Düse im Spritzkopf (d) gepresst.

• • • • • •

Extruder Werkzeug (Breitschlitzdüse) Kühlstrecke (z.B. Kühlwalzen) Mess-, Steuer- und Regeleinrichtungen Schneideinrichtungen (Randbeschnitt) Aufwicklung. Extruder

Schema eines Schneckenextruders

Das Extrusionsverfahren wird sehr häufig zum Aufbringen von —•thermoplastischen Beschichtungen auf Papier und Karton verwendet. Als formgebendes Werkzeug wird eine Breitschlitzdüse verwendet. Beispiele hierfür sind die Herstellung von —> flexiblen Verpackungen, insbesondere von PapierPolyethylen-Verbunden (z.B. für MetzgereiProdukte oder Zuckerverpackungen), sowie von —> Fotorohpapier. Verpackungspapiere mit dünnen Polyethylen-Beschichtungen (7 bis 20 g/m 2 ) besitzen bereits gute Barriereeigenschafiten gegenüber Wasser und Fett. Dickere PolyethylenBeschichtungen (25 bis 100 g/m 2 ) bringen mechanische Festigkeit, hohe Sperrwirkung gegen Wasser und Fett, gute Siegeleigenschaften, hohen —> Glanz und hohe —• Glätte. Fotorohpapiere besitzen eine in der Regel auf beiden Seiten aufextrudierte Polyethylenbeschichtung, die als Barriereschicht gegenüber eindringender Feuchtigkeit wirkt. Zudem sorgen die PE-Schichten dafür, dass während des Entwicklungsprozesses die Verwölbung nicht zu groß wird. KB

Extrudieren (extruding) Unter Extrusion oder Extrudieren (lat.: extrudere = hinausstoßen) versteht man die kontinuierliche Herstellung eines Halbzeugs, Profils oder einer Folie aus Kunststoff. Eine Extrusionsanlage zur Herstellung von Kunststofffolien (Flachfolienanlage, Abb.) setzt sich zusammen aus:

Extrusionsanlage zur Flachfolienherstellung

Das Extrusionsverfahren wird häufig zum Aufbringen —• thermoplastischer Beschichtungen bei der Herstellung von —• Verbundmaterialien eingesetzt. Bekannte Beispiele sind Getränkekartons (PE-Karton-PEAluminium-PE-Verbund), Suppenbeutel (Papier-PE-Aluminium-PE-Verbund) und Zuckerverpackungen (Papier-PE-Verbund). K B

Extrusion (extrusion) —> Extrudieren

Extrusionsbeschichtung (extrusion coating) Eine Extrusionsbeschichtung ist eine —> Beschichtung aus thermoplastischem Material (—» Thermoplaste), die unmittelbar nach der Extrusion im noch plastischen Zustand mit bahnformigem Material laminiert wird. Das Endprodukt ist ein —• Verbundmaterial, z.B. ein Papier-Polyethylen-Verbund für Papierbeutel und —» Papiersäcke. Dünne Polyethylen-Beschichtungen (7 bis 20 g/m 2 ) erzeugen bereits eine gute Barrierewirkung gegegenüber Wasser und Fett. Dickere Polyethylen-Beschichtungen (25 bis

100 g/m 2 ) bringen mechanische Festigkeit, hohe Sperrwirkung gegen Wasser und Fett, gute Siegeleigenschaften, hohen —• Glanz und hohe —> Glätte. Das Prinzip des Extrusionsverfahrens besteht im Schmelzen des Beschichtungsmittels (Pulver oder Granulat) in einem —• Extruder, dem Abziehen des Films aus einer Breitschlitzdüse sowie der Laminierung mit dem Trägermaterial (Abb.). Zur Vermeidung von Haftungs- und Benetzungsproblemen durchläuft das Trägermaterial (z.B. Karton) häufig vor dem Aufbringen des Beschichtungsmittels eine —• Corona-Behandlung. Corona-

extruder

Schema einer Anlage zum Extrusionsbeschichten von Papier und Karton

Haupteinsatzgebiete für extrusionsbeschichtete Papiere und Kartons sind —• flexible Verpackungen, insbesondere Getränkeverpackungen. KB

394 Fabric-Presse (fabric press) —> Siebpresse

Fabrikationswasser (process water) Der Begriff Fabrikationswasser ist ein Synonym für —> Kreislauf-, —• Brauch- oder —• Betriebswasser und bezeichnet das gesamte, mit Faserstoff in Berührung kommende Wasser in einer Zellstoff- oder Papierfabrik. SW Fachkraft für Arbeitssicherheit (specialist for occupational safety) —• Sicherheitsingenieur

Fahrbühne (elevator platform) Die Fahrbühne ist eine vertikal bewegliche, in Gleitschienen geführte Arbeitsbühne, die an der Walzenseite (außen) und der Ständerseite (innen) aller mehrwalzigen —» Kalander angebracht ist, um dem Bedienungspersonal den Zugang zu allen Positionen des Kalanders zu ermöglichen, auch wenn diese sehr hoch bauen (Höhe eines 8,6 m breiten Superkalanders: 10 bis 12 m, Fahrbühnenweg vor dem Walzenpaket: 7 bis 8 m). Von der Fahrbühne aus können alle Funktionen des Kalanders geschaltet werden, die für das Aufführen, den Walzenwechsel und anschließende Einstell- und Kontrollarbeiten erforderlich sind. Für die Sicherheit beim Betrieb von Fahrbühnen sorgen Verriegelungen, Fangvorrichtungen, Stoppleisten auf dem Bühnengeländer und auch die (maschinenbauliche) Einhaltung von Sicherheitsabständen zu Leitwalzen und Maschinenteilen (nach DIN 31001) sowie deren Überwachung durch Lichtschranken. Beim Walzenwechsel darf sich während des Ausschwenkens der im —> Walzenwechselwerkzeug hängenden, aus den Lagerfuhrungen gelösten Walzen niemand auf oder unter der Fahrbühne aufhalten, eine Vorschrift, die leichtsinnigerweise oft ignoriert wird.

Fahrbühnenkonstruktionen mit Einrichtungen, die einen —> Nipschutz überflüssig machen, weil das Hineingreifen in den Walzenspalt nicht mehr möglich ist, haben sich nicht durchgesetzt. Bei automatisch arbeitenden Aufführhilfen (z.B. in —>Janus ConceptKalandern) werden sie nicht benötigt. SZ

Fäkalschlamm (fecal matter) Fäkalschlamm ist die Bezeichnung für die in häuslichen Kleinkläranlagen, insbesondere solchen ohne Belüftung (z.B. Dreikammergruben) anfallenden Schlämme. Diese werden bei Bedarf abgepumpt und einer kommunalen —• Kläranlage zugeführt, in der dieser Schlamm zusammen mit dem in der Kläranlage anfallenden —> Schlamm behandelt wird. In Papierfabriken fällt dieser Schlamm an, wenn Werkswohnungen oder Sanitäranlagen nicht an die Kanalisation oder die werkseigene —> Abwasserreinigung angeschlossen sind. MÖ

Fällungsmittel (coagulant) Der Begriff des Fällungsmittels ist eine Sammelbezeichnung für feste, flüssige oder gasförmige Stoffe, die das Fällen (—> Ausfällung) einer gelösten Substanz ermöglichen. Unter Fällen (Präzipitieren) versteht man dabei vollständiges oder teilweises Ausscheiden eines gelösten Stoffs in Form von Kristallen, Flocken oder Tröpfchen. Als Fällungsmittel verwendet man: • •

anorganische Salze, wie z.B. —> Aluminiumsulfat oder Eisen(III)-sulfat polymere, organische kationische Polyelektrolyte, wie z.B. Polydiallyldimethylammoniumchlorid (PDADMAC) oder —> Polyethylenimine (PEI).

Grundsätzlich ist die Chemie der Fällungsmittel sehr verwandt mit der Chemie der —> Fixiermittel. Im Fall der organischen Polyelektrolyte ist der Fällungsmechanismus die Bildung eines (wasserunlöslichen) Polyelekt-

395 rolytkomplexes zwischen kationischem Polymer (Fällungsmittel) und der zu entfernenden polyanionischen Substanz. In der Papierindustrie werden Fällungsmittel in erster Linie bei der Reinigung von —» Kreislaufwasser, von —• Siebwasser und zur —> Abwasserreinigung eingesetzt. Sie entfernen gelöste Substanzen (—> Störstoffe) und können damit den —• chemischen Sauerstoffbedarf (CSB), den kationischen Bedarf und den Gehalt von Feststoffen des behandelten Wassers reduzieren. Meistens kommt neben dem Fällungsmittel ergänzend ein —»Flockungsmittel zum Einsatz, das die ausgefällten Partikel zu größeren, voluminöseren Verbänden aggregiert, so dass die Abtrennung erleichtert wird. MN

Faltbodenschachtel (folding bottom box) —• Schachtel

Falten (fold, crease) Mit Falten werden in der —> Papierverarbeitung sowohl manuell als auch maschinell durchgeführte Arbeitsgänge bezeichnet, bei denen plan liegende Formate (Briefe, Prospekte, Faltschachteln) einen oder mehrere Brüche (—• Falzen) erhalten. Bei Briefen, die auf Fensterkuverts passende Adressfelder enthalten, wird das Format des Briefbogens durch Falten so an den Umschlag angepasst, dass die Anschrift im Adressfeld lesbar wird. Der Vorgang, bei dem —• Faltschachteln maschinell an den Rillungen umgebogen werden, wird ebenfalls mit Falten bezeichnet. In der Druckindustrie wird unter Falten eine starke Deformierung der durch die Maschine laufenden Papierbahn (Bogen, Endlosbahn) verstanden, die zu einer dauerhaft bleibenden Schädigung in der —> Planlage des Papiers fuhrt (—•Quetschfalten). Als Effekt, der zu einer Faltenbildung beiträgt, lässt sich der vollständige Kontakt zwischen dem Druckund dem Gegendruckzylinder im Offsetverfahren (—> Offsetdruck) und in Tiefdruckmaschinen (—• Tiefdruck) auffuhren. Ist über die

volle Breite des Walzenspalts der —• Druckmaschine keine gleichmäßige Druckspannung vorhanden, so kann dadurch eine Faltenbildung am durchlaufenden Papier entstehen. Bei Formatpapieren ist das auslösende Moment für die Faltenbildung häufig ein Tellern oder eine Randwelligkeit der Bogen. Nach dem Durchlauf der Druckzone werden die anfänglichen Verformungen der Papierkanten zu dauerhaft verbleibenden, fächerförmig zur Hinterkante der Bogen ausgewalkten Falten. Als weitere Ursache für eine Faltenbildung lässt sich eine unzureichende Einstellung der Bogenanlage in den Formatmaschinen aufführen. Durch Stauchungen bei dem Bogenabzug in dem —• Bogenanleger wird, von der Anlegekante ausgehend, zur Bogenmitte eine Faltenbildung verursacht. In den Rollendruckverfahren ist die Voraussetzung für einen faltenfreien Transport der Papierbahn lediglich dann gewährleistet, wenn die Papierleitwalzen für den Transport der Papierbahn optimal eingestellt sind. SD

Faltschachtel (folding box) —> Schachtel

Faltschachtelheftmaschine (folder stapler, folding box stapling machine) Eine Faltschachtelheftmaschine ist eine —•Heftmaschine, mit der die Längsnähte (Fabrikkante) von —• Faltschachteln mittels Drahtklammern verbunden werden. Sie ist als Flachheftmaschine ausgelegt und wird hauptsächlich für Faltschachteln aus —• Vollpappe und —> Wellpappe verwendet. Die ersten Faltschachtelheftmaschinen wurden von dem Lübecker Brehmer entwickelt, der Ende des 19. Jh. in Philadelphia eine Produktion von Faltschachtelmaschinen begann. MZ

Faltschachtelkarton (folding box board) Nach DIN 6730 soll ein Faltschachtelkarton dank seiner Falz-, Ritz-, Rill-, Nut- und

396 —> Bedruckbarkeit besonders zum Herstellen von —» Faltschachteln geeignet sein. Faltschachteln dienen im Gegensatz zu Schachteln aus —> Vollpappe und —• Wellpappe (—• Transportverpackungen) bevorzugt als —> Verkaufsverpackungen, um das verpackte Gut (z.B. Lebensmittel) sowohl in den Regalen der Selbstbedienungsläden als auch beim Endkonsumenten vor äußeren Einflüssen zu schützen. Außerdem nehmen Faltschachteln die Funktion eines Werbe- und Informationsträgers wahr, so dass hohe Anforderungen an die Bedruckbarkeit des Faltschachtelkartons im —• Mehrfarbendruck gestellt werden. Die flächenbezogene Masse erstreckt sich von 180 bis etwa 600 g/m 2 , maßgeblich bestimmt durch die erforderliche —• Biegesteifigkeit zugunsten der Schutzfunktion. Faltschachtelkarton besteht aus 3 bis 5 (selten aus bis zu 10) Schichten, aufgeteilt in:

•

•

- Chromoersatzkarton mit holzfrei weißer Decke, heller Rückseite und heller Einlage (UC2) Triplexkarton: holzfrei weiße Decke (UT1) oder leicht holzhaltige weiße Decke (UT2), helle Rückseite und graue Einlage Duplexkarton mit grauer Rückseite und Einlage sowie holzfrei weißer Decke (UDÌ mit einem —» spez. Volumen > 1,45 g/cm 3 ) oder leicht holzhaltiger Decke (UD2 mit einem spez. Volumen zwischen 1,30 und 1,45 g/cm 3 ). Die Sorte UD3 ist durch ein spez. Volumen Zellstoff, gebleichtem —> CTMP oder cke, heller Einlage und heller Rückseite holzfrei weißem —• Altpapierstoff (ca. sowie Strich über 18 g/m 2 (GC2) 2 40 g/m ) • Chromotriplexkarton • Schonschicht aus Rotationsabfällen Die Sorten GT1 und GT2 entsprechen (holzhaltiger Altpapierstoff) oder den ungestrichenen Sorten UT1 und - > Holzstoff (ca. 30 g/m 2 ) UT2, allerdings mit einem Strichauftrag • eine oder mehrere Schichten als Einlage von über 18 g/m 2 versehen. aus Holzstoff oder Altpapierstoff • Chromoduplexkarton • Rückseite (ca. 30 g/m 2 ) aus Zellstoff, Die Sorten G D I und GD2 entsprechen CTMP oder Altpapierstoff. den ungestrichenen Sorten U D Ì und UD2, allerdings mit einem Strichauftrag Aus 100 % Altpapierstoff gefertigter Faltvon über 18 g/m 2 versehen. schachtelkarton wird neuerdings als Sekun• Gussgestrichener Faltschachtelkarton mit därfaserkarton (white lined chipboard) beeinem hochwertigen, sehr glatten und zeichnet. glänzenden Strichauftrag auf der weißIn Abhängigkeit von der stofflichen Zugedeckten Oberfläche (—• Gussstreisammensetzung des Faltschachtelkartons chen). Der Rohkarton besteht aus Chrowird nach unterschiedlichen Sorten differenmoersatzkarton der Sorten UC1 oder ziert: UC2. 1) Ungestrichener Faltschachtelkarton • Chromoersatzkarton - Chromoersatzkarton mit holzfrei weißer Decke, überwiegend holzfrei weißer Rückseite und heller Einlage (UC1)

Die Herstellung des mehrschichtigen Faltschachtelkartons, sei es aus —•Primärfaserstoffen (Zellstoff und Holzstoff) oder aus unterschiedlichen Altpapierstoffen (Sekundärfaserkarton), erfolgte ursprünglich mithilfe von —• Rundsiebmaschinen mit mehreren —> Rundsieben, die nach dem Gleichstrom-, Gegenstrom- oder teilbeaufschlagten Prinzip

397 arbeiteten oder späterhin verstärkt mithilfe von kombinierten Lang- und Rundsiebsystemen, neuerdings bevorzugt mithilfe von —> Mehrlangsiebmaschinen mit 3 bis 5 —> Langsieben. Die einseitige Glätte der Deckschicht wird zugunsten einer hohen —> Biegesteifigkeit mit einem —> Glättzylinder erzeugt, der im Gegensatz zu —> Maschinenglättwerken zu keiner Einbuße der Kartondicke bzw. des spez. Volumens führt. Zugunsten einer hohen —• Rupffestigkeit wird teilweise mit einer —• Leimpresse, nach dem Glättzylinder installiert, eine Stärkelösung (—• Stärke) bevorzugt auf beiden Kartonseiten aufgetragen. GG

Faltschachtelklebemaschine (folder gluer) In einer Faltschachtelklebemaschine werden Faltschachtelzuschnitte (—• Schachtelzuschnitt) gefaltet und an den Klebelaschen verklebt. Die verbreitetste Bauform ist die sog. Längsnaht-Klebemaschine. In Längsnaht-Klebemaschinen, auch als Geradeaus-Klebemaschinen bezeichnet, werden die meisten Faltschachteltypen verarbeitet. Anhand des Faltschachtelzuschnitts in nachfolgender Abbildung wird die Arbeitsweise einer Längsnaht-Klebemaschine erläutert. f

V

Λ

7

Arbeitsweise einer Längsnaht-Klebemaschine

Die Zuschnitte werden im Stapeleinleger eingelegt und durch umlaufende Einzugsriemen

vereinzelt. Anschließend werden die Rilllinien 1 und 3 um ca. 150° vorgebrochen, um das leichtere Aufrichten der Schachtel in einer Abpackmaschine zu ermöglichen. In der folgenden Leimstation werden mittels Leimrad oder Düsen der —• Klebstoff auf die Klebelasche aufgetragen und der Leimauftrag kontrolliert. Als Klebstoffe werden fast ausschließlich Dispersionsklebstoffe verwendet. In der Faltstation werden die Zuschnitte mit angetriebenen Faltriemen oder Falzungen entlang den Rillungen 2 und 4 gefaltet. In der anschließenden Pressstation werden die Klebung gepresst und die flachliegenden Schachteln übereinander geschuppt. In der Auslagestation werden die Faltschachteln abgenommen und in Versandkartons gepackt. Moderne Längsnaht-Klebemaschinen erreichen Produktionsgeschwindigkeiten von bis zu 450 m/min. Bestimmte Schachteltypen erfordern Zusatzmodule, mit denen in Längsnaht-Klebemaschinen auch Querfaltungen vorgenommen werden können. AN

Falzapparat ( folder , press folder) Falzapparate sind, falls erforderlich, an Rollenrotationsdruckmaschinen angegliedert, um die bedruckte Papierbahn auf das gewünschte Format zu schneiden, Bahnen und Bahnteile zusammenzuführen, zu falzen, wenn nötig, zu heften und auszulegen. Grundelemente von Falzapparaten sind u.a Längsschneider, die die bedruckte Papierbahn in mehrere schmale Bahnen trennen. Über —• Wendestangen können diese Bahnen in der richtigen Reihenfolge, entsprechend dem Ausschießschema (—• Ausschießen), übereinander gelegt werden. Kehrwendestangen können die Bahn zusätzlich noch umkehren. Längsfalzungen erfolgen über Falztrichter. Nach der Längsfalzung werden die Papierbahnen dem Zylinderteil des Falzapparats zugeführt. Hier werden die Bahnen quer geschnitten und gefalzt. Das Querschneiden kann entweder mit glattem Schnitt (Scherenprinzip) oder als gezahnter Schnitt (Perforationsschnitt) erfolgen. Das Festhalten der ge-

398 schnittenen Bögen geschieht entweder über Nadeln, die in den Bedruckstoff einstechen (Punkturen), oder über —» Greifer. Punktureinstiche und gezahnter Schnitt können im —•Zeitungsdruck beobachtet werden. Sammelzylinder sammeln aufeinander folgende Druckbögen und falzen sie bei der Übergabe an den Falzklappenzylinder parallel zur Schnittkante des Querschneiders. Vom Falzklappenzylinder können die Produkte an einen dritten Falz übergeben oder über ein Schaufelrad ausgelegt werden. Abhängig vom verwendeten Bedruckstoffformat und vom Aufbau des Falzapparats sind immer nur bestimmte Fertigprodukte herstellbar. Durch Erweiterung des Falzapparats durch zusätzliche Trichter oder Wendeeinrichtungen sowie durch verstellbare Falzzylinder kann die Produktpalette erweitert werden. Die Falzapparate werden dadurch entsprechend komplizierter und bestimmen die maximal erreichbare Geschwindigkeit der —> Rotationsdruckmaschinen. BG

Falzbein (folding stick) Das Falzbein ist ein in der Historie verwurzeltes Werkzeug des Buchbinders. Es wird aus Knochen hergestellt und ist Grundbestandteil jeder Buchbinderausrüstung. Es gibt verschiedene Formen des Falzbeins, je nach Verwendungszweck. Zum manuellen Falzen von Druckbogen wird ein großes, kräftiges und breites Falzbein verwendet. Andere Formen werden zum Anreiben von Umschlägen oder beim Ausfüttern von Kassetten eingesetzt. MZ

Falzen (folding) Falzen ist das Zusammenlegen eines Druckbogens nach einem vorgegebenen Schema, so dass die Seiten des Bogens nach dem Zu-

sammenlegen in der richtigen Reihenfolge sind. Aus einem Pianobogen, wie er aus der —• Druckmaschine kommt, entsteht durch Falzen der Falzbogen mit mehreren Seiten. Heute werden nur noch Kleinstauflagen von Hand gefalzt. Als Werkzeug dient dabei das —• Falzbein, mit dem der Bruch glatt gestrichen wird. In aller Regel werden größere Bogenmengen mit —• Falzmaschinen gefalzt. Für die Anordnung der einzelnen Seiten auf dem Druckbogen (—• Ausschießen des Druckbogens) ist das Funktionsschema der Falzmaschine maßgeblich. Es werden verschiedene Arten, Bogen zu falzen, angewendet, und demzufolge werden die Falzarten auch verschieden bezeichnet (Abb.). 1) Einbruchfalzung Die Einbruchfalzung ist die einfachste Falz-

Einbruchfalzung

Parallelmittenfalzung

Leporello- oder Zickzackfalzung

Wickelfalzung

Dreibruch-Fensterfalzung

Kreuzbruchfalzung

Prinzipdarstellung verschiedener Falzschemata

399 art. Hierbei wird der Bogen nur einmal in der Mitte gefalzt. 2) Parallelfalzungen Bei Parallelfalzungen liegen die Falzbrüche immer parallel zueinander. Für Prospekte und Werbedrucksachen werden diese Falzarten häufig verwendet. 3) Parallelmittenfalzung Hier wird der Bogen zweimal in der Mitte gefalzt, so dass eine fortgesetzte Halbierung des Bogens durch parallele Falzbrüche erfolgt.

hergestellt werden. Dabei wird nach der Anzahl der erfolgten Brüche in Zweibruch-, Dreibruch- und Vierbruch-Kreuzfalzung unterschieden. Kreuzbruchfalzung wird auch Werkdruckfalzung bezeichnet, da sie am häufigsten für Bücher und Broschüren - also „Werke" - eingesetzt werden.

Bogenbezeichnung Achtelbogen Viertelbogen Dreiachtelbogen Halbbogen Dreiviertelbogen Ganzbogen Eineinhalbbogen Doppelbogen

Bogenanteil 1/8 1/4 3/8 1/2 3/4 1/1 1 1/2 2/1

Seiten

Blatt

2 4 6 8 12 16 24 32

1 2 3 4 6 8 12 16

Bruch -

Einbruch Zweibruch Zweibruch Dreibruch Dreibruch Vierbruch Vierbruch

4) Wickelfalzung Der erste Bruch beginnt mit dem Endformat, wobei die weiteren Brüche in derselben Bezeichnungen von gebräuchlichen Falzbogen Richtung ausgeführt werden, so dass der Bogen um das innenliegende Blatt gewickelt wird. Eine KomDie Falzbogen erhalten aufgrund der Anzahl bination mit dem Leporellofalz ist möglich. ihrer Falzbrüche und der daraus resultierenden Seitenzahl bestimmte Bezeichnungen. Die heute nicht mehr gebräuchlichen Be5) Leporello- oder Zickzack-Falzung zeichnungen, wie Folio, Quart usw., geben Der Bogen wird in Zickzackform gefalzt. Der keine Formatangaben, sondern beziehen sich erste Bruch beginnt, wie beim Wickelfalz, lediglich auf die Anzahl der Blätter des Bomit dem Endformat und die folgenden Brügens, die wiederum von der Anzahl der Brüche werden in abwechselnder Richtung nach che abhängig ist. Das Format des Falzbogens innen und nach außen ausgeführt. Die Komist hierbei von der Größe des Druckbogens bination mit der Wickelfalzung ist möglich. abhängig. Die gebräuchliche Maßeinheit ist der Normalbogen (16 Seiten Umfang) und 6) Fenster- oder Altar-Falzung somit eine Grundeinheit für das Ausschießen Hierbei muss zwischen Zwei- und Dreibruchder Falzbogen. Die Tabelle gibt eine Überfalzung unterschieden werden. Bei der Zweisicht der gebräuchlichen Bezeichnungen. M Z bruchfalzung werden beidseitig Klappen in halber Endformatbreite zur Mitte hin eingefalzt. Beim Dreibruchfalz erfolgt zusätzlich ein Bruch in der Mitte, weshalb aus techniFalzfestigkeit schen Gründen die beiden Klappen etwas (folding strength) kürzer als das Endformat sein müssen. HierDie Falzfestigkeit ist die Festigkeit, die ein für sind spezielle Falzeinrichtungen in den Papier gegenüber der Beanspruchung beim Maschinen notwendig. Falzen und Biegen aufbringt. Auf die Falzfestigkeit üben die Bindungskräfte zwischen den 7) Kreuzbruchfalzungen Fasern, die Faserlänge und der —• ElastiBei einer Kreuzbruchfalzung liegt ein Falz zitätsmodul der Faser einen beträchtlichen immer senkrecht zum vorhergehenden FalzEinfluss aus. Durch die Bestimmung der Anbruch. Kreuzbruchfalzungen können nur auf zahl der Doppelfalzungen (—• Falzzahl) wird kombinierten oder Schwertfalzmaschinen die Falzfestigkeit mit verschiedenen Prüfge-

400 räten nach unterschiedlichen Methoden erRE mittelt.

Falzmaschine (folding machine) Die ersten Falzmaschinen wurden Mitte des 19. Jh. entwickelt. Ihre Leistungsfähigkeit war wegen der manuellen Zufuhrung auf etwa 1 500 bis 2 000 Bogen pro Stunde begrenzt. Anfang des 20. Jh. wurden leistungsfähige Falzautomaten eingeführt. Beim maschinellen —• Falzen stehen 4 verschiedene Falzsysteme zur Verfügung, wobei 2 ihren Einsatz in der Bogenverarbeitung finden und 2 für die Rollenverarbeitung geeignet sind. Die Falzsysteme für die Rollenverarbeitung finden dann Anwendung, wenn direkt in oder nach der —> Rotationsdruckmaschine der Falzbogen hergestellt wird. Hierbei sind Trichterfalzsysteme und Klappenfalzsysteme im Einsatz. Das Trichterfalzsystem ist für schnell laufende —> Druckmaschinen geeignet, wobei auch mehrere Papierbahnen zusammengeführt werden können und somit ganze Falzbogen nach einem Querschneider die Maschine verlassen. Dabei wird die Papierbahn über ein abgerundetes Formblech, den Trichter, einem Walzenpaar zugeführt, das den Falz erzeugt. Es können allerdings nur Längsfalzungen ausgeführt werden. Bei der Klappenfalzung wird nach dem Trichterfalz und dem Querschneider eine Kreuzbruchfalzung durchgeführt. Dieses System wird allerdings im westeuropäischen Raum bislang selten eingesetzt. Die für die Bogenverarbeitung geeigneten, weitaus gebräuchlicheren Falzmaschinen beruhen auf dem Messer- oder Schwertfalzsystem und auf dem Taschenfalzsystem oder eine Kombination der beiden. Beim Messerfalzsystem wird der Bogen in der Einlaufrichtung durch ein Messer in einen Walzenspalt zweier gegenläufiger Walzen gedrückt, die den Falz erzeugen (Abb. 1). Das Falzmesser bzw. Falzschwert muss hierbei mit dem Durchlauf des Bogens exakt getaktet sein, um genaue Falzungen zu erzielen.

Abb. 1 : Funktionsprinzip eines Messerbzw. Schwertfalzsystems

Das Taschenfalzsystem besteht aus einem Walzensystem, das den Bogen in die Falztasche zuführt (Abb. 2). Durch die Stauchung des Papiers im Moment des Anschlags bildet sich eine Falte, die von den Falzwalzen erfasst wird und die den Bogen wieder aus der Tasche herausziehen. Dabei wird ein scharfkantiger Falz erzeugt. Ein Vorteil von Taschenfalzsystemen ist, dass sie taktungebunden arbeiten und somit hohe Maschinengeschwindigkeiten erreicht werden. Bei der Taschenfalzung liegt der Falz immer quer zur Einlaufrichtung des Bogens.

systems

Weit verbreitet sind auch kombinierte Falzmaschinen, in denen Taschen- und Messerfalzsysteme miteinander integriert sind. Μ Ζ

Falzwiderstand (folding endurance) Unter Falzwiderstand versteht man den Widerstand, den ein unter Vorspannung stehender Papierstreifen dem fortgesetzten Falten nach beiden Seiten bis zum Bruch entgegensetzt, ausgedrückt durch den Logarithmus zur Basis 10 der Anzahl der erreichten Doppelfalzungen (-> Falzzahl) (DIN 6730). RE

401 Falzzahl (fold number) Bei der Verarbeitung und dem Gebrauch von Papieren werden diese häufig gefalzt und gebogen. Die Falzzahl ist ein Maß fur die Festigkeit bzw. für den Widerstand eines Papiers beim Falzen. Sie gibt an, wie viel Doppelfalzungen (1 Doppelfalzung = 2 Falzungen) ein Versuchsstreifen unter Zugspannung und festgelegten Bedingungen ausgehalten hat, bevor er an der Falzlinie zerreißt. Dabei zählt die Anzahl Doppelfalzungen, die ein Probestreifen bis zum Zerreißen aushält (TAPPI T423 om-89). Der Probestreifen ist im Prüfgerät beidseitig mit einer Zugkraft von 9,81 Ν eingespannt und wird nach beiden Seiten um annähernd 180° gefalzt. Die Arbeitsweise des Falzers zeigt die folgende Abbildung.

eine Prüfung der Dauerbelastbarkeit eines Papiers. Zu den Messgeräten, die international zur Bestimmung der Falzzahl in Gebrauch und nach ISO 5626 genormt sind, gehören das Schopper-Gerät, das Köhler-Molin-Gerät, das MIT-Gerät und das Lhomargy-Gerät. Alle Falzgeräte falzen unter Zugbeanspruchung. Zu beachten ist aber, dass die verschiedenen Geräte wegen unterschiedlicher Prüfbedingungen (z.B. Zugbeanspruchung, Winkel der Falzung) nicht dieselben Ergebnisse liefern. Besonders wichtig ist die Falzzahl bei Papiersorten, wie —> Landkarten- und —• Banknotenpapier sowie Bucheinbandmaterial. Material Landkartenpapier Banknotenpapier Bucheinbandmaterial

Doppelfalzzahl Längsrichtung Querrichtung 1000 700 7 000 - 25 000

3 000 - 10 000

bis 10 000

bis 7 000

Doppelfalzzahlen einiger Papiersorten (TAPPI T423 om-89; Schopper-Gerät) RE

ΆΛΛΛM>

Schema des Falzvorgangs Die Falzfestigkeit bzw. der Falzwiderstand wird als Logarithmus der Anzahl an Doppelfalzungen angegeben, die bis zum Bruch der Probe benötigt werden. Er ist in —•Längsund —» Querrichtung des Papierblatts unterschiedlich. Die Prüfung auf Falzfestigkeit ist

Fangstoffe (save-all rejects) Unter Fangstoffen versteht man die in Form von —> Fasern, —* Feinstoffen und/oder —> Füllstoffen durch —> Stofffänger aus dem —> Fabrikationswasser abgeschiedenen —> Feststoffe. In der Regel werden Fangstoffe wieder in die Produktion zurückgeführt. Sie unterliegen also einer anlageninternen Kreislaufführung und stellen im juristischen Sinne keinen —» Abfall dar. Im Einzelfall können bei hoher Qualität der Fangstoffe auch Produktanforderungen erfüllt sein, die eine anlagenexterne Wiederverwendung, z.B. in Papierfabriken mit anderem Sortenprogramm, zulassen (—• Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz). Sofern Fangstoffe als Abfälle verwertet werden, fallen sie unter die CodeNummer 030306 des europäischen —• Abfallkatalogs. HA

402 Farbabstand (color difference) Die Größe des empfindungsgemäßen Unterschieds zwischen 2 —> Farben heißt Farbabstand (DIN 5033-1). Da Differenzen in den —> Farbmaßzahlen nach dem —> NormvalenzSystem nicht dem Farbunterschiedsempfinden entsprechen, sind verschiedene Formeln entwickelt worden, die eine Berechnung des Farbabstands ermöglichen. Über eine Transformation der —• Normfarbwerte X, Y und Ζ gelangt man zum —• CIELAB-Farbenraum. In diesem Farbenraum ist eine Berechnung des Farbabstands ΔΕ möglich, der überwiegend in der Papierindustrie benutzt wird, um z.B. den Farbabstand zwischen Soll- und IstWerten bei —> SC-Papier zu berechnen. Die Quantifizierung des Farbabstands ist ferner im CIELUV-Farbenraum (DIN 5033-3) sowie nach Hunter oder DIN 6164 möglich. PR

Farbabweichung (color difference) In der Druckindustrie bezeichnet man die durchschnittliche Farbdifferenz von Druckmustern zum Sollwert (der ein —• Andruck oder ein —> Proof sein kann) als Farbabweichung. Bei der Papierherstellung ist hierunter die Abweichung von den Soll—• Farbmaßzahlen gemeint, die für verschiedene Papiersorten festgelegt sind, um neben einer standardisierten Druckreproduktion auch die Verwendung von Papieren unterschiedlicher Hersteller innerhalb eines Druckobjekts gewährleisten zu können. So empfiehlt der Bundesverband Druck, Wiesbaden, dass —• SCPapier (B-Stoff) die folgenden Farbmaßzahlen dem —> CIELAB-Farbenraum gemäß aufweisen soll: • • •

a* b* L*

= = =

-1,31 4,86 88,2

Als Toleranz, d.h. Farbabweichung von der Vorgabe, ist ein —• Farbabstand von ΔΕ = 0,7 zulässig (CIELAB-Farbenraum). Die Quantifizierung der Farbabweichung in Form eines

Farbabstands ist im CIELAB-und CIELUVFarbenraum (DIN 5033-3) sowie nach Hunter oder D I N 6164 möglich. PR

Farbannahme (trapping) Unter Farbannahme versteht man die Annahme einer zu druckenden Farbe durch einen —> Bedruckstoff oder durch eine zuvor gedruckte Farbe beim —> Nass-in-Nass-Mehrfarbendruck. Eine mangelnde Farbannahme durch das Papier wird —> Abstoßen genannt. Die Farbannahme im —> Buch- und —> Offsetdruck, d.h. beim Verdrucken von pastösen —• Druckfarben, wird einerseits durch den —• Tack und die Wegschlageigenschaften der Druckfarben und andererseits durch den Druckfarbenabsorptionswiderstand des Papiers bestimmt, der seinerseits das —• Wegschlagen der Druckfarben beeinflusst. Für eine gute Farbannahme sollte der Tack der erstgedruckten Farbe höher sein als derjenige der zweitgedruckten Farbe. Durch die erhöhte Klebekraft der erstgedruckten Farbe wird die nachfolgende Druckfarbe besser festgehalten, und die Spaltung der Farbschicht auf dem Drucktuch erfolgt verstärkt in Richtung der erstgedruckten Farbe. Vielfach wird angenommen, dass der Tack der Druckfarben einer Skala aufeinander abgestimmt sein sollte, d.h. von der ersten Farbe zur letzten Farbe abnimmt. Dies gilt, wenn überhaupt, nur für die Druckfarbe in der Maschine, d.h. unter dem Einfluss der Feuchtung im Offsetdruck. Eine größere Rolle für die Farbannahme spielt die Erhöhung des Tack während des Druckvorgangs, also beim Kontakt der Druckfarbe mit dem Papier. Dabei erhöht sich der Tack der Druckfarbe beim Wegschlagvorgang durch Verarmung an dünnflüssigen Bestandteilen, so dass die zweitgedruckte Farbe besser angenommen wird. Beim Druck von Flüssigfarben (—> Tiefund —> Flexodruck) ist die Farbannahme insbesondere von dem Zeitintervall zwischen dem Druck aufeinander folgender Farben und dem dadurch bedingten Trocknungszustand des erstgedruckten Farbfilms abhängig. Im

403 ersten Moment nach dem Kontakt der Druckfarbe mit dem Papier spielt auch hier das Wegschlagen eine Rolle, das allerdings durch die Gegenwart sehr dünnflüssiger —• Lösemittel (-»Toluol, Ethylalkohol, Ethylacetat, Wasser) sehr schnell vor sich geht. Beim Bedrucken nichtwegschlagender Bedruckstoffe, wie Kunststoffe und Folien, bestimmt ausschließlich der Trocknungszustand der erstgedruckten Farbschicht die Farbannahme. Eine schlechte Farbannahme führt zu einer Verschiebung der Farben im —• Druckbild in Richtung der erstgedruckten Farben. RO

Farbart (chromaticity) —• Farbvalenzen, die sich nur durch —• Leuchtdichte oder —• Hellbezugswert Y voneinander unterscheiden, besitzen die gleiche Farbart. Die Farbart ist damit die Eigenschaft einer Farbvalenz, die durch die —• Normfarbwertanteile bzw. durch die —• bunttongleiche Wellenlänge λ ά und den —• spektralen Farbanteil p e beschrieben wird. PR Farbaufnahmevermögen (ink receptivity , ink absorption) Das Farbaufnahmevermögen ist die Eigenschaft eines Papiers, die die Geschwindigkeit des —» Wegschlagens und damit das Wegschlagverhalten gegenüber —» Druckfarbe charakterisiert (—• Wegschlagtest). Mithilfe von —• Probedruckgeräten kann das Wegschlagen der Druckfarbe in das Papier nach dem —• Druck bzw. das —• Abschmieren der frisch bedruckten Farbe untersucht werden. Ein zu langsames Wegschlagen der Farbe kann beim Bogendruck zum Abschmieren bzw. —• Abliegen der frisch gedruckten Druckfarbe auf der Rückseite des nachfolgenden Bogens im Auslegestapel und beim Rollendruck zum Abliegen der Druckfarbe auf den —• Wendestangen der —• Druckmaschine und damit zur Beeinträchtigung der Druckbildwiedergabe führen. Bei unzulänglichem Wegschlagverhalten kann das —• Bindemittel der Druckfarbe zu schnell in das Pa-

pier eindringen und das Druckfarbenpigment ungebunden auf der Papieroberfläche zurückbleiben, was zum —• Abmehlen bzw. —•Abscheuern der Druckfarbe führt. Das Wegschlagen der Druckfarbe wird wesentlich von der —• Saugfähigkeit des Papiers beeinflusst, d.h. vom Vermögen, die Druckfarbe in sein Gefuge, seine —• Poren bzw. Kapillaren RE aufzunehmen.

Farbauszug (color separation) Der Begriff Farbauszug stammt aus der Reproduktionstechnik, in der zur Reproduktion einer mehrfarbigen Vorlage die Notwendigkeit besteht, entsprechend den verwendeten —•Druckfarben (im Vierfarbdruck —•Cyan, —• Magenta, Gelb und Schwarz) Intensitätsverteilungen so aus der Vorlage zu gewinnen (herauszuziehen), dass beim —• Druck der entsprechenden Intensitäten mit den Druckfarben die —• Farben des Originals möglichst genau entstehen. D I N 16544 bezeichnet den Farbauszug als Teilfarbenbild einer Vorlage. Der Begriff Farbauszug bezieht sich sowohl auf einen Film oder Datensatz, dessen lokale Transparenz oder Helligkeitswerte der zu druckenden Farbintensität entspricht, als auch auf den fertigen, zur Druckformherstellung aufgerasterten Film bzw. den entsprechenden Datensatz des gerasterten Auszugs. Die Herstellung der Farbauszüge erfolgte früher aufwendig auf fotografischem Wege. Da die autotypische Farbmischung eine Kombination aus —• subtraktiver und —• additiver Farbmischung beinhaltet, ergeben sich für den Gebrauch der Druckfarben Cyan, Magenta und Gelb Farbauszugsfilter mit (theoretischen) negativen Transmissionsgeraden. Da solche nicht möglich sind, war eine Gewinnung der Auszüge in einem einstufigen Prozess nicht realisierbar. Heute werden Farbauszüge über Farbrechner in —• Scannern oder nachgeschalteten Verarbeitungsgeräten gewonnen. Sofern diese Scanner aus ihren abgetasteten Bilddaten farbmetrische Zuordnungen vom scannertypischen R, G, Β (Rot, Grün, Blau) zum —• CIELAB-Farbenraum oder —• Normva-

404 lenz-System machen können, ist bei bekannten farbmetrischen Größen von Druckfarben (—• Farbvalenzen der Primär-, Sekundär- und Tertiärfarben) und Bedruckstoffparametern (z.B. —• Lichtfang) eine rechnerische Bestimmung der —> Flächendeckungen für den Rasterfarbauszug möglich. Die wissenschaftliche Grundlage hierfür liefert die Theorie von Neugebauer, der mit den nach ihm benannten Beziehungen einen Zusammenhang zwischen den bekannten —> Normfarbwerten der Druckfarben, dem gewünschten Normfarbwert und den Flächendeckungen in den Farbauszügen angibt. UR

Farbbedarf (ink requirement) Unter dem Farbbedarf eines —> Bedruckstoffs versteht man die Farbmenge in [g/m 2 ] oder als Schichtdicke in [μιη], die zur Erzielung einer bestimmten —• optischen Dichte einer —> Volltonfläche übertragen werden muss. Verschiedentlich wird auch der Begriff Ergiebigkeit einer Druckfarbe angewandt. Der Farbbedarf wird im Wesentlichen beeinflusst durch die —• Glätte und das Wegschlagverhalten (—• Wegschlagen) des Bedruckstoffs sowie von der Pigmentkonzentration und der Teilchengrößenverteilung der Pigmente in der Druckfarbe. Optische Dichte

Farbmenge, g/m2

Farbbedarf

Zur labormäßigen Bestimmung des Farbbedarfs werden mit —> Probedruckmaschinen gewogene —• Andrucke mit einer definierten Druckfarbenmenge hergestellt und die optische Dichte mit einem —» Densitometer ermittelt. Trägt man die Dichtewerte gegen die Farbmenge auf, so erhält man sog. Farbbedarfs- oder Ergiebigkeitskurven. In der Abbildung werden 2 Offsetfarben in ihrem Farbbedarf zur Erreichung einer vorgegebenen Dichte miteinander verglichen. Der Dichtewert der Vorlage war mit 1.65 gegeben. Aus den Farbbedarfskurven ergibt sich für diesen Dichtewert für die Farbe A ein Farbbedarf von 1,2 g/m 2 und für die Farbe Β ein Farbbedarf von 1,5 g/m 2 . Die Farbe A hat eine um 20 % bessere Ergiebigkeit. FA

Farbe (color) Farbe ist im Sinne der DIN 5033-1 diejenige Gesichtsempfindung, durch die sich 2 aneinander grenzende strukturlose Teile des Gesichtsfelds bei einäugiger Beobachtung mit unbewegtem Auge allein unterscheiden lassen. Im täglichen Sprachgebrauch wird der Begriff Farbe entweder in dieser empfindungsmäßigen Bedeutung als Sinneseindruck oder aber in einer stofflichen Bedeutung angewendet. Anstreichfarbe, Bindemittel, Firnis, Pigmente, Farbstoffe, Aquarellfarbe sind jeweils Worte, die für greifbare, materielle Substanz entweder direkt oder als Farbbestandteil indirekt stehen (siehe auch D I N 16515-1). Die Sinnesempfindung Farbe entsteht, indem Strahlung von einem selbstleuchtenden (Selbstleuchter als —• Lichtquelle) oder beleuchteten Körper (z.B. Papier) in das Auge gelangt, dort durch Sehzellen in eine Nervenerregung gewandelt wird und nach Weiterleitung in das Gehirn als Farbe in das Bewusstsein tritt. Die sichtbare Strahlung, die von einem selbstleuchtenden oder beleuchteten Körper ausgeht, ist physikalisch eindeutig beschreibbar. Sie wird als Farbreiz (—> Farbreizfunktion) bezeichnet und ist einer Messung im physikalischen Sinne zugänglich. Den Zusammenhang zwischen Farbreiz

405 und Farbwahrnehmung stellt die —• Farbmetrik her. Sie ist die Lehre von den Maßbeziehungen der Farben untereinander. Aufbauend auf der Erkenntnis von Schrödinger, wonach die —> additive Farbmischung den Regeln der Vektoraddition folgt, sowie dem ersten Graßmannschen Gesetz, nach dem jede —• Farbvalenz eindeutig durch einen gewählten Satz von 3 Primärvalenzen beschreibbar ist, lässt sich die Sinnesempfindung Farbe durch Maß und Zahl eindeutig kennzeichnen. In den Grundzügen geschieht das durch den Vergleich von Farben mit anderen, durch 3 Primärfarben nachgestellten Farben unter Nutzung des Sinnesorgans Auge als „Instrument" zur Feststellung von Farbgleichheit. Die folgende Übersicht gibt eine Auswahl von Spezialfällen von Farbe: •

•

•

•

•

•

Unbunte Farben sind im Gegensatz zu den bunten Farben durch die Größe —> Helligkeit gekennzeichnet (also: Weiß, Grau, Schwarz). Bunte Farben sind durch —> Buntton, Farbsättigung (-> Sättigung) und Helligkeit gekennzeichnet. Optimalfarben sind ideale Körperfarben, deren —> spektraler Reflexionsfaktor nur die Werte 1 oder 0 annimmt und höchstens 2 Sprungstellen von 0 auf 1 oder umgekehrt aufweist. Praktisch kommen solche Farben nicht vor. Für viele theoretische Betrachtungen oder didaktische Überlegungen sind sie aber hilfreich. Kompensationsfarben sind 2 Farben, die durch geeignete additive Mischung ein Unbunt (nicht „Weiß") als Mischfarben ergeben. Komplementärfarben sind 2 Farben, die bei additiver Mischung „Weiß" als Mischfarbe ergeben. Sie sind ein spezieller Fall der Kompensationsfarben. —• Gegenfarben sind Farben mit größter psychologischer Unähnlichkeit wie die Farbenpaare, die sich im Buntton-(Farb-) Kreis gegenüberstehen. Es gibt z.B. kein gelbliches Blau und kein grünliches Rot. Grundlage der Gegenfarbentheorie sind solche Gegenfarben (Abb.).

•

•

Bedingt gleiche Farben (metamere Farben) stimmen in ihren spektralen Eigenschaften nicht überein, weisen jedoch unter bestimmten Umständen (z.B. bei bestimmter Beleuchtung/Lichtart) dieselbe Farbvalenz auf, werden also als gleich empfunden (—• Metamerie). Unbedingt gleiche Farben sind Farben, die in ihren spektralen Eigenschaften (—> Reflexionskurve) übereinstimmen.

Sechsteiliger Farbenkreis mit den Komplementärfarben UR

Färben (dyeing) Unter Färben versteht man die Behandlung von Materialien aller Art mit —> Farbstoffen zur Einstellung erwünschter Werte hinsichtlich —• Farbton, —• Helligkeit und —> Sättigung. Das beim Färben von Papier und Karton dominierende Verfahren ist die Massefarbung, d.h. der Zusatz von meist gelösten Farbstoffen zum Faserstoff im —• Pulper, —> Holländer oder in der —» Bütte, und zwar entweder im Bereich niedriger (ca. 1 %) oder hoher - » Stoffdichte (3 bis 4 %). Die Zugabe kann kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Wichtig ist dabei das möglichst vollständige Aufziehen des Farbstoffs auf das negativ geladene, also anionische Fasermaterial. Ist dies z.B. bei Verwendung saurer, d.h. ebenfalls negativ geladener Farbstoffe nicht

406 oder nur in geringem Umfang gegeben, so ist der Zusatz eines kationischen —• Fixiermittels (z.B. —> Aluminiumsulfat) erforderlich. Der Einsatz von Farbstoffen in der Masse ist einfach in der Handhabung und führt zu gleichmäßig gefärbten Produkten. Nachteilig sind die längeren Korrektur- und Farbwechselzeiten vor allem beim diskontinuierlichen Verfahren. Bei der Oberflächenfärbung werden die Farbstoffe in der Flotte gelöst und meist mittels —• Leimpresse oder —• Filmpresse in der Papiermaschine auf das Papier übertragen. Trotz einiger Vorteile im Vergleich zur Massefärbung (schnelle Korrekturen und Farbwechsel, keine Abwasserbelastung durch nicht fixierte Farbstoffe, Farbstoffeinsparung bei dicken Papieren) ist die Oberflächenfärbung aufgrund einiger Nachteile (z.B. geringere Gleichmäßigkeit der Färbung, schlechtere Ausblutechtheit (—> Ausbluten) wegen ungenügender Fixierung) nicht stark verbreitet, mit Ausnahme tiefer Färbungen, wo in der Masse vorgefarbt und in der Leimpresse endgefarbt wird, um die Vorteile beider Verfahren zu kombinieren. Bei einer kleineren Gruppe von Spezialpapieren (z.B. Tissuepapieren) erfolgt die Färbung durch Tauchen. Hierbei wird die fertige Papierbahn durch eine Farblösung geführt, dann mittels zweier Rollen abgepresst und getrocknet. SE

Farbenlehre (theory of color , colorimetry) Die Farbenlehre kann man als Wissenschaft von der —> Farbe auffassen. Diese befasst sich sowohl mit der Farbwahrnehmung bzw. -empfindung, der physikalischen Farbauffassung von Farbe als Strahlung, aber auch mit der Farbe als Substanz zum Färben, Drucken oder Malen. Die Lehre von den Farbbeziehungen untereinander, die —> Farbmetrik, legt die Grundlagen einer einheitlichen —> Farbmessung. Auf dieser aufbauend, kann man zu einer Systematik der —> Farbmischung gelangen. In der —> Fotometrie erfolgt z.T. eine Verbindung zwischen physikalischen Strahlungsgrößen und visuell empfundenen Größen. UR

Farbfestigkeitsprüfung (ink abrasion resistance , ink rub resistance) Die Farbfestigkeitsprüfung umfasst die Prüfung der —> Scheuerfestigkeit und der —> Abriebfestigkeit eines Druckfarbenfilms auf einem —• Druck. Der Gebrauchswert eines Drucks hängt in sehr starkem Maße u.a. von der Widerstandsfähigkeit des Druckfarbenfilms auf dem —• Bedruckstoff gegen eine reibende oder scheuernde Beanspruchung ab. Zur Beurteilung dieser Widerstandsfähigkeit werden Druckproben in einem Scheuerprüfgerät unter definierten Bedingungen einer Scheuerbeanspruchung unterworfen. Zu den Versuchsbedingungen zählen der Trocknungszustand der —> Druckfarbe, der Anpressdruck, die Scheuerart und die Scheuerdauer. Je nach Bau- und Wirkungsweise des Geräts wird die Beanspruchung durch eine lineare, rotierende oder kombinierte Bewegung vorgenommen. Geräte zur Überprüfung der Abriebfestigkeit von Drucken sind die —> Probedruckmaschinen Prüfbau-Tiefdruck-Probedruckgerät, —> IGT-Probedruckgerät und das UGRA-Scheuerprüfgerät (—> UGRA). Durch die unterschiedliche Wirkungsweise der Geräte ist ein Vergleich der Ergebnisse nur bei Einhaltung bestimmter Bedingungen möglich. RE

Farbkomponenten (color constituents) Unter Farbkomponenten versteht man die Bestandteile der Farbe, hier insbesondere der —> Druckfarbe. Druckfarben bestehen aus • • • •

Farbmitteln Bindemitteln Lösemitteln Hilfsstoffen.

1) Die —• Farbmittel lassen sich unterteilen in: • anorganische Pigmente (—• Pigmentfarbstoff) • organische Pigmente • lösliche organische —• Farbstoffe.

407 Pigmente sind nichtlösliche Farbbestandteile. Sie müssen zur optimalen Ausnutzung ihrer färbenden Wirkung fein gemahlen und in Bindemittel dispergiert werden. Lösliche Farbstoffe werden im Druckbereich in verlackter Form verwendet (—• Farblacke), indem sie auf einen Festkörper als —> Substrat ausgefällt werden. Zur Gruppe der organischen Pigmente gehören natürliche organische Pigmente, wie etwa —• Purpur (aus einer Schnecke), Cochenille (aus einer Schildlaus), Indigo (pflanzlich) oder Krapplack (Krappwurzel), die weitgehend bedeutungslos für die Herstellung von Druckfarben sind. Weiterhin gehören dazu die synthetischen organischen Pigmente, gewonnen aus Erdöl oder Steinkohlenteer nach entsprechenden Destillations- und Umwandlungsvorgängen. Beispiele hierfür sind Azofarbstoffe und Azopigmente. Die anorganischen Pigmente umfassen natürliche Pigmente, wie z.B. Erdfarben (Ocker, Umbra), synthetische anorganische Pigmente, wie z.B. Weißpigmente (—• Calciumcarbonat, —• Bariumsulfat, —> Titandioxid) oder Buntpigmente (Chromgelb, Chromoxidgrün, Miloriblau). Weiterhin gehören hierzu die Metallpigmente für Bronzen (aus pulverisierten Metallblättchen bestehend) und die Schwarzpigmente aus —• Ruß. Hauptaufgabe der Pigmente und Farbstoffe ist es, den Sinneseindruck Farbe zu vermitteln. Darüber hinaus sind wichtige Eigenschaften der Pigmente u.a. —• Lichtechtheit, Ergiebigkeit, Echtheit gegenüber Wasser, Alkohol, Chemikalien, Fett oder Wärme, um gute Gebrauchs- oder Verarbeitungseigenschaften in der jeweiligen Anwendung zu gewährleisten. 2) Die Funktion der Bindemittel ist es, erstens die Pigmente in der Druckfarbe zu umhüllen und dispergiert zu halten, zweitens nach dem —• Trocknen der Druckfarbe eine fest haftende Schicht auf dem —• Bedruckstoff zu bilden und schließlich die Pigmente vor mechanischem Abrieb zu schützen. Je nach Farbtyp bzw. —• Druckverfahren liegt der Bindemittelanteil in Farben zwischen 20 und 80 %. Klassisch ist das mit Luftsauer-

stoff oxidativ härtende —• Leinöl als Bindemittel, das durch Kochen auf eine gewünschte Konsistenz zu bringen ist. Heute wird jedoch - abhängig von Druckverfahren und vom Trocknungsmechanismus - eine Vielzahl von Bindemitteln aus der Gruppe der —• Harze und Kunststoffe eingesetzt und zwar je nach Druckverfahren in Kombination mit —> Mineralölen oder durch Oxidation trocknenden Ölen oder —• Lösemitteln. 3) Die —> Lösemittel (z.B. Wasser, Alkohole, Ester, Glykole) oder Mineralöle haben eine Funktion bei der Erzielung derjenigen Konsistenz der Farbe (Viskosität, Zügigkeit, —> Tack), die für die Erzielung einer optimalen —• Druckqualität nötig ist, sowie bei der Trocknung der jeweiligen Farbe (—> Verdunstung, —• Wegschlagen). 4) Hilfsstoffe für Druckfarben dienen dazu, die Eigenschaften der Farbe beim Verdrucken oder beim anschließenden Verarbeiten und Gebrauch anzupassen. Hauptsächlich dienen sie der Einstellung von Trocknungseigenschaften, —> Druckglanz, —> Scheuerfestigkeit, —> Konsistenz, Reibwert, Elastizität oder —> Benetzbarkeit der zu verarbeitenden oder getrockneten Farbe. UR

Farbkreis (color wheel) Der Begriff Farbkreis findet sich sowohl in Verbindung mit Farbordnungssystemen als auch mit farbmetrischen Farbkennzeichnungssystemen. Farbordnungssysteme sind vom Bestreben nach systematischer oder gesetzmäßiger Ordnung von einer Anzahl aus der Vielzahl möglicher —> Farben gekennzeichnet. Bei der Ordnung spielen meist die empfindungsmäßigen Wahrnehmungen von Färb- bzw- Helligkeitsunterschieden eine Rolle. Munsell hat eine sehr bekannte Farbordnung geschaffen, die sich durch die Anordnung der —• Farbtöne in einem Farbenkreis auszeichnet. Dieser ist so aufgebaut, dass die Hauptfarbtöne R (Red = Rot), Y (Yellow = Gelb), G (Green = Grün), Β (Blue = Blau)

408 und Ρ (Purple = Purpur) gleichabständig einen Kreis so bilden, dass kompensative Farben einander gegenüberliegen. Durch Mischungen zwischen diesen Grundfarben werden insgesamt 100 Farbtöne in Umfangsrichtung erzeugt. In radialer Richtung wird der Kreis von innen nach außen, beginnend mit —• Unbunt = N, in 16 Buntheitsstufen eingeteilt und senkrecht zur Ebene des Kreises in 10 Helligkeitsstufen. Da nicht in jeder Helligkeitsebene alle Buntheitsstufen in jedem —> Buntton erzielt werden, ergibt sich ein unregelmäßiger Farbkörper. Bekannt ist auch der Farbenkreis nach Ostwald, in dem 8 Grundfarben, jede wieder in 3 Nuancen unterteilt, als Grundlage eines Farbordnungssystems verwandt werden. Unbunt wird durch einen Weißanteil und einen Schwarzanteil ausgedrückt.

Farbsystem nach DIN 6164 mit 24 Bunttönen und 16 Sättigungsstufen

Ein ebenfalls auf Gleichabständigkeit beruhendes System ist das Farbsystem nach DIN 6164, das von Richter entwickelt wurde. Seine Basis ist ein in 24 empfindungsmäßig gleichabständige Bunttöne eingeteilter Kreis, der bei Gelb beginnt und sich im Uhrzeigersinn über Orange, Rot, Purpur, Violett, Blau, Blaugrün, Grün, Gelbgrün bei Gelb wieder schließt. Die Bunttöne werden durch Zahlen von Τ = 1 bis 24 gekennzeichnet (Abb.). Der Kreis weist von innen nach außen, mit Un-

bunt beginnend, 16 Sättigungsstufen S auf. Der Mittelpunkt mit der Sättigungsstufe S = 0 stellt den —• Unbuntpunkt dar. Auf den Geraden (Bunttonlinien), die vom Mittelpunkt strahlenförmig nach außen gehen, liegen Farben gleichen Bunttons, d.h. sie besitzen die gleiche —• bunttongleiche bzw. kompensative Wellenlänge. In Verbindung mit farbmetrischen Ordnungssystemen wird ein Schnitt in einer Ebene gleicher Helligkeit durch den —• CIELABFarbenraum häufig in Form eines Kreises dargestellt, der jeweils auf den Achsen Blau-Gelb und Grün-Rot von -120 bis +120 reicht. UR

Farbküche (coating color kitchen) In der Farbküche werden die verschiedenen —> Streichfarben nach speziellen Rezepturen aus —• Pigmenten, —• Bindemitteln und Hilfsstoffen gemischt, für den Einsatz vorbereitet und gelagert. Von der Farbküche aus wird dann die Streichfarbe zu den einzelnen —> Streichaggregaten gefördert. KT

Farblacke (lake) Farblacke, nicht zu verwechseln mit Lackfarben, erhält man aus mehr oder weniger wasserlöslichen organischen —> Farbstoffen durch Fällen schwerlöslicher Metallsalze (Verlackung). Vor der Entdeckung der synthetischen Farbstoffe wurden Farblacke aus natürlichen Farbstoffen, wie Cochenille, Japanholz, Blauholz, Campecheholz Fustic, Flavine und Wau, hergestellt, von denen heute noch einige vor allem für die Herstellung von Künstlerfarben bekannt sind: Carmoisinlack, Kreuzbeerenlack, Krapplack oder Schüttgelb. Zur Verlackung können sowohl saure als auch basische Farbstoffe eingesetzt werden. Saure Farbstoffe fällt man vorwiegend mit Erdalkali-, Mangan-, Kupfer- und Eisensalzen, basische Farbstoffe mit Tannin, Antimonyl-Kalium-Tartrat (Brechweinstein) o.a. Zur Verlackung eignen sich Azo-, Anthra-

409 chinon-, Triphenylmethan-, Thiazin- und Xanthenfarbstoffe, von denen die Azofarbstoffe die wichtigste Gruppe darstellen. Die Grundtypen der Farbstoffe enthalten Sulfonsäure- oder Carbonsäuregruppen, die ihre Wasserlöslichkeit bewirken. Durch Fällen mit Calcium-, Barium- oder Mangansalzen werden sie in schwerlösliche Farblacke überführt. Einer der meistangewandten Farblacke ist der für die Farbe —• Magenta des Vierfarbendrucks eingesetzte Calciumlack der BetaOxi-Naphtoe-Säure mit dem Trivialnamen 4BS-Toner (C. I. Pigment Red 57:1). RO

Farbmaßzahlen (colorimetrie values) Farbmaßzahlen dienen zur eindeutigen Kennzeichnung einer —> Farbvalenz. Dazu sind 3 voneinander unabhängige Zahlenangaben notwendig. Nach DIN 5033-3 werden von den möglichen Farbmaßzahlen für den 2°oder den 10°—•Normalbeobachter folgende Farbmaßzahlen empfohlen: •

•

•

•

Maßzahlen nach dem —> NormvalenzSystem. Sie bestehen aus den —> Normfarbwertanteilen χ und y und dem —• Normfarbwert Y als —> Hellbezugswert. —• Helmholtz-Maßzahlen mit —> bunttongleicher Wellenlänge λ spektralem Farbanteil p e und dem Normfarbwert Y als Hellbezugswert. Maßzahlen auf Grundlage der Farbräume —> CIE 1976. Hierunter versteht man den L*a*b*-Farbenraum (—• CIELAB-Farbenraum) und L*u*v*-Farbenraum sowie daraus abgeleitete Kenngrößen. Maßzahlen nach dem System der DINFarbenkarte (DIN 6164-1) unter Angabe von —> Buntton T, Sättigungsstufe S und Dunkelstufe D.

Die von Körperfarben gewonnenen Maßzahlen werden auf den vollkommen mattweißen Körper bezogen, während man bei Lichtfarben (Farbe eines Selbstleuchters als —• Lichtquelle) nur die —> Farbart beschreibt

und erforderlichenfalls ein fotometrisches Maß, wie z.B. die —> Leuchtdichte, hinzufügt. PR Farbmessgeräte (color-measuring instruments) Farbmessgeräte dienen der objektiven, instrumenteilen Bestimmung farbmetrischer Kennzahlen bei der —> Farbmessung. Dazu gehören bei Nicht-Selbstleuchtern (z.B. Papier) die Bestimmung des —• Reflexionsfaktors bzw. Transmissionsfaktors, weiterhin die rechnerische Berücksichtigung der beleuchtenden Lichtart, deren Ergebnis der sog. Farbreiz darstellt, und schließlich die Bewertung des Farbreizes durch die 3 Normspektralwertfunktionen, was zu den —• Normfarbwerten (—• Farbvalenz) führt. Der Reflexions-/Transmissionsfaktor wird auch manchmal für einen gegebenen Wellenlängenbereich gemäß einer vorgegebenen Funktion ermittelt, ohne dass eine weitere farbmetrische Berechnung durchgeführt wird (—> Weißgrad). Farbmessgeräte enthalten prinzipiell folgende Komponenten: • • • •

Probenbeleuchtung Probenhalterung Messeinrichtung für das von der Probe kommende Licht Bewertung dieser Lichtmessung.

Je nach Aufgabenstellung werden unterschiedliche Lichtarten bei der Beleuchtung verwendet. Für Farbmessungen an Papier sind 3 —> Normlichtarten üblich: • • •

Normlichtart A: Glühlampenlicht der Farbtemperatur 2 865 Κ Normlichtart C: —> Künstliches Tageslicht der Farbtemperatur 6 750 Κ Normlichtart D65: Mittleres Tageslicht der Farbtemperatur 6 500 K.

Letztere Lichtart ist insbesondere bei der Farbmessung fluoreszierender Proben (—> Fluoreszenz) sinnvoll. Bei der spektralen Bewertung des von der Probe kommenden Lichts kommen 2 Verfahren zur Anwendung: das —• Spektralverfahren und das —• Dreibe-

410 reichsverfahren (z.B. das ehemalige Elrepho der Firma Carl Zeiss). Aufgrund des größeren Anwendungsbereichs als auch der höheren Genauigkeit gewinnen die nach dem ersten Verfahren arbeitenden —• Spektralfotometer zunehmend an Bedeutung (z.B. Elrepho 2000 und Elrepho 3000 der Firma Datacolor). Farbmessergebnisse sind in unterschiedlichem Maß von der Messgeometrie abhängig, unter der sie ermittelt werden. Man versteht darunter die räumlichen Gegebenheiten der Beleuchtung und der Messanordnung für das von der Probe kommende Licht. Es wird unterschieden zwischen diffuser und gerichteter Strahlung, wobei bei letzterer noch die Richtung bezüglich der Probennormalen von Einfluss ist. Häufig verwendete Messgeometrien sind:

Die Kalibrierung der Farbmessgeräte erfolgt so, dass der Reflexionsfaktor des absolut weißen Körpers für alle Wellenlängen gleich 1 (100%) ist. KE

• • •

• • •

d/0° gleichwertig mit 0°/d d/8° gleichwertig mit 8°/d 4570° gleichwertig mit 0°/45°.

Das Zeichen links des Schrägstrichs bezieht sich auf die Beleuchtung (z.B. d = diffuse Beleuchtung), das Zeichen rechts des Schrägstrichs bezieht sich auf das von der Probe kommende und zu bewertende Licht (z.B. 0° = Messung unter 0°). Bei glatten Oberflächen ist eine Messgeometrie mit gerichtetem Licht (z.B. 4570°) vorteilhaft. Bei rauen oder strukturierten Oberflächen (Papier, Textil) muss diffus beleuchtet oder gemessen werden. Hierbei wird die Ulbrichtsche Kugel verwendet, eine Hohlkugel, die mit einem Belag ausgekleidet ist, der eine möglichst gute Näherung an den -»absolut weißen Körper darstellt und definierte Mess-, Beleuchtungs- und Probenöffnungen besitzt. Wegen der regulären —* Reflexion (—• Glanz) kann die Farbmessung durch das Glanzlicht verfälscht werden. Bei Messgeometrien mit gerichtetem Licht ist dieser Einfluss relativ gering. Bei diffuser Messgeometrie versucht man, durch Einbau von Glanzfallen in das Messgerät den Glanzeinfluss zu minimieren. Ein vollständiger Glanzausschluss ist grundsätzlich nur bei extrem matten und höchstglänzenden Oberflächen möglich.

Farbmessung (colorimetry) Die Ermittlung von 3 zu einer —> Farbvalenz gehörigen —» Farbmaßzahlen heißt Farbmessung. Durch D I N 5033 sind die Messbedingungen festgelegt, die der Farbempfindung des menschlichen Auges Rechnung tragen. Die ermittelten Farbmaßzahlen hängen bei Körperfarben von dem —» Normalbeobachter und der Beleuchtung ab (—> Lichtquelle). Grundsätzlich werden 3 Messverfahren unterschieden: Spektralverfahren (DIN 5033-4) Dreibereichsverfahren (DIN 5033-6) Gleichheitsverfahren (DIN 5033-5).

1) Bei dem Spektralverfahren nutzt man die Tatsache aus, dass sich jede Farbvalenz als Summe spektraler Farbvalenzen darstellen lässt. Die Farbmessung nach diesem Verfahren besteht daher zunächst aus der Ermittlung der —> Farbreizfunktion φχ gemäß folgender Beziehung: Spektraler Reflexionsfaktor bei der Wellenlänge λ Sx: Strahlungsfunktion des beleuchtenden Lichts (—> Normlichtart) Während bei Selbstleuchtern (Lichtquelle) die unmittelbare Bestimmung der Farbreizfunktion φλ = Sx notwendig ist, hängt sie bei Körperfarben (z.B. Papier) von der Strahlungsfunktion Sx des beleuchtenden Lichts und den spektralen Eigenschaften der Farbfläche ab. Da die Sx für die Normlichtarten und andere übliche Lichtarten bekannt und in Tabellen zusammengefasst sind (z.B. D I N 5033-7), muss bei Körperfarben lediglich der

411 spektrale Reflexionsfaktor werden. m

Lichtquelle

R(^)

Papierprobe

r

Strahlungsfunktion

(Normfichtelt C)

700 nm λ

-Sx'RW

gemessen

Reflexionskurve

400

r

Farbreizfunktion Ϋ

400

$

f•

m\

rtralwi Nonnspektralwertfunktionen

.

$

I A - L / V .

, 700 nm λ 400

•

700 nm λ

. 700 nm λ 400

T φνζ(λ) Z = k/9x-zWdX Y-k^yW-A φλ.γ(λ)

7Ó0 nm λ 4Ó0

700 nm λ

.

T φ ν χ(λ) X = k-/ Farbmischungen durchgeführt, wobei die Farbprobe (Messvalenz) an Messgeräten auf visuelle Gleichheit (Vergleichsvalenz) nachgestellt wird. Die Art und Menge der Farbanteile, die zur Nachmischung der vorgegebenen Farbe erforderlich waren, sind an den —> Farbmessgeräten ablesbar. PR

1) Bei der additiven Farbmischung handelt es sich um eine Mischung optischer Farbeindrücke oder —> Farbvalenzen. Bei der Übereinanderprojektion von 2 Farben mittels Diaprojektoren oder den nebeneinander liegenden rot, blau und grün leuchtenden Punkten des Bildschirms einer Farbfernsehers oder der visuellen Wirkung der einzelnen bunten und unbunten —• Rasterpunkte in einem Vierfarbendruck (—> Mehrfarbendruck) handelt es sich um eine additive Farbmischung. 2) Die subtraktive Farbmischung ist die Farbänderung beim Durchtritt des Lichts durch ein entsprechendes Medium. Sie tritt z.B. auf • •

• Farbmetrik (colorimetry) Unter der Farbmetrik versteht man die Lehre von der quantitativen Bewertung von —• Farben und von den Beziehungen zwischen farbmetrischen Größen. Sie setzt demgemäß voraus, dass man das subjektive Farbensehen durch objektive —> Farbmaßzahlen beschreibt, die eine Farbe eindeutig festlegen. Aus den verschiedenen Farbkennzeichnungssystemen hat man 1931 auf internationaler Ebene das CIE-Farbsystem (—> CIENormfarbtafel und -Farbraum) genormt. Es bildet die Grundlage für die —» Farbmessung (Farbmetrik) und ist als —> NormvalenzSystem in DIN 5033 genormt. PR

Farbmischung (color mixture) Die Farbmischung spielt in vielen Bereichen des Umgangs mit —> Farbe eine Rolle. Farbrezeptur, additive Farbmischung und multiplikative Farbmischung sind gängige Begriffe aus den Bereichen, in denen Farbe reproduziert wird. Man unterscheidet grob in —• additive Farbmischung und —> subtraktive Farbmischung.

beim Passieren mehrerer Filter in Folge beim Passieren übereinander gedruckter Farbschichten (Mehrfarbendruck mit z.B. —> Cyan, —> Magenta, Gelb, Schwarz) bei der Mischung von farbigen Dispersionen oder Pigmenten mit verschiedenen und/oder in gemeinsamen Bindemitteln (Farbrezeptierung).

Autotypische Mischung

Bei der autotypischen Farbmischung, die im —• Flexo- und —• Offsetdruck üblich ist, und im —> flächenvariablen Tiefdruck handelt es sich um eine Mischform zwischen den beiden

413 Mischarten. Durch die Anordnung der Rasterpunkte entstehen nebeneinander auf dem —> Bedruckstoff Zonen aus Bedruckstofffarbe, Farbe der Einzeldruckfarben und Farbe aus den Übereinanderdrucken von 2 und mehr Druckfarben. Bei den Farben der übereinander gedruckten Einzelfarben handelt es sich um subtraktive Mischungen, vorausgesetzt, die Druckfarben sind transparent (lasierend). Der Farbeindruck des Gesamtereignisses ist weitestgehend ein Vorgang der additiven Farbmischung. Die Abbildung zeigt eine vergrößerte Stelle aus einem autotypisch gerasterten Druckbild, in dem die einzelnen Farbflächen und ihr Zusammenwirken gut erkennbar sind. UR

Farbmittel (colorant) Farbmittel ist nach D I N 55943 und D I N 55944 der Oberbegriff fur alle farbgebenden Stoffe. Sie sind als einer der Hauptbestandteile der —• Druckfarbe fur den gewünschten —• Buntton, die —• Buntheit, die —> Helligkeit bzw. Dunkelstufe einer gedruckten Farbe sowie für die Farbstärke und Ergiebigkeit, aber auch für bestimmte Echtheitseigenschaften einer Druckfarbe verantwortlich. Die systematische Einteilung der Farbmittel ist nach D I N 55944 vorgenommen worden. Danach wird zwischen anorganischen und organischen Farbmitteln und bei letzteren u.a. zwischen löslichen Farbstoffen und unlöslichen Pigmenten unterschieden. Als anorganische Pigmente werden eingesetzt: • • •

•

•

Weißpigmente (z.B. —• Titanweiß, Zinkweiß) Schwarzpigmente (—> Ruß) Buntpigmente (z.B. Miloriblau, das als eines der wenigen für Druckfarben noch verwendeten anorganischen Buntpigmente in größeren Mengen zur Schönung von Schwarzfarben eingesetzt wird) Metalleffektpigmente (z.B. Aluminiumoder Messingschliff als Silber- bzw. Goldpigmente) Perlglanzpigmente (Iriodine)

•

Füllstoffe (z.B. —> Bariumsulfat, —• Kieselsäure, Kaolin oder —• Calciumcarbonat zur Steuerung der Fließeigenschaften von Druckfarben).

Organische Pigmente werden meist synthetisch hergestellt. Die wichtigste Gruppe stellen dabei die Azopigmente dar, die durch eine oder mehrere Azogruppen (-N=N-) (griech.: azo = sauer) im Molekül gekennzeichnet sind. Durch chemische Modifikation der anhängenden Gruppen ist eine große Vielfalt bei diesen organischen Pigmenten gegeben. Die organischen Buntpigmente haben sich wegen ihrer großen Farbstärke, ihrer Transparenz und Reinheit sowie durch die Vielzahl ihrer Bunttöne vollständig durchgesetzt. Farbmittel sind durch ihr physikalisches Verhalten gegenüber dem Licht gekennzeichnet: Weißpigmente erscheinen weiß, da sie alles eingestrahlte Licht im sichtbaren Spektralbereich reflektieren, Schwarzpigmente erscheinen schwarz, da sie dieses Licht vollkommen absorbieren. Buntpigmente absorbieren nur einen Teil des eingestrahlten sichtbaren, weißen Lichts und rufen im Auge eine Farbempfindung hervor, da sie den nicht absorbierten Teil des eingestrahlten Lichts reflektieren. Farbmittel werden nach dem Colour Index (C.I.) gekennzeichnet. Als wichtigste organische Buntpigmente für die Herstellung der Skalendruckfarben (—> Farbskala) dienen: •

• •

für das —• Cyan: Phtalocyaninblau (C.I. Pigmentblau 15:3) für das —> Magenta: Litholrubin (C.I. Pigmentrot 57:1) für das Gelb: Diarylgelb (C.I. Pigmentgelb 12 und 13). RO

Farbort (color locus) Die —• Farbart beschreibt nur das durch —> Buntton und —> Sättigung gekennzeichnete Aussehen der —> Farbvalenz. Durch Eintragung der —• Normfarbwertanteile χ und y

414 in eine —> Normfarbtafel wird der Farbart ein ganz bestimmter Punkt, ein Farbort, zugewiesen. Körperfarben, die sich nur durch den —• Hellbezugswert unterscheiden, haben die gleiche Farbart und liegen in der Normfarbtafel am gleichen Farbort. Das ist in der a*-b*Ebene (—• CIELAB-Farbenraum) nicht der Fall. Doch auch in dieser Darstellung wird die Lage der Farbe als Farbort bezeichnet. PR

Farbreizfunktion (color stimulus function) Nach D I N 5033-1 werden Strahlungen, die durch unmittelbare Reizung der Netzhaut des Auges Farbempfindungen hervorrufen können, Farbreize genannt. Die spektrale Beschaffenheit eines Farbreizes beschreibt die Farbreizfunktion φ*, (—• Farbvalenz). Bei der Betrachtung eines Selbstleuchters (—»Lichtquelle) ist die Farbreizfunktion gleich dessen Strahlungsfunktion, während sie sich bei Nicht-Selbstleuchtern (Körperfarben, z.B. Papier) durch Multiplikation der wellenlängenabhängigen Strahlungsfunktion Sx des beleuchtenden Lichts (—• Normlichtart) mit den —> spektralen Reflexionsfaktoren Κ(λ) einer Probe bei allen Wellenlängen im sichtbaren Spektralbereich ergibt. Damit gilt: φ λ = Sx yx=Sx.-R(k)

(Selbstleuchter) (Körperfarben)

PR

Farbskala (color scale) Als Farbskala bezeichnet man einen Satz von Farben für den —• Mehrfarbendruck. Die am meisten verbreitete Farbskala ist diejenige für den Vierfarbendruck. Sie besteht aus den Cyan (C), —• Magenta (M), Primärfarben Gelb (Y) und Schwarz (K). Einen entsprechenden Satz von —• Druckfarben nennt man Druckfarbenskala. Um beim Druck der Primärfarben möglichst ähnliche Resultate im Druck zu erzielen, hat man die farblichen Eigenschaften der Primärfarben in Normen festgelegt: in D I N 16508 für den Buch-

druck und in D I N 16509 für den Offsetdruck. Diese als kalte Skala bezeichneten Normfarbskalen werden nur noch selten angewendet. 1974 haben sich Druckfarbenhersteller aus 10 europäischen Ländern auf die Festlegung der Europaskala geeinigt. Sie ist jeweils in das nationale Normenwerk übernommen worden und trägt in Deutschland die Bezeichnung DIN 16538 für den Buchdruck und DIN 16539 für den Offsetdruck. Sie ist zwar heute noch gültig, die marktüblichen Offsetdruckfarben haben sich jedoch mehr oder weniger stark von den Festlegungen in D I N 16539 entfernt und werden mit „euro" oder „euroähnlich" bezeichnet. 1998 ist eine entsprechende internationale Norm für den Offsetdruck erschienen (ISO 2846-1), wobei Farbwerte von marktüblichen Farbskalen für den Offsetdruck aus Europa, USA (SWOP 91) und Japan (Japan Colour SF 90) in die Festlegungen Eingang gefunden haben. Weitere Teile dieser Norm für den Zeitungsdruck (Teil 2), —> Tiefdruck (Teil 3) und —> Siebdruck (Teil 4) sind in Bearbeitung. Auch für den Siebenfarbendruck sind Farbskalen veröffentlicht worden (Küppers 1994, Paul 1996). Während die Siebenfarbenskala nach Küppers [1] eigene, über den Farbraum verteilte Farben definiert, werden bei der Siebenfarbenskala nach Paul [2] die Primärfarben des Vierfarbendrucks beibehalten und durch die 3 bunten Farben Orange, Grün und Blau ergänzt. Beide Farbskalen dienen der Erweiterung des im Mehrfarbendruck übertragbaren Farbraums. In der Vorstufentechnik wird auch ein Satz von verbindlichen —> Andrucken als Farbskala bezeichnet. Literatur: 1. Küppers, H.: Warum Sieben-FarbenDruck? Der Fadenzähler 40 (1991), 49 - 60 2. Paul, Α.: Steigerung der Druckbildqualität durch Variation des Offsetfarbenraums. FOGRA-Forschungsbericht, München, 1994 RO

415 Farbstoffe (dyes) Farbmittel ist die Sammelbezeichnung für alle farbgebenden Stoffe nach DIN 55944, die aufgrund ihrer chemischen Struktur einem Substrat, wie z.B. Papier, farbiges Aussehen verleihen. Farbstoffe sind molekulargelöste ionische Individuen, während sehr fein verteilte Pigmente (0,2 bis 2μηι) als Pigmentfarbmittel bezeichnet werden. Zur Papierfärbung werden hauptsächlich ionische Farbstoffe verwendet. Durch selektive Absorption bestimmter Wellenlängen des sichtbaren Spektralbereichs (380 bis 780 nm) durch den Farbstoff wird dem menschlichen Auge der farbige Sinneseindruck vermittelt. Farbmittel für Papier werden ausschließlich synthetisch hergestellt und lassen sich wie folgt klassifizieren: • • • •

—> Basische Farbstoffe —> Direktfarbstoffe = substantive Farbstoffe —> Pigmentfarbmittel (Pigmentfarbstoffe) —> Saure Farbstoffe.

Saure Farbstoffe spielen nur noch eine untergeordnete Rolle. Eine eindeutige Zuordnung der einzelnen, in der Praxis verwendeten Papierfarbmittel ermöglicht der Colour Index (C.I.), ein mehrbändiges englisches Nachschlagewerk, in dem Konstitution, Name usw. aufgeführt werden. Die Charakterisierung erfolgt durch eine Wortfolge und eine Zahl: • • • •

Gelber basischer Farbstoff: z.B. C.I. Basic Yellow 96 Roter Direktfarbstoff: z.B. C.I. Direct Red 254 Blaues Pigmentfarbmittel: z.B. C.I. Pigment Blue 15:1 Oranger saurer Farbstoff: z.B. C.I. Acid Orange 7.

Zubereitungen: Wegen der Vorteile bei Transport, Lagerung und Dosierung werden in der Papierindustrie

hauptsächlich Flüssigeinstellungen und nur vereinzelt noch Pulverfarbmittel eingesetzt. Einsatz bei der Papierfärbung: Farbstoffe werden meist in der Masse im —» Dickstoff (intensive Färbungen) bzw. im Dünnstoff (—• Nuancieren) zugesetzt. Der Einsatz in der —• Leimpresse ist meist wirtschaftlicher, kann aber zu ungleichmäßigen Färbungen und zu einer ungenügenden Wasserechtheit führen (—• Färben). PF

Farbstoffe für Druckfarben (dyes for printing inks) Als Farbstoffe werden —> Farbmittel für —> Druckfarben bezeichnet, die in Bindemitteln oder —• Lösemitteln löslich sind. Ihre Verteilung im Bindemittel von Druckfarben ist molekular und homogen. Sie erfolgt durch einfaches Auflösen unter Rühren und bedarf im Gegensatz zu heterogen verteilten —» Pigmenten keines aufwendigen Zerkleinerungs- und Dispergierprozesses. Die Herstellung bzw. Gewinnung von Farbstoffen erfolgte in der Vergangenheit mit natürlichen pflanzlichen und tierischen Ausgangsprodukten (Indigo, —> Purpur). Zur Synthese von Farbstoffen dienen in vielen Fällen ähnliche chemische Prozesse wie für Pigmente. Sie werden jedoch nicht durch Ausfällung unlöslich gemacht. Mit Ausnahme einiger weniger billiger —> Flexodruckfarben, die nicht für den —• Mehrfarbendruck eingesetzt werden können, enthalten Druckfarben für die konventionellen Hauptdruckverfahren (—• Offset-, —* Buch-, —> Tiefdruck) als Farbmittel keine löslichen Farbstoffe, sondern unlösliche Pigmente. Lösliche Farbstoffe werden jedoch in größerem Umfang zur Herstellung von Tinten für das Inkjet-Druckverfahren (—> InkjetFarben) verwendet. RO

Farbsystem (coating system) Als Farbsystem werden die Einrichtungen bezeichnet, mit denen die —> Streichfarbe von der —> Farbküche zum —• Streichaggregat

416 und die überschüssige Streichfarbe wieder zurückbefördert werden. Die Auslegungen dieser Farbsysteme richten sich nach den verwendeten —• Auftragswerken, den unterschiedlichen Anforderungen und den baulichen Gegebenheiten. KT

Farbtemperatur (color temperature) Es ist eine bekannte Erfahrung, dass das —• Licht je nach —• Lichtquelle unterschiedliche Farbtönungen haben kann. Glühlampenlicht z.B. wirkt rötlich, Neonlicht - je nach Röhrentyp - gelblich bis weißlich und eine Schweißflamme ist bläulich. Aber auch das durch die Sonne im Zusammenwirken mit der irdischen Atmosphäre entstehende —> Tageslicht weist verschiedene Färbungen auf. Eine mögliche Kennzeichnung des Lichts erfolgt über die Farbtemperatur. Dazu vergleicht man die Temperatur der Lichtquelle mit der Farbtemperatur des Schwarzen (Planck'schen) Strahlers (—• Schwarze Strahlung). Ein Körper, der Strahlung aufgrund seiner Temperatur (Temperaturstrahler) abgibt, wird mit steigender Temperatur zunächst langwellige Wärmestrahlung abgeben und dann bei weiter ansteigender Temperatur von Dunkelrot über Gelb bis zum kurzwelligen Blauweiß eine Palette sichtbarer Farben annehmen. Jede dieser Farben ergibt sich aus einer der jeweiligen Temperatur zugeordneten spektralen Intensitätsverteilung. Ein solcher Strahler ist ein Selbstleuchter im Sinne der —> Farbmessung und damit der —• Farbmetrik zugänglich. Es ist dann möglich, die —• Farbe eines solchen Strahlers zu bestimmen und in eine Farbtafel einzutragen. Im Folgenden sind einige Farbtemperaturen für unterschiedliche Lichtsituationen/-arten angegeben: • • • • • • •

Tageslicht bei Sonnenaufgang Mittleres Tageslicht Sonnenlicht, mittags Sonnenlicht Glühlampe 2 900 Xenonlampe Leuchtstofflampen 3 000 -

1 850 Κ 6 500 Κ 5 600 Κ

6 000 Κ 3 400 Κ 5 600 Κ 6 000 Κ

Normlichtart Α Normlichtart D55 Normlichtart D65 Normlichtart C Bewölkter Himmel

2 5 6 6 7

856 500 500 750 000

Κ Κ Κ Κ Κ

Bedenkt man den Schmelzpunkt des Glühfadenmaterials Wolfram (3 650 K), so wird deutlich, dass die Erzeugung von einer dem Tageslicht ähnlichen spektralen Verteilung mit Temperaturstrahlern Einschränkungen unterliegt. UR

Farbton (color tone, hue) —• Buntton

Farbtongleiche Wellenlänge (dominant wavelength) Der Begriff farbtongleiche Wellenlänge wird teilweise an Stelle des DIN-gerechten Ausdrucks —• bunttongleiche Wellenlänge verwendet. PR

Farbübertragswalze (coating applicator roll) Die Farbübertragswalze dient zum Übertragen der —• Streichfarbe auf die Papier- oder Kartonbahn. Sie wird in —> Auftragswerken mit separater Dosierung und in —> Walzenauftragswerken eingesetzt. KT

Farbvalenz ((psychophysical) color) Das von einem Nicht-Selbstleuchter (Körperfarbe, z.B. Papier) reflektierte —• Licht, das sich aus dem Produkt der Strahlungsfunktion Sx der beleuchtenden Lichtart (—•Normlichtart) und dem —> Reflexionsfaktor des Körpers (z.B. Papier) zusammensetzt und als —• Farbreizfunktion φ^ bezeichnet wird, wird im Auge gemäß Abbildung durch 3 Sehzapfenarten (—» Normspektralwerte) bewertet und fuhrt zu einer einheitlichen Wirkung der Farbvalenz - , die im weiteren Verlauf des Sehprozesses eine Farbempfindung zur Folge

417

Spektrale Verteilung der Beleuchtung

o

x γ ^ Farbvalenz

O Z , φ λ = S x -R(X) Farbreizfunktion χ Ν _λ I vx r hJ

RW Remissionsfunktion einer Oberfläche

Relative Empfindlichkeit der 3 Sehzapfenarten = Normalspektralwerte (DIN 5033)

Schematische Darstellung des physikalisch zugänglichen Bereichs des Farbensehsinns

hat. Die Farbvalenz ist damit eine physikalische Größe, die auf die besondere Funktionsweise des menschlichen Auges Bezug nimmt und die —• Farbreize additiv bewertet. Sie ist damit unabhängig vom subjektiven Farbempfinden eines Beobachters. Zur Beschreibung der Farbvalenz sind 3 —• Farbmaßzahlen nötig, z.B. die —• Normfarbwerte X, Y und Z, wie in der Abbildung gezeigt. PR

Farbverbrauch (ink consumption) Als Farbverbrauch wird die Masse der —• Druckfarbe bezeichnet, die zur Herstellung einer gegebenen Menge von Druckerzeugnissen notwendig ist. Sie wird in [kg] angegeben. Der Farbverbrauch ist fur jeden Druckauftrag getrennt nach folgender Formel zu berechnen: F D -W A m=

Γι

η

W: A:

Farbverbrauchswert in [g/m 2 ] Bruttoauflage

(Walenski, W.: Wörterbuch Druck+Papier. Frankfurt: Vittorio Klostermann, 1994) Der Farbverbrauch wird papierbedingt vor allem durch die —• Glätte und die Geschlossenheit der Papieroberfläche bestimmt. Von der drucktechnischen Seite sind von Einfluss: die Art des gedruckten Sujets, die Farbfuhrung und die Ergiebigkeit der Druckfarbe. Von der Firma M. Huber werden für den —•Zeitungsdruck folgende durchschnittliche Farbverbrauchsdaten, bezogen auf die —> flächenbezogene Masse des Papiers, angegeben: Flächenbezogene Masse des Papiers [g/mJ]

[kgj

Hochdruck

1000 mit m: Färb verbrauch in [kg] F: bedruckte Fläche in [m 2 ] D: Druckdichte in [%]

Farbverbrauch [kg/1 000 kg Papier]

40 45 48,8 52

18 16 15 14

Rollenoffsetdruck 15 13 12 11

418 Das Mengenverhältnis zwischen Zeitungsdruckfarben (Schwarz und Buntfarben) sowie Papier und —• Feuchtmittel kann grob wie folgt veranschlagt werden: Papier: Feuchtmittel : Farbe = 60 : 2,5 : 1. Demzufolge werden ca. 16 kg Druckfarbe pro 1 000 kg Papier verbraucht. (Hanke, K.: Druckfarben Echo Nr. 3, eine Information der Huber-Gruppe, München, FA 1989)

be wird aus der Farbwanne zu den Spritzöffnungen der Farbverteilerwanne gepumpt und auf den Tiefdruckzylinder gespritzt.

Farbwanne (coating pan) Die Farbwanne wird in —• Auftragswerken mit separater Dosierung eingesetzt. Sie enthält die —• Streichfarbe und gibt sie an die —• Farbübertragswalze ab. KT Abb. 1 : Farbwerk einer Tiefdruckmaschine

Farbwerk (inking system , inking unit) Farbwerke haben in einer —• Druckmaschine die Aufgabe, die —» Druckform vor jedem Druckvorgang mit der benötigten Menge —• Druckfarbe einzufärben. Abhängig vom —• Druckverfahren ist die Konstruktion der Farbwerke sehr unterschiedlich, meist aber für ein bestimmtes Druckverfahren typisch. In —> Tiefdruckmaschinen für den —• Illustrationsdruck besteht das Farbwerk aus einem Farbbehälter mit Kühlsystem und Viskositätsregelung sowie einer Farbpumpe. Die Einfärbung des Tiefdruckzylinders geschieht durch verschiedene Methoden: • • • •

Tauchmethode Spritzmethode Bürstenmethode Farbwalzenmethode.

1) Bei der Tauchmethode taucht der Druckformzylinder in die —» Tiefdruckfarbe ein. Die überschüssige —> Druckfarbe wird von der —• Rakel abgestreift und fließt in den Farbbehälter zurück (Abb. 1). 2) Bei der Spritzmethode dreht sich der Druckformzylinder längs einer Farbverteilerwanne mit Spritzöffnungen. Die Druckfar-

3) Bei der Bürstenmethode befindet sich längs des Tiefdruckzylinders ein Behälter (Rinne), worin Bürsten befestigt sind. Die Druckfarbe wird aus der Farbwanne in den Behälter gepumpt und gelangt dabei auf die Bürsten. Da die Bürsten gegen den Tiefdruckzylinder drücken, bringen sie die Druckfarbe bis in die Rasternäpfchen. 4) Bei der Farbwalzenmethode wird der Tiefdruckzylinder durch eine mit Stoff (z.B. Frottee) bezogene Walze mit Druckfarbe versorgt. Diese Falze ist parallel zur Achse des Druckformzylinders in der Farbwanne montiert. Im —> Flexodruck sind heute nur noch 2 Farbwerkausführungen von Bedeutung: • •

Drei-Walzen-Farbwerk (Tauchwalzenfarbwerk) Zwei-Walzen-Farbwerk (Rakelfarbwerk).

1) Beim Drei-Walzen-Farbwerk taucht eine Walze in eine Farbwanne, die mit niedrigviskoser Flexodruckfarbe gefüllt ist. Diese Tauchwalze überträgt die Druckfarbe auf die

419 Rasterwalze. Mit der Veränderung der Anstellung der Tauchwalze an die Rasterwalze kann die auf den Druckformzylinder aufzutragende Farbmenge variiert werden. Dies ist der große Vorteil dieses Farbwerks. Jedoch treten bei Geschwindigkeitsschwankungen Änderungen der Farbmenge auf der Druckform auf, was zu Tonwertschwankungen (—• Tonwert) im —> Druckbild fuhrt. Um dies zu vermeiden, muss die Rasterwalze zusätzlich mit einer Rakel an der Oberfläche abgerakelt werden. Daher sind seit einiger Zeit Tauchwalzenfarbwerke mit einer Rakeleinrichtung ausgerüstet (Abb. 2). Gegendruckzylinder

Papier DruckformRasterwalze zylinder (Formatzylinder)

wird zum Farbwerk hin von der Duktorwalze abgeschlossen. Der Duktor dreht kontinuierlich oder intermittierend vorwärts und bringt dadurch einen Farbstreifen definierter Breite aus dem Farbkasten heraus. Die Dicke dieses Farbstreifens wird durch die Einstellung des Farbmessers definiert und über die Maschinenbreite zonenweise eingestellt. Zur zonenweisen Dickeneinstellung dienen Zonenschrauben oder Exzenterhebel, die auf das Farbmesser wirken, oder Farbschieber bzw. exzentrische Dosiermechanismen.

Farbkasten Rakel

Farbwanne

Abb. 2: Farbwerk einer Flexodruckmaschine

2) Das Zwei-Walzen-Farbwerk besteht aus dem Druckformzylinder und einer Rasterwalze mit Rakeleinrichtung, wobei die Rasterwalze direkt in die Druckfarbe eintaucht. Der klassische —> Offsetdruck besitzt ein sehr kompliziertes Farbwerk (Abb. 3). Da normale Offsetdruckfarbe sehr zäh ist (honigähnlich), ist es schwer, eine dünne und sehr gleichmäßige Farbschicht auf die Druckform aufzubringen. Die auf der Druckplatte benötigte Farbschichtdicke liegt in der Größenordnung von 2 bis 3 μιη. Um eine zähe Farbe auf diese Schichtdicke zu bringen, muss man sie über sehr viele (bis zu 20) Walzen leiten. Auf diesem Weg wird die Farbschichtdicke von einem Walzenspalt zum folgenden immer geringer. Durch das mehrmalige Überrollen der Farbe werden auch ihre rheologischen Eigenschaften verändert. Am Anfang eines herkömmlichen Offsetfarbwerks steht ein nach oben offener Farbkasten, in den die Farbe von Hand mit einer Spachtel eingetragen wird. Der Farbkasten

Druckformzylinder (Druckplatte)

1 Farbauftragswalzen 2 Farbverteilwalzen 3 Farbreibwalzen

Abb. 3: Farbwerk einer Offsetdruckmaschine

Zwischen dem Duktor und der ersten rotierenden Walze des Farbwerks pendelt der Heber hin und her. Die Geschwindigkeit aller aufeinander abwälzender Farbwerkswalzen wird von der Druckgeschwindigkeit vorgegeben. Dadurch, dass der Duktor mit dem Farbkasten über den Heber vom restlichen Farbwerk getrennt ist, kann die in das Farbwerk eingetragene Farbmenge unabhängig von der Druckgeschwindigkeit über den Weg des Duktors bei einer Umdrehung und über die Heberfrequenz eingestellt werden. Eine Sonderform des Offsetfarbwerks ist das —> Anilox-Farbwerk, das in —• Zeitungs-

420 druckmaschinen eingesetzt wird. Das AniloxFarbwerk gehört in die Gruppe der Kurzfarbwerke, die man entwickelte, um die Nachteile, die die Kompliziertheit des herkömmlichen Offsetfarbwerks mit sich bringt, abzumildern. Beim Anilox-Farbwerk wird eine wesentlich dünnflüssigere Farbe verwendet als beim normalen Offsetdruck. Diese Farbe wird wie beim Flexodruck über eine Kammerrakel auf eine Rasterwalze (Aniloxwalze) aufgetragen. Diese Rasterwalze überträgt die Farbschicht auf eine gummibeschichtete Walze, die den gleichen Durchmesser besitzt wie der Plattenzylinder. Von dieser Walze wird der Plattenzylinder direkt eingefärbt. BG

Farbzusätze (ink additives) Zusatzstoffe, auch als Hilfsmittel bezeichnet, werden —• Druckfarben beigemengt, um bestimmte Eigenschaften der flüssigen Druckfarbe oder des gedruckten Farbfilms zu erzielen. Als wichtigste Zusatzstoffe sind zu nennen:

Druck schlagen sie mit den dünnflüssigen Bestandteilen der Druckfarbe in das Papier weg bzw. werden in der dünnen gedruckten Farbschicht schnell oxidiert, so dass die oxidative Trocknung der Druckfarbe nach dem Druck ungehindert fortschreiten kann. 4) Wachse, synthetische lineare oder verzweigte Polyethylene, Polytetrafluorethylene (PTFE) oder Fettsäureamide (Oleamide, Stearamide, Erucamide), Petroleumwachse (Paraffin, Petrolatum u.ä.) und natürtliche —• Wachse (z.B. Bienenwachs, Canaubawachs, Lanolin) werden den Druckfarben beigemengt, um an dem gedruckten Farbfilm einen Gleiteffekt zu erzeugen und damit seine Scheuerfestigkeit (—> Abscheuern) zu erhöhen. 5) —> Weichmacher, wie Phthalate, Adipate und Citrate, werden der Druckfarbe zugesetzt, um einer Versprödung des gedruckten Farbfilms nach seiner Trocknung entgegenzuwirken. RO

FAS 1) Anorganische Weißpigmente, wie —• Kieselsäure, —• Bariumsulfat, Tonerdehydrat, —• Calciumcarbonat. Sie werden als lasierende Pigmente eingesetzt, um die rheologischen Eigenschaften der Druckfarben zu steuern, d.h. ihre Fließeigenschaften den Anforderungen im —> Farbwerk einer —• Druckmaschine anzupassen. Darüber hinaus dienen Weißpigmente auch als Verschnittpigmente zum Aufhellen der Druckfarben. 2) Trockenstoffe (Sikkative), meist fettsaure Cobalt- oder Mangansalze, dienen als Katalysatoren zur Beschleunigung der Sauerstoffubertragung bei der oxidativen Trocknung (—> Trocknen der Druckfarbe) von Bogenoffset- und Buchdruckfarben. 3) Hautverhinderungsmittel (Inhibitoren), meist Hydrochinon o.ä., dienen der Stabilisierung der Druckfarben, um die oxidative Trocknung der Druckfarbe in Farbwerken zu verhindern (over night-Farben). Nach dem

(FAS) —• Formamidinsulfinsäure

Faser (fiber) Allgemein versteht man unter einer Faser einen fadenförmigen, langgestreckten Körper, der durch die parallele Anordnung aller an seinem Aufbau beteiligten Moleküle oder (kleinen) Kristallbereiche gekennzeichnet ist. Fasern weisen eine wesentlich größere Länge als Dicke bzw. Durchmesser auf. Papierfasern sind üblicherweise pflanzlicher Herkunft, für spezielle Papiersorten aber auch tierischen (Wolle), mineralischen (Glas) oder synthetischen (z.B. Nylon, Polystyrol) Ursprungs. Aus Pflanzen gewonnene Fasern stammen überwiegend aus —• Holz, wobei die verschiedensten Holzarten sowohl als —> Nadel- als auch als —> Laubholz Verwendung finden. In wesentlich geringerem Umfang werden aus —• Einjahrespflanzen, wie

421 z.B. —• Stroh oder —• Bagasse, Papierfasern gewonnen, vor allem in holzarmen Ländern der Dritten Welt (z.B. China, Indien, Mexiko). NADELHOLZ

Frühholz- Spôthote- Markstrahltracheide tracheide parenchymzelle

LAUBHOLZ

Ubrtforrn- Trachee Markstrahl· faser parenchynv zelle

Abb. 1: Schematische Darstellung von Laub- und Nadelholzfasern

Alle Faserrohstoffe weisen eine Faserstruktur auf. Allerdings ist der Faseraufbau in einer Pflanze nicht gleichmäßig im Sinne einer homogenen Struktur zu verstehen, sondern wird vielmehr durch eine Verbindung verschiedener Faserelemente, die sich durch Aufbau und Funktion unterscheiden und artspezifisch sind, geprägt. So unterscheidet man in Nadelhölzern folgende Fasern: • • •

Spätholztracheiden: Festigkeitsfunktion Frühholztracheiden: Leitungsfunktion Holz- und Markstrahlparenchymzellen: Speicherungsfunktion

In Laubhölzern unterscheidet man: • Libriform-, Skelerenchym-, Hart- oder Holzzellfasern: Festigkeitsfunktion • Tracheen (Gefäße, Poren): Leitungsfunktion • Holz- und Markstrahlparenchymzellen: Speicherungsfunktion. Für die Papierherstellung sind aus qualitativen Gründen beim Nadelholz die Tracheiden und beim Laubholz die Libriforme (Spindelzellen) besonders geeignet, da sie dank ihrer Länge und ihres Längen-/DurchmesserVerhältnisses zu den Festigkeitseigenschaften des Papiers beitragen.

Die verschiedenen Fasern weisen entsprechend ihrer zu erfüllenden Funktion und den jahreszeitlichen Wachstumsbedingungen unterschiedliche Formen und Größen auf, wie Abb. 1 beispielhaft erkennen lässt. Je nach Holzart besitzen die Fasern außerdem noch eine charakteristische Struktur, so dass bei mikroskopischer Betrachtung (—> Fasermikroskopie) die im Papier enthaltenen Fasern einzelnen Holzarten zugeordnet werden können. Der durchschnittliche Anteil der einzelnen Faserarten am Aufbau von Laub- und Nadelholz geht aus der Tabelle hervor. Faserart Tracheiden Libriformfasern Markstrahlparenchymzellen Holzparenchymzellen Tracheen

Laubholz -

13-18% 1-50% 2-

Nadelholz 87-96% -

7-12%

7%

0-

20-65 %

-

3%

Faserartenanteile in Laub- und Nadelholz

Insbesondere bei Laubhölzern ist eine breite Streuung der Faseranteile zu erkennen. Darüber hinaus sind aber auch noch signifikante Unterschiede in den charakteristischen Faserdimensionen einer Holzart nach Länge (z.B. Fichten-Tracheiden: 1 - 6 mm, PappelLibriformfasern: 0,6 - 1,6 mm), Durchmesser (z.B. Fichten-Tracheiden: 20 - 40 μηι, Pappel-Libriformfasern: 1 4 - 4 6 μηι) oder dem Verhältnis von Faserlänge zu Faserdurchmesser (Fichten-Tracheiden: 65:1 bis 110:1, Pappel-Libriformfasern: 35:1 bis 65:1) zu verzeichnen, aus denen sich die unterschiedliche Eignung bestimmter Fasern zur Erzielung spezifischer Papiereigenschaften ableiten lässt. Dabei ist zusätzlich zu berücksichtigen, dass die Faserdimensionen auch noch vom Wachstum eines Baums mit seiner Nährstoffversorgung und den klimatischen Randbedingungen abhängen, woraus sich die große Spannweite einzelner Angaben zu Faserdimensionen in einschlägigen Literaturquellen erklären lässt.

422 Faserform und -abmessung sind jedoch kein alleiniges Kriterium für die Eignung einer Holzart zur Papierherstellung. Einen wesentlich größeren Einfluss auf die Faserqualität hat das angewandte —> Aufschlussverfahren (chemischer oder mechanischer Aufschluss) mit seinen spezifischen Randbedingungen. Hierzu ist anzumerken, dass einzelne Aufschlussverfahren bestimmte Holzarten voraussetzen: z.B. werden harzarme Hölzer für den Sulfitaufschluss (—> Sulfitzellstoff) oder den —• Holzschliff benötigt, während nach dem Sulfatverfahren (—> Sulfatzellstoff) praktisch alle Holzarten aufgeschlossen werden können. Die Qualität von Papierfasern wird aber auch noch wesentlich durch das Verhalten der Fasern bei —• Sortierung, —• Mahlung, —• Blattbildung, —• Entwässerung, —> Trocknung oder beim —• Glätten während der Papierherstellung sowie den Einfluss der chemischen Hauptbestandteile auf die Fasereigenschaften bestimmt. Die Struktur von Holzfasern ist in Abb. 2 zu erkennen. Die einzelnen Zellen werden durch eine äußere Schicht, die sog. —> Mittellamelle, miteinander verbunden, die hauptsächlich aus —• Lignin besteht. Der Mittellamelle folgt die —•Primärwand, die ca. 0,1 μηι dick ist und in der die —• Mikrofibrillen keine Vorzugsrichtung aufweisen. Mehrere Mikrofibrillen bilden die —• Fibrillen, deren Durchmesser bei verschiedenen Pflanzen unterschiedlich ist. Die unterschiedlichen Schichten der Zellwand werden aus diesen Fibrillen und Mikrofibrillen gebildet. Die —• Sekundärwand, die der Primärwand folgt, besteht aus 2 unterscheidbaren Schichten. Dies sind die Sekundärwand I (0,2 μηι dick), innerhalb der die Mikrofibrillen einen Winkel von 40 bis 50° mit der Faserachse bilden, und die Sekundärwand II (1 - 5 μηι dick) mit stark in Faserachse ausgerichteten Mikrofibrillen. Die —> Tertiärwand (0,1 μηι dick) umhüllt das —> Lumen der Faser und weist Mikrofibrillen auf, die parallel zur Faserachse ausgerichtet sind. Die tertiäre Zellwand hat bei Nadelhölzern eine körnige, bei Laubhölzern eine glatte Stuktur. Die Ligninkonzentration ist in Lumennähe am gerings-

ten, während ca. 75 % des Lignins aus der Mittellamelle stammen. - Körnige Schicht 1 } Tertiarwand - Fibrillâre Schicht J JIM

Sekundärwand II Sekundärwand I

"^y^Xr— Primàrwand —- Mittellamelle

* Nadelholz

Abb. 2: Schematische Struktur von Nadel- und Laubholzfasern

Literatur: Lengyel, P.; Morvay, S.: Chemie und Technologie der Zellstoffherstellung. Biberach/Riss: Güntter-Staib Verlag, 1973 Autorenkollektiv: Zellstoff - Papier. Leipzig: VEB Fachbuchverlag, 1975 PU

Faseraufbereitung (historisch) (pulping) (historical) Das mechanische Lösen der Fasern aus dem pflanzlichen Faserverbund durch Klopfen bzw. Schlagen findet sich bei allen östlichen Handpapiertechniken und auch schon bei den Papier-Vorläufern, den —• Rindenbaststoffen (Tapa). Zur Verbesserung der Wirkung werden die Baststreifen vorgängig gewässert oder in Aschenlauge abgekocht (Vorläufer des chemischen Aufschlusses von pflanzlichen Rohstoffen); auch Behandlungen analog zum Rösten der Textilpflanzenstengel (z.B. —> Flachs) kommen vor. Den Schluss der Aufbereitung bildet bei diesen ältesten Verfahren das Herstellen der Fasersuspension in Wasser, wozu ein Holz oder ein Quirl Verwendung findet. Das Klopfen oder Schlagen von Hand ist später durch eine fuß- oder wassergetriebene Wippstampfe abgelöst worden. Ein eigentliches „Mahlen" ist erst bei den Arabern (Einsatz des —> Kollergangs) festzustellen.

423 Schwieriger ist im alten China die Gewinnung der häufig zu Papier verarbeiteten Bambusfaser (—• Bambus). Nach monatelangem Wässern der zerschnittenen Stengel erfolgt eine wochenlange Behandlung in mit —• Kalkmilch gefüllten Gruben, an die sich ein alkalisches Abkochen anschließt. Die mürb gewordenen Stengel werden unter großen Hämmern zerfasert und in den üblichen Wippstampfen zum Faserbrei zerkleinert. Die im Italien des 13. Jh. entwickelte europäische Handpapiertechnik geht von Hadern (—• Lumpen) und Seilabfällen als Rohmaterial aus. Seil- und Tauabfälle werden mit dem Beil zerhackt; die Hadern werden von Frauen sortiert. Knöpfe werden abgeschnitten, Nähte aufgetrennt. Am sensenformigen Messer des Reißstuhls schneidet die Lumpenreißerin die Hadern in kleine, wenige Quadratzentimeter große Stücke. Nun folgt in großen Stein- oder Holztrögen das wochen- und monatelange Faulen (Vorläufer des enzymatischen Aufschlusses), oft unter Zugabe von —> Kalkmilch. Ein Auswaschen, manchmal verbunden mit Abkochen, beschließt die Vorbereitungsstufe. Die nun mürben Hadern werden in die Stampftröge eingebracht und während 2 bis 3 Tagen zum Ganzstoff gestampft (—> Stampfwerk). Seit dem 18. Jh. stampft man nur kurz (1 bis 2 Tage) zu Halbstoff. Das Mahlen im —• Holländer zum Ganzstoff beschließt die Stoffaufbereitung. Mit dem Aufkommen der Papiermaschine im 19. Jh. entstehen effizientere Techniken. Ein alkalisches Abkochen unter Überdruck im großdimensionierten Kugelkocher ersetzt endgültig das Faulen der Hadern. Um die Mitte des Jahrhunderts werden Platten- und Kegelrefiner konstruiert, die die Holländerleistung weit übertreffen. Die Lieferung von —> Holzschliff und —> Zellstoff in getrockneten, dicken Blättern führt zur Konstruktion des —• Pulpers als erster Auflösestation, der der Mischholländer oder die —• Mischbütte als Zugabeort der immer wichtiger werdenden —> Füllstoffe und Chemikalien folgen. Um keine Produktionslücken entstehen zu lassen, werden die rezeptgerechten, fertigen Ganzstoffmischungen in Vorratsbütten gelagert und gelangen von dort zur —> Maschi-

nenbütte, unmittelbar vor den —• Stoffauflauf der Papiermaschine. TS

Faserbündel (fiber bundle) Faserbündel stellen nicht vollständig in Einzelfasern zerlegte, noch zusammenhängende Faserbestandteile dar, die allgemein auch als —• Stippen bezeichnet werden und nach der —» Zerfaserung im —> Pulper in der —• Fasersuspension als unzureichend aufbereitete Partikel vorliegen. PU

Faserdurchmesser (fiber diameter) Mit dem Faserdurchmesser wird der äußere Durchmesser einer Faser bezeichnet. Der Faserdurchmesser kann mithilfe eines Mikroskops an einzelnen Fasern gemessen werden oder als Durchschnittswert einer Faserstoffprobe über Bildanalyse, die jede Faser eines Präparats vermisst und den Mittelwert bildet. Oft wird fälschlicherweise die Faserbreite, die bei der Trocknung (z.B. in der —> Trockenpartie von Papiermaschinen) durch Kollabieren der Faser entsteht, als Faserdurchmesser angegeben. Die Faserbreite ist bei kollabierten Fasern größer als der Faserdurchmesser, während die Faserdicke in diesem Fall kleiner als der Faserdurchmesser ausfällt. EI

Faserfeinheit (coarseness) So wie die Feinheit einer Baumwollfaser oder einer synthetischen Faser großen Einfluss auf die Eigenschaften eines textilen Gewebes hat, genauso hat die Feinheit oder Schlankheit einer Papierfaser Auswirkungen auf die Papiereigenschaften. Nach ISO 9184 - 6 ist die Faserfeinheit als mittlere Masse pro Längeneinheit definiert und wird in [mg/m] angegeben. Sie wird mikroskopisch durch Auszählen und Längenmessung einer Einwaage von 10 bis 20 mg Fasern bestimmt. Die Bestimmungsmethode nach ISO ist nur anwendbar auf relativ in-

424 takte Fasern von —• Zellstoffen und —> Halbzellstoffen. Sie gilt nach dieser Norm nicht für mechanisch aufgeschlossene Faserstoffe sowie hochgemahlene Zellstoffe und Halbzellstoffe. TI

Faserformcharakter (shape factor) Der Formcharakter von Halbstofffasern kann durch das Verhältnis von Länge zur Breite der Faser ausgedrückt werden (Formzahl). Während Leinenfasern sehr schlank und lang sind und eine Formzahl von bis zu 7 000 erreichen können, liegen die Formzahlen von —• Laub- und —> Nadelholzzellstoffen bei 150 bzw. 120. Ein Holzschliff von 60 SR (—> Schopper-Riegler-Wert) erreicht nur eine mittlere Formzahl von etwa 40. Die Formzahl, auch Schlankheitsgrad genannt, bestimmt u.a. die Flockungsneigung von Fasern in Suspensionen, die —»Formation von Papier und letztlich die mechanischen Papiereigenschaften (z.B. —• Bruchkraft). TI

Faserfraktion (fiber fraction) Jeglicher Faserstoff, sei es —> Zellstoff, —> Holzstoff oder —> Altpapierstoff, besteht aus Fasern unterschiedlicher Länge. Mithilfe von Labor-Faserfraktioniergeräten (z.B. Brecht-Holl- oder McNett-Gerät) werden —> Fasersuspensionen in mehrere Faserfraktionen unterschiedlicher Faserlänge getrennt, z.B. in die Langfaser- und Kurzfaser- sowie Feinstofffraktion (—> Feinstoff). Eine derartige Trennung in mehrere Faserfraktionen zwecks Bestimmung des prozentualen Massenanteils dieser einzelnen Fraktionen ist technologisch von Bedeutung, da jede Faserfraktion ihren spezifischen Beitrag zu den physikalischen Eigenschaften von Papier leistet. So bestimmt der Anteil der Langfaserfraktion mit ihrer größeren —• Faserlänge z.B. die —• Weiterreißarbeit von Papier, während die Feinstofffraktion von Holzstoff die —• Opazität von Papier positiv beeinflusst. GG

Faserfraktioniergerät (fiber classifier) Zur quantitativen Analyse der Formbestandteile von —• Stoffsuspensionen nach Langfaser-, Kurzfaserund Feinstoffanteilen (—• Feinstoff) werden Labor-Faserfraktioniergeräte herangezogen. Es existieren verschiedene Faserfraktioniergeräte und Methoden, wie z.B. die Fraktionierung nach BrechtHoll oder McNett. Die Methoden unterscheiden u.a. bezüglich der Maschenweite der Trennelemente als Prüfsiebe. Die Rückstände auf den Sieben bezeichnet man als Fraktionen. Die Fraktionierung wird meist kaskadenformig durchgeführt, wobei sich im Fall des McNett-Geräts 4 Siebrückstände und ein Durchlauf ergeben. Durch die Wahl der Maschenweiten der Siebe kann man Rückschlüsse auf die —• mittlere Faserlänge und —• Faserlängenverteilung ziehen. Neben der Maschenweite sind aber auch die Dauer der Fraktionierung und die Strömungsverhältnisse im Gerät von Bedeutung. Die quantitative Erfassung verschiedener Bestandteile einer Suspension lässt nur bedingt Rückschlüsse auf die Festigkeit eines Faserstoffs bzw. von daraus hergestelltem Papier zu. Die Massenanteile der einzelnen Fraktionen geben lediglich Hinweise auf die Abmessungen (Längen) von Fasern, Faserbruchstücken und Feinstoff, sagen aber nichts über die Bindungsfähigkeit (—> Faser-zu-Faser-Bindung) dieser unterschiedlichen Formbestandteile untereinander aus. MM

Fasergehalt (fiber content) Der Fasergehalt einer —• Suspension oder auch eines biologischen —• Schlamms ist nicht eindeutig definiert bzw. quantifizierbar. Eine unbeschädigte, ungekürzte Faser zählt auf alle Fälle zum Fasergehalt. Wird diese Faser aber durch verschiedene Prozessschritte bei der —• Stoffaufbereitung (z.B. durch —• Mahlung) gekürzt, so wird sie ab einer, in den Definitionen sehr verschwommenen, Grenze zum —• Feinstoff gezählt. Eine Möglichkeit zur Einordnung wird durch —• Faser-

425 fraktionierung nach Brecht-Holl (ZELLCHEMING Merkblatt VI/1/66) vorgeschlagen, und zwar als Rückstand auf Sieb-Nr. 16 (16 Kett- und Schussdrähte pro cm des Siebgewebes). Auf keinen Fall stellt der Fasergehalt ausschließlich den organischen Teil eines Papiers oder Kartons dar, da neben Fasern, Faserbruchstücken (Faserkurzstoff) und Feinstoff auch organische —• Hilfsstoffe (z.B. —» Stärke, —> Bindemittel) enthalten sein können. EI

Faserholz (pulpwood) Unter dem Begriff Faserholz werden jene Holzarten und Holzsortimente zusammengefasst, die sich zur Herstellung der —• Primärfaserstoffe —> Zellstoff oder —• Holzstoff eignen. Das für die Faserstoffgewinnung genutzte —> Holz (—> Industrieholz) kann in Form von langen Holzstämmen oder bereits abgelängten Holzprügeln (z.B. 1 oder 2 m Länge) in —• Rinde oder (selten) entrindet direkt aus dem Wald angeliefert werden. In Rinde geliefertes Faserholz muss in der Papier- oder Zellstofffabrik vor seiner Weiterverarbeitung entrindet werden (—• Entrindung). Holzprügel werden zu —> Holzschliff (Steinschliff, —> Druckschliff) verschliffen, während eine weitere mechanische Zerkleinerung zu —> Hackschnitzeln erforderlich ist, um mithilfe eines —> Refiner-Holzstoffverfahrens —> TMP bzw. —• CTMP oder durch einen chemischen Aufschluss Zellstoff herzustellen. —> Sägenebenprodukte in Form von Schwarten und Spreißeln (Seitenbeschnitt von Stammholz) dienen ebenfalls zur Faserstoffgewinnung. Sie müssen stets in entrindeter Form geliefert werden und werden nach dem Hacken als Hackschnitzel ausschließlich zur Zellstoff-, TMP- oder CTMP-Gewinnung herangezogen. Heute werden diese Sägenebenprodukte meistens bereits in den Sägewerken zu Hackschnitzeln verarbeitet, bevor sie der Industrie angeliefert werden. Während beim traditionellen Holzschliffverfahren, aber auch beim TMP-Verfahren

vornehmlich helles und harzarmes Fichtenholz (—> Fichte) zur Vermeidung von klebrigem —• Harz herangezogen werden muss, kann beim CTMP-Verfahren mit chemischer Vorbehandlung neben —•Nadelholz auch in stärkerem Maße ansonsten für Holzstoff ungeeignetes —• Laubholz verwendet werden. Der besondere Vorteil der Steinschliff- und Refinerverfahren ist die hohe Faserstoffausbeute von bis zu 98 %. Papiere aus Holzstoff zeichnen sich durch hohe —• Opazität und gute —• Bedruckbarkeit aus, was besonders für —> Druckpapiere mit niedriger —> flächenbezogener Masse qualitätsbestimmend ist. Bei der Zellstoffherstellung kann grundsätzlich eine größere Palette an Holzarten für die Faserstoffgewinnung eingesetzt werden. Bei diesen chemischen Aufschlussverfahren wird —• Lignin als Holzkomponente zum größten Teil herausgelöst. Die verschiedenen Zellstoffarten unterscheiden sich hauptsächlich durch den Faserrohstoff, das chemische Aufschlussverfahren und die —> Zellstoffbleiche. Die weltweit wichtigsten Holzarten für die Zellstoffherstellung sind die Nadelholzarten —• Kiefer und Fichte, aus denen —> Langfaserzellstoffe gewonnen werden. Langfaserzellstoffe verleihen dem Papier besonders hohe Festigkeitseigenschaften. Zellstoffe aus Laubhölzern, wie —» Buche, —• Birke oder —• Eukalyptus, haben kürzere Fasern. Sie werden bei der Papierherstellung vor allem zur Erzielung hoher —• Glätte, guter Durchsicht (—• Formation) und hohen —» spez. Volumens eingesetzt. PU

Faserkräuselung (fiber curl) Neben der —• Fibrillierung werden die Fasern im Laufe der Papiererzeugung, insbesondere bei der —• Stoffaufbereitung vor der —> Papiermaschine, geknickt, flach gedrückt, gestaucht, gekrümmt, verdreht und gestreckt. Der eigentliche Umformprozess, der das Zerkleinern bzw. Verformen der Einzelfaser nicht berücksichtigt, ist das Krümmen der Faser, bei —• Holzstoffen als —> Latenz und

426 bei —• Zellstoffen als Verdrehung und Kräuselung bezeichnet. Bei der Aufbereitung der Holzfaser begünstigen einige Prozessstufen, wie z.B. Heißzerfaserung und Kreppvorrichtungen, die Faserumformungen. Für stärkere Umformungen sind also bestimmte Bedingungen notwendig. Dazu gehören hohe Scher- und Torsionskräfte sowie hohe formverändernde Drücke bei möglichst hohen Temperaturen.

's

* K57 // Kf"

Fasern mit unterschiedlichen Kräuselfaktoren

Die Faserkräuselung kann in 2 Arten unterteilt werden: •

•

Unter in-plane-Kräuselung versteht man eine zweidimensionale Kräuselung in einer Ebene. Als out-plane-Kräuselung bezeichnet man die Verflechtung der Fasern über mehrere Faserebenen.

Die out-plane-Kräuselung ist zwar der in der Praxis auftretende Fall, jedoch ist sie messtechnisch kaum direkt zu erfassen. Man betrachtet, wenn auch nur in Ausnahmefällen, die auf eine Ebene projizierte gekräuselte Faser (in-plane-Kräuselung). Die Faserkräuselung wird durch den Kräuselfaktor K f beschrieben, der den Quotienten aus tatsächlicher Faserlänge und größter linearer Ausdehnung darstellt (Abb.).

Kf = L e ff / l s [-] mit Kf : Kräuselfaktor Leff : effektive Faserlänge in [mm] ls : größte lineare Ausdehnung in [mm] Mit der Vergrößerung des Kräuselfaktors fallen die Festigkeitseigenschaften, wie z.B. die Zugfestigkeit, und die —> Dichte des Papierblatts ab. Die gekrümmten und gekräuselten Fasern ergeben ein lockeres Fasergefuge mit niedriger Dichte. Derartige Faserstoffe tragen zur Erhöhung des —> spez. Volumens von Karton und Pappe bei, wovon schließlich die —• Biegesteifigkeit profitiert. MM

Faserlänge (fiber length) Faserstoffe, die für die Papierherstellung eingesetzt werden, stellen ein Gemisch aus Fasern unterschiedlicher Länge dar (—> Faserlängenverteilung). Die Kenntnis der —> mittleren Faserlänge bzw. Faserlängenverteilung eines Faserstoffs ist zur Beurteilung seiner Verwendbarkeit und zur Vorhersage der zu erwartenden Papierfestigkeiten von großer Bedeutung. Die mittlere Faserlänge hat z.B. auf die —• Weiterreißarbeit des Papiers einen sehr großen Einfluss. Aber auch die Bruchkraft (—• breitenbezogene Bruchkraft) oder die —> Berstfestigkeit werden neben anderen Fasereigenschaften (z.B. Faser-zu-FaserBindevermögen) von der Faserlänge beeinflusst. Zur Bestimmung der Faserlänge stehen verschiedene Verfahren zur Verfugung. Um auf schnelle Weise einen Überblick über die Faserlängenverteilung eines Faserstoffs zu erhalten, kann die Faserfraktionierung (—> Fraktionierung) eingesetzt werden. Dabei wird eine Fasersuspension über eine Kaskade von Sieben mit verschiedenen Maschenweiten gefuhrt, um den Faserstoff in Fraktionen unterschiedlicher Faserlänge aufzuteilen, die anschließend gravimetrisch ausgewertet werden. Anhand dieser Untersuchung lassen sich Rückschlüsse auf die Eigenschaften und die Einsetzbarkeit des Faserstoffs ziehen. Eine

427 genaue Bestimmung der Faserlänge bzw. Faserlängenverteilung eines Faserstoffs ist anhand dieser Vorgehensweise allerdings nicht möglich. Zur exakten Bestimmung der Faserlänge lässt sich dagegen die Mikroskopie einsetzen. Dabei wird die Faserlänge durch direktes Ausmessen der Einzelfasern unter dem Mikroskop manuell bestimmt. In Abhängigkeit von der Morphologie der Fasern und von der Behandlung, die die Fasern bei der Faserstoffherstellung (z.B. Holzstofferzeugung oder —• Stoffaufbereitung - vor allem durch die —> Mahlung) erfahren, sind die Fasern nach der Herstellung jedoch nicht geradlinig, sondern mehr oder weniger stark gekräuselt (—• Faserkräuselung), verdreht, gebogen und weisen Knicke auf. Dadurch wird eine Bestimmung der Faserlänge eines Faserstoffs erschwert, und das Messergebnis ist mit einem gewissen Fehler behaftet. Eine Erleichterung hinsichtlich der Faserlängenbestimmung stellt die Ausrüstung des Mikroskops mit einer Projektionseinrichtung dar. Dabei wird die jeweils auszumessende Faser z.B. vergrößert an eine Wand projiziert, wo sie abgezeichnet und vermessen werden kann. Neben diesem manuellen, zeitaufwändigen Verfahren der Faserlängenbestimmung steht ein automatisches Verfahren in Form des Kajaani-Messgeräts zur Verfügung, das den Vorteil einer sehr kurzen Mess- und Auswertungszeit besitzt. Bei diesem Verfahren wird eine Faserstoffprobe in einer sehr hohen Verdünnung (0,05 bis 0,25 g/1 in Abhängigkeit von der Faserart) durch eine Kapillare (Durchmesser: 0,4 mm) gepumpt, so dass jeweils nur eine Faser die Kapillare passiert. Beim Passieren der Kapillare wird die Faser mithilfe eines optischen Messsystems vermessen. Die Faserlängen bzw. Faserlängenverteilungen werden bei diesem Messverfahren in digitaler Form gespeichert und können auf verschiedene Weise ausgewertet werden. Allgemein lässt sich zu den Faserlängen von Faserstoffen anmerken, dass es sich bei Nadelholzfaserstoffen um einen Langfaserstoff (—> Langfaserzellstoff) handelt, der eine größere mittlere Faserlänge als Laubholzfaserstoffe (—> Kurzfaserzellstoff) besitzt. Die

mittlere Faserlänge von Laubholz (z.B. —• Birke, —> Buche) beträgt etwa 1 mm, während sich die mittlere Faserlänge von Nadelholz (z.B. —> Fichte, —> Kiefer) um 3 mm bewegt. WS

Faserlängenverteilung (fiber length distribution) Bei der Bestimmung der Faserlänge verschiedener Einzelfasern eines Faserstoffs ergibt sich eine Faserlängenverteilung, da die Länge der Einzelfasern auch bei der gleichen Holzart (z.B. —» Fichte) und bei gleichem —> Aufschlussverfahren (z.B. Sulfitverfahren) nicht konstant ist. Die Längenunterschiede der Einzelfasern sind einerseits auf das —• Holz zurückzuführen, aus dem die Faserstoffe gewonnen werden, da jedes Holz aus unterschiedlichen Faserarten aufgebaut ist, die sich in ihrer Länge unterscheiden. Aber auch die Faserlängen einer Holzart variieren von Baumstamm zu Baumstamm in Abhängigkeit vom Klima, der Bodenbeschaffenheit, den Wachstumsbedingungen, dem Baumalter, der Baumhöhe und dem Baumdurchmesser. Weiterhin lassen sich die Längenunterschiede auf das jeweilige Herstellungsverfahren der Faserstoffe zurückführen, das nicht nur zu einer Kürzung der natürlichen Faserlänge führen kann, sondern auch zu einem Verlust von Faserfragmenten (—> Feinstoff) und Faserbruchstücken. Die endgültige Faserlängenverteilung eines Faserstoffs muss daher nicht notwendigerweise der Faserlängenverteilung des verwendeten Holzes entsprechen, was vor allem für —> mechanische Aufschlussverfahren gilt. Am anschaulichsten werden Faserlängenverteilungen als Häufigkeitsverteilung dargestellt. Dazu werden eine ausreichende Anzahl an Fasern einer repräsentativen Faserstoffstichprobe vermessen und die Messdaten verschiedenen Faserlängenklassen zugeordnet. Auf diese Weise ergibt sich die Häufigkeitsverteilung der Faserlängen eines Faserstoffs (Abb.).

428

20 η

g

1 5

Ι

1 0

A ÖD

«C

•3

c

zahlenmäßig j mittlere Faserlänge längenmäßig ^mittlere Faserlänge

\

OC 5 2

3

0 Häufigkeitsverteilung Fichtensulfitzellstoffs

der

4 5 Faserlänge, [mm]

Faserlängen

eines

Werden bei der Faserlängenbestimmung nur die vollständig erhaltenen Fasern berücksichtigt, so ähnelt die entsprechende Häufigkeitsverteilung einer Gauß'sehen Normal Verteilung. Werden zusätzlich die durch die Herstellungsverfahren verursachten Faserbruchstücke berücksichtigt, verschiebt sich das Maximum der Häufigkeitsverteilung zu kürzeren Faserlängen und die Häufigkeitsverteilung entspricht nicht mehr einer Gauß'schen Normalverteilung. Eine zahlenmäßige Charakterisierung der Häufigkeitsverteilung erfolgt durch Angabe der —> mittleren Faserlänge und der Streubreite der Faserlängenverteilung. WS

Faserlangstoff (long fiber) Unter Faserlangstoff versteht man bei —• Halbstoffen, die ein Spektrum an unterschiedlichen Faserlängen beinhalten, die längeren, bezüglich ihrer Länge weitgehend intakten Fasern. Die ungefähren Abmessungen des Faserlangstoffs liegen je nach —> Aufschlussverfahren und Holzart (—• Nadelholz, —• Laubholz) bei einer Länge von 0,8 bis 4,5 mm und einem Durchmesser von 25 bis 80 μηι. Der Faserlangstoff kann vom Faserkurzstoff und —• Feinstoff durch Fraktionierung mithilfe eines —•Faserfraktioniergeräts getrennt werden, um damit seinen Gehalt als prozentualen Anteil an einem Faserstoff zu quantifizieren. Allgemein erhöht der Faserlangstoff die Festigkeitseigenschaften, wie z.B. den

—• Durchreißwiderstand bzw. die —> Weiterreißarbeit, aber auch die —• Bruchkraft. Die Entstehung von langen —> Fasern mit spiralförmiger Bändchenstruktur ist beim mechanischen Holzaufschluss im —• Refiner aufgrund des Rollens der Partikel zwischen den Messerscheiben in radialer Richtung besser möglich als beim —> Holzschliff, weshalb im —> Refiner-Holzstoff ein höherer Anteil an Faserlangstoff vorhanden ist. Daher rühren auch die höheren Festigkeiten im Vergleich zum Holzschliff. Im Laufe der —> Mahlung von —• Zellstoff oder —> Altpapierstoff verringert sich der Anteil des Faserlangstoffs, wobei jedoch bindungsaktive Faserflächen erzeugt werden, sofern die Mahlung dem —• Fibrillieren des Faserstoffs zugute kommt. Im Ergebnis nimmt der Durchreißwiderstand ab, während die Bruchkraft (—• Reißlänge) bis zu einem Maximum erhöht wird. MM

Faserlaufrichtung (machine direction) —> Längsrichtung (der Papierbahn)

Fasermikroskopie (fiber microscopy) Die Fasermikroskopie dient der Erkennung, Unterscheidung und Analyse der bei der Papierherstellung eingesetzten Faserstoffe. Die durch mechanische, chemische und mechanisch-chemische Verfahren zu —> Halbstoffen verarbeiteten Faserstoffe werden in —• Holzstoffe, —> Zellstoffe, —> Halbzellstoffe und —• Hadern unterteilt. Innerhalb dieser Stoffgruppen unterscheiden sich die einzelnen Vertreter durch bestimmte charakteristische Merkmale, die mithilfe eines Lichtmikroskops sichtbar gemacht werden können. Neben diesen morphologischen Merkmalen ist es möglich, gewisse Feststellungen über die Gruppenzugehörigkeit von Fasern durch Anfärbung mit verschiedenen Lösungen zu treffen, so dass zur Identifizierung einer Faserart in erster Linie die morphologischen und anatomischen Merkmale (z.B. Bau der Zelle), aber auch die Reaktion mit Farbstofflösungen herangezogen werden (—• Anfärbemethoden).

429 Mit der Mikroskopie von Faserstoffen können folgende Kriterien bestimmt werden:

•

•

•

•

•

Nach Rohstoff- bzw. Holzart (—• Nadelholz, —• Laubholz und —• Einjahrespflanzen) und ihren Zellenarten. Zu unterscheiden sind beim Laubholz die Zellenarten Tracheen, Libriform- und Parenchymzellen, beim Nadelholz —• Tracheiden und Parenchymzellen sowie beim —> Strohzellstoff z.B. Epidermiszellen. Während Tracheiden lang gestreckte, faserförmige Gebilde darstellen, sind Tracheen, die großlumigen und dünnwandigen Gefäßzellen der Laubhölzer, von unterschiedlicher Länge und Dicke, die leiter-, treppen- oder netzförmige Strukturen aufweisen. Weitere morphologische Merkmale der Fasern sind Poren und Tüpfel, die Verbindungsstellen von Fasern. Poren und Tüpfel sind bei Tracheiden die wichtigsten morphologischen Merkmale, an denen man die verschiedenen Baumspezies erkennen kann. Während Tüpfel ausschließlich als membranartige Stellen in der Tracheidenwand der Nadelhölzer vorkommen, sind Poren sowohl in Nadelholz· als auch im Laubholz vorhanden und stellen die Verbindung der Tracheiden bzw. Tracheen mit den Parenchymzellen der Markstrahlen dar. Fasern ohne Leitungsfunktionen, wie z.B. Baumwollfasern, haben keine Poren und Tüpfel. Nach —• Aufschlussverfahren (z.B. Sulfit» oder Sulfatzellstoffverfahren). Die Unterschiede ergeben sich durch die leitenden Elemente des Faserverbands, da gerade die leitenden Elemente bei der Zellstoffherstellung darüber entscheiden, wie die —• Kochflüssigkeit ins Innere des aufzuschließenden Holzes in Form von —> Hackschnitzeln gelangt. Nach —• Aufschlussgrad der Fasern, wobei bei unterschiedlichem Ligningehalt (—> Lignin) der Fasern ihre Anfärbung variiert.

Nach Faserstoffzusammensetzung durch Auszählen der Fasern unter dem Mikroskop. Nach Fasern nichtpflanzlicher Herkunft (animalisch, mineralisch, künstlich).

Für die Bestimmung der Faserstoffzusammensetzung durch Auszählung unter dem Mikroskop ist die TAPPI-Methode T401 om88 anzuwenden: Es werden alle Fasern gezählt, die eine gerade Bezugslinie im Sichtfeld des Mikroskops schneiden. Durch Verschieben des Objektträgers werden die Fasern zuerst über die gesamte Breite des Objektträgers gezählt. Danach wird im zweiten Schritt die Linie um 5 mm in Längsrichtung verschoben, so dass eine weitere Bahn ausgezählt werden kann. Insgesamt werden pro Objektträger 5 Linien ausgezählt (Abb.).

Auszählen von Fasern nach der TAPPI-Methode

Aus der Anzahl der gefundenen Fasern allein kann noch kein Rückschluss auf den Massenanteil der einzelnen Komponenten einer Mehrkomponenten-Stoffmischung getroffen werden. Zellstoff hat z.B. einen niedrigeren Ligningehalt als Holzstoff, die Fasern sind deshalb leichter. Auch Strohfasern sind leichter als Laubholzfasern und diese wiederum leichter als Nadelholzfasern. Um diesen Massendifferenzen Rechnung zu tragen, muss die Anzahl Fasern einer Komponente mit dem Gewichtsfaktor dieser Komponente multipliziert werden. Hierzu stehen Tabellen mit den Gewichtsfaktoren verschiedener Faserstoffe zur Verfügung. RE

430 Fasermischung (fiber mixture) Unter einer Fasermischung versteht man das Massenverhältnis verschiedener Faserstoffe in einer —> Suspension oder in Papier, die zum Zwecke der Erreichung bestimmter Papiereigenschaften bei der Papierherstellung gemischt wurden. Gründe für solche Mischungen sind neben technologischen und qualitativen Zielrichtungen auch wirtschaftliche. Stellvertretend für viele Anwendungsbeispiele können angeführt werden: •

•

• • •

Für höhere Festigkeiten sowohl im initial nassen Zustand (z.B. in der —> Pressenpartie) als auch im Papier sind im Fall von —• Zellstoff —> Langfaserzellstoffe prädestiniert. Für eine gute —> Formation (—> Druckpapiere) und Weichheit (—> Hygienepapiere) eignen sich andererseits —• Kurzfaserzellstoffe. Für hohe —> Weißgrade von Papier sind gebleichte Zellstoffe erforderlich. Zur Erreichung höherer —> Opazität sind —• Holzstoffe vorteilhaft. —• Holzfreie Papiere bestehen aus Mischungen von Langfaser- und Kurzfaserzellstoff. —• Holzhaltige Papiere enthalten neben Holzstoff aus Festigkeitsgründen meistens noch Zellstoff. EI

Faserorientierung (fiber orientation) Die Ausrichtung von —• Fasern in der Ebene (x-y-Ebene) von einem Papierblatt bzw. einer Papierbahn beschreibt man über die Faserorientierung. Wird aus einer Suspension ein Blatt im —• Laborblattbildner hergestellt, so legen sich die Fasern in der Blattebene statistisch gleich verteilt und damit isotrop (—• Isotropie) ab. In einem Polardiagramm, bei dem die Häufigkeit der vermessenen Faserwinkel über dem

Winkelbereich von 0° bis 360° aufgetragen ist, ergibt sich ein Kreis (Abb. 1). Eine Vorzugsorientierung der Fasern ist also nicht messbar. Im Gegensatz dazu weisen auf Maschinen produzierte Papiere eine anisotrope (—> Anisotropie) Faserlage auf. Das Polardiagramm ist ellipsenförmig mit einem Maximum um die —• Laufrichtung der Papierbahn unter 0°. Die Winkelabweichung der Ellipsenhauptachse von der Maschinenrichtung wird als Faserorientierungswinkel bezeichnet. Diese Analysen können über das Vermessen von der Suspension vor der —• Blattbildung zugesetzten gefärbten Fasern erfolgen. Die Anisotropie der Verteilung berechnet man meist, indem man das Verhältnis aus der Häufigkeit der Faserorientierung in —» Maschinenrichtung und der Häufigkeit der Faserorientierung in —• Querrichtung bildet. Das Verhältnis der —> Nullreißlänge in —» MD- und —• CD-Richtung gibt Hinweise auf die Anisotropie der Faserorientierung und damit die Stärke der Faserausrichtung. Für die zerstörungsfreie Bestimmung der Faserorientierung gibt es verschiedene Messgeräte, die auf unterschiedlichen Messverfahren basieren. Mittels Mikrowellen (Energieabsorption), Ultraschall (Schallausbreitung), Röntgenstrahlen (Beugung) oder Streuung von Laserlicht lässt sich die Faserorientierung messen. Die Faserorientierung wird üblicherweise als Profil über die Bahnbreite dargestellt. Oft legt man fest, dass für positive Winkelwerte die Fasern relativ zur Lauf-

Fase ranzahl mit MaschinenAusrichtung richtung (0°) unter dem Winkel φ

FO-Wlnkel α Faserhauptrichtung

Querrichtung (90°) >

Isotrope Faserlage

Anisotrope Faserlage

(Laborblatt)

(Maschinenpapier)

Abb. 1 : Lage der Fasern in der Blattebene

431 von Strahl- und Siebgeschwindigkeit. Die Faserorientierung erfolgt hauptsächlich längs der Relativgeschwindigkeit, woraus ein Faserorientierungswinkel von α resultiert. Schon durch kleine Strahlwinkelabweichungen können erhebliche Faserorientierungswinkel entstehen. Beim Übergang von Überstau auf Unterstau (Abb. 3) wird die Längskomponente der Relativgeschwindigkeit (vstrahl - Vsieb) negativ. Folglich wechselt der Faserorientierungswinkel das Vorzeichen.

Faserorientierungswlnkel α Triebseite

Führerseite

Breite der Papierbahn Blattoberseite

Triebseite

Führerseite

positive Faserorlentierungswinkel

negative Faserorientierungswinkel Maschinenrichtung

Ein schlechtes Faserorientierungsprofil in Querrichtung der Papierbahn kann bei —• Rollen- und Formatpapieren zu folgenden Produktions- und Verarbeitungsstörungen fuhren:

Abb. 2: Profil der Faserorientierung in Querrichtung einer Papierbahn

richtung der Papiermaschine zur seite zeigen (Abb. 2).

Führer-

• • • •

Strahl Vsieb Strahl

• Strahl

Überstau °>

Unterstau Stoffauflauf mit Rezirkulation, Turbulenzerzeuger und in der Blende sowie im Entwässerungsbereich der —> Siebpartie (schräg liegende Leisten und Walzen) zu suchen. Verlässt ein Stoffstrahl den Stoffauflauf unter einem kleinen Winkel ocstrahi zur Maschinenlaufrichtung, dann ergibt sich gemäß Abb. 3 eine Relativgeschwindigkeit v r e i aus der Vektoraddition

—> Bahnreißer —• Falten infolge schlechter Laufeigenschaften in der —• Papiermaschine —> Passer in der —> Druckmaschine Diagonalcurl nach dem Kopiervorgang (—• Rollneigung) Stapelverschiebung bei —• Endlosformularpapieren. PR

Faserpflanzen (historisch) (fiber plants) (historical) Wie fur die —• Rindenbaststoffe (Tapa), die Vorläufer des Papiers, dienen in Asien, auf den Inseln des Pazifik und in Mittel- und Südamerika Bäume und Sträucher folgender Familien und Gattungen als Quelle der für die Papierherstellung verwendeten langen, zähen Fasern der inneren Schicht des Rindenbastes: • •

•

Thymelaeaceen (speziell Arten von Daphne, Edgeworthia, Wikstroemia) Moraceen (Ficus-Arten und ganz besonders die Maulbeer-Arten, deren meistverwendete den Namen Broussonetia Papyrifera, Papiermaulbeerbaum, erhalten hat) Ulmaceen, Tiliaceen

432 •

• • • •

Weiter sind zu erwähnen die Stängelfasern der Cannabinaceen (—> Hanf), Linaceen (—> Flachs, Leinen) Urticaceen (—> Ramie) Malvaceen (Baumwolle) Gramineen (—• Bambus, Reis, —• Esparto, —> Zuckerrohr) In Mittelamerika finden auch Agavenfasern (Maguey) Verwendung.

Fasern von Hanf und Ramie frischer Pflanzen, vor allem aber in Form von Textilabfällen (Hadern), finden sich in altchinesischen und arabischen Papieren. Entgegen früheren Behauptungen wird Baumwolle nur ausnahmsweise in geringen Mengen eingesetzt. Das europäische Papier des Mittelalters und der frühen Neuzeit basiert auf dem Einsatz von Hadern (—• Lumpen) aus Hanf oder Flachs (Leinen) sowie Resten von Hanfseilen. Seit dem Ende des 16. Jh. werden auch Baumwollhadern verarbeitet. Der Hadernmangel führt schließlich zur Verwendung von Wollfasern (in geringen Mengen). Die Faser der Brennnessel (Urtica) spielt kaum eine Rolle. In neuerer Zeit werden auch Abfälle von Textilfabriken (vor allem die kurzen Fruchtfasern der Baumwolle, die —> LintersFasern) eingesetzt. Der sich seit dem 16. Jh. immer stärker bemerkbar machende Lumpenmangel führt zu einer eifrigen Suche nach Ersatzstoffen. 1765 veröffentlicht Johann Christian Schäffer aus Regensburg seine Versuchsergebnisse mit einer Vielzahl von pflanzlichen Materialien (u.a. Frischfasern vieler Strauch- und Baumarten, Torf, Algen, Sägespäne), ohne jedoch ein für die Großproduktion brauchbares Rezept vorlegen zu können. 1772 publiziert der Jurist Claproth ein Rezept für das Entfernen der —> Druckfarbe aus —• Altpapier (erstes —• Deinking), um dessen Fasern wieder verwenden zu können. Unbedruckte Papierabfälle wurden seit dem Beginn der Papiermacherei in Europa wieder verwendet. Ein erster Durchbruch gelang Léorier Delisle 1786 mit der Erzeugung von für das Bedrucken geeignetem Papier ohne Hadern (Eibisch und Lindenbast). In England verarbeitete 1800 Matthias Koops durch stark alkali-

sches Kochen von in —> Kalkmilch aufgeschlossenen Strohfasern (—> Strohstoff) zu gelblichem Papier. Entscheidend war aber die Erfindung des —• Holzschliffs durch Friedrich Gottlob Keller in Sachsen im Jahr 1843. Die von Voelter in den Jahren nach 1846 konstruierte Schleifmaschine (—» Schleifer) setzte sich rasch durch. Die 1854 an Mellier und 1866 an Tilghman erteilten Patente für den Aufschluss von Stroh und Hölzern durch eine Behandlung mit —• Natronlauge bzw. Sulfit läutete das Zeitalter des Zellstoffs ein, in dem durch eine Reihe verschiedener Großverfahren (Mitscherlich, Sulfitverfahren) die meisten —> Nadel- und —• Laubhölzer Verwendung fanden und noch finden. Als schnell wachsender, gute Papierfasern liefernder Baum ist der —• Eukalyptus weltweit kultiviert worden. Die Fasern von Gräsern (Graminaceae) sind in China schon im ersten nachchristlichen Jahrtausend verwendet worden. Im Vordergrund steht neben Reisstroh der Bambus, dessen Aufschluss sehr aufwendig ist (—> Faseraufbereitung). Im 19. Jh. beginnt man, die gefräßigen Papiermaschinen mit Fasern exotischer Gräser zu füttern. ZuckerrohrStroh (—> Bagasse), die Fasern der Faserbanane (Musa Textiiis —• Manilahanf), im 19. Jh. in England vor allem das in großen Mengen importierte —• Espartogras (Lygeum spartum) sowie Alfalfa (Stipa tenacissima) sind die bis heute meistverwendeten Grasfasern. Verschiedene, seit dem 17./18. Jh. in der Textilindustrie eingesetzte Fasern von Agavengewächsen (—> Sisal, Bogenhanf, Ananas) haben Eingang in die Papierindustrie gefunden, neben —> Kenaf, Kokos oder —> Jute, um nur die häufigsten zu nennen. TS

Faserquerschnitt (cross-area of fiber) Unter Faserquerschnitt versteht man die Querschnittsfläche der Faserwand ohne Berücksichtigung des —• Lumens. Der Faserquerschnitt ist charakteristisch für eine bestimmte Faserart, wobei zwischen dickwandigem —> Spätholz und dünnwandigem —> Frühholz zu unterscheiden ist. Manche

433 Fasern sind nur durch derartige Querschnittsbilder eindeutig zuzuordnen. Die Querschnitte können in erster Linie durch —> Mikrotomschnitte sichtbar gemacht werden, die dann im Mikroskop ausgemessen werden. EI

Faserrückgewinnung (fiber recovery) Die Faserrückgewinnung in der Papierindustrie ist Teil der —• Stoffrückgewinnung. Im allgemeinen Sprachgebrauch wird sie auch als Synonym für Stoffrückgewinnung verwendet. Sie hat allein für sich bei strengem Gebrauch des Begriffs weniger Bedeutung, weil meist jeder nützliche Stoffanteil, also auch —• Füllstoffe, und eben nicht nur Fasern rückgewonnen werden. In der Zellstoffindustrie hat sie lediglich bei Zentrifugalsortierern (—> Cleanern) Bedeutung, wo die letzte Stufe immer mit einer Gegenspülung zur Faserrückgewinnung ausgestattet ist. Sollen aus einem Stoffgemisch aus z.B. qualitativen Gründen tatsächlich nur die Fasern ohne Füllstoffanteil zurückgewonnen werden, müssen z.B. —• Fraktionatoren herangezogen werden, abgesehen von geeigneten Filtern.DA

Faserrückgewinnungsfilter (fiber recovery filter)

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JHLrJL Scheibenfilter als Beispiel für ein „Faserrückgewinnungsfilter (Quelle: Meri Entsorgungstechnik GmbH) 'TO

Ein Faserrückgewinnungsfilter ist eine Maschine zur selektiven Rückhaltung und Rückgewinnung von für die Papierherstellung brauchbaren Fasern aus —• Filtraten und

Wasserkreisläufen. Als Faserrückgewinnungsfilter (Abb.) werden —• Eindicker (—> Scheiben-, —• Trommelfilter) eingesetzt, die mit feinen Sieben bespannt sind. Auch Sprühfiltrationsanlagen werden zur Faserrückgewinnung verwendet. Dabei wird die Stoffsuspension auf ein Filtersieb gespritzt, das mit entsprechend geringer Maschenweite ausgestattet ist und die Fasern zurückhält. HO

Faserstippe (flake) —• Stippe

Faserstoff (fiber pulp) Faserstoffe sind die wichtigsten Stoffkomponenten der Papierherstellung. Man unterscheidet zwischen —> Primär- und —• Sekundärfaserstoffen. Während Primärfaserstoffe direkt aus pflanzlichen Rohstoffen (—> Holz, —• Einjahrespflanzen) durch mechanischen Aufschluss (—> Holzstoff) oder chemischen Aufschluss (—> Zellstoff) gewonnen und erstmalig bei der Papierherstellung eingesetzt werden, bestehen Sekundärfaserstoffe aus Zellstoff- oder Holzstofffasern unbekannter Herkunft, die aus —> Altpapieren stammen und in reiner Form oder als Mischung vorliegen. —> Hadern machen nur noch einen sehr geringen Anteil am FaserstoffVerbrauch aus. In Ausnahmefällen werden auch synthetische oder mineralische Faserstoffe verwendet, die bei der Massenpapierherstellung aber ohne Bedeutung sind. Bis Mitte des 19. Jh. waren Hadern als gebrauchte Textilien (—• Lumpen) nahezu das einzige Fasermaterial der Papierherstellung. Erst mit der Erfindung des —• Holzschliffs im Jahre 1843 stand ein Faserstoff in ausreichender Menge zur Verfügung, der zu einem erheblichen Aufschwung der Papierherstellung führte. Heute werden Hadern lediglich für Papiere eingesetzt, an die besondere Ansprüche gestellt werden, wie —> Banknotenund —> Dokumentenpapiere oder —• Dünnund —> Bibeldruckpapiere. Die Fasern werden jedoch nicht mehr wie früher aus alten

434 Lumpen gewonnen, sondern in der Regel aus Baumwollabfällen der Textilindustrie. Gegenwärtig gewinnt man in Deutschland mehr als 60 % des erforderlichen Faserstoffs aus Altpapier (—• Altpapierstoff), wobei der Anteil in den letzten Jahren ständig gestiegen ist. Meistens ersetzt man mit Altpapierfasern den Primärfaserstoff Holzstoff, dessen qualitatives Niveau dem des deinkten Altpapierstoffs (—» Deinkingstoff) nahe kommt. Obwohl etliche Papiere zu 100 % aus Altpapierfaserstoffen hergestellt werden, bleibt es jedoch eine Illusion, alle Papiere vollständig aus Altpapier produzieren zu wollen. Einerseits verschlechtert sich bei jeder neuen Papierherstellung die Qualität der Fasern, andererseits tritt durch den Reststoffaustrag bei der —• Altpapieraufbereitung ein ständiger Materialschwund auf, so dass eine ständige Zufuhr von frischen Fasern erforderlich ist, um einen Recycling-Kollaps zu vermeiden. Holzstoff besitzt am Faserstoffverbrauch der deutschen Papierindustrie nur noch einen Anteil von 9 %, der aufgrund des hohen Altpapiereinsatzes bei der Produktion holzhaltiger grafischer Papiere in den letzten Jahren weiter zurückgegangen ist. Aus qualitativen Gründen wird bei —•holzhaltigen Druckpapieren und Karton aber auch in Zukunft ein gewisser Holzstoffanteil erforderlich sein. Altpapier kann nur dann als Ersatz für Zellstofffasern dienen, wenn es praktisch ausschließlich aus —> holzfreien Papieren besteht. Derartige —• Altpapiersorten fallen jedoch nur in geringerem Umfang an und haben längst Eingang bei der Papierproduktion als Zellstoffsubstitut gefunden. Deshalb wird der derzeitige Bedarf an Zellstoffen von knapp 30 % der Faserstoffversorgung Deutschlands auch langfristig stabil bleiben. PU Fasersuspension (fiber suspension) Eine Fasersuspension (Faserstoff-WasserGemisch) stellt eine —> Suspension dar, die neben Wasser ausschließlich die zur —• Papierherstellung verwendeten —> Faserstoffe und keine anorganischen —• Füllstoffe oder —• Pigmente enthält. Streng genommen

trifft dieser Begriff daher nur auf in Wasser suspendierte —> Primärfaserstoffe zu, da es keine füllstofffreien —• Altpapiersorten gibt. Entsprechend ist bei —> Altpapierstoffen daher übergeordnet von Suspension oder —> Stoffsuspension zu sprechen. PU

Faservlies (fiber network , wet paper web) Bevor eine Papierbahn in der Papiermaschine mit Einlauf in die —• Trockenpartie (mit etwa 45 bis 50 % Trockengehalt) endgültig getrocknet wird, wird sie in ihrem noch nassen Zustand innerhalb der —> Siebpartie, aber auch der —• Pressenpartie oftmals als Faservlies bezeichnet, unabhängig davon, ob die nasse Papierbahn nur aus —• Fasern oder aus einer Mischung aus Fasern, —> Füllstoffen und den in der Masse zugesetzten - > Hilfsstoffen (z.B. Stärke) besteht. GG

Faser-zu-Faser-Bindung (fiber-to-fiber bonding) Papier besteht aus Fasern, die, über die Faserzu-Faser-Bindung miteinander verbunden, erst die Festigkeit des Papiers ergeben. Die Faser-zu-Faser-Bindung ist also die Ursache der Papierfestigkeit, da es bei den meisten Beanspruchungsarten des Papiers nicht zu Brüchen von Einzelfasern des Fasernetzwerks kommt, sondern zum Aufbrechen dieser Faser-zu-Faser-Bindungen.

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Fasersuspension

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Abb. 1: Campbell-Effekt

Chemisch gesehen, handelt es sich um Wasserstoffbrückenbindungen, eine der wich-

435 tigsten Formen der Nebenvalenzbindungen. Diese können sich aber erst dann ausbilden, wenn im Zuge der Trocknung des Faservlieses die Fasern sich durch den Campbell-Effekt infolge Oberflächenspannung genügend annähern (Abb. 1). Wasserstoffbrückenbindungen können sich im getrockneten Papier zwischen den Hydroxylgruppen (OH-Gruppen) der Celluloseketten (—• Cellulose) ausbilden, wenn der Abstand zwischen diesen Ketten bzw. zwischen benachbarten Faseroberflächen im Bereich von 5 Â (5 · 10" I0 m) liegt (Abb. 2). Die Hydroxylgruppen weisen einen Dipolcharakter auf, da die Sauerstoffatome eine relativ starke negative und die Wasserstoffatome eine positive Polarität aufweisen. Bei genügend kleinem Abstand zwischen den Hydroxylgruppen benachbarter Cellulosemoleküle kommt es deshalb zu einer zwischenmolekularen Bindung über die Wasserstoffatome.

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Faulgas (digester gas) —> Biogas

Faxpapier (fax paper) —• Telefaxpapier

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porösen Zellwand sowie in die nichtkristallinen Bereiche (z.B. —• Hemicellulosen) gelangen. Dort werden die Wassermoleküle aufgrund ihres Dipolcharakters über Wasserstoffbrücken an die Cellulose gebunden. Diese Bindungskräfte sind in einer stark wasserhaltigen Fasersuspension allerdings nur sehr schwach ausgebildet. Dadurch können Faserzu-Faser-Bindungen bei Zugabe von Wasser wieder reversibel aufgebrochen werden. So ist es möglich, —• Altpapier oder auch —> Ausschuss der Papierherstellung bzw. Papierverarbeitung in Wasser wieder in seine Einzelfasern zwecks erneuter Papierherstellung zu zerlegen. EI

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Abb. 2: Wasserstoffbrückenbindung bei a) getrockneter Cellulose, b) feuchter Cellulose, c) Fasersuspension

Wassermoleküle sind aufgrund ihrer Größe nicht in der Lage, in die Kristallite der Cellulose einzudringen. Sie können lediglich in das oberflächenreiche Hohlraumsystem der

Fehldruck (imperfect impression , misprint) Unter Fehldruck versteht man einen —> Druck, dessen Ausführung so mangelhaft ist, dass er weit außerhalb industrieüblicher Toleranzen liegt. Bei jeder Auflage auf einer —• Druckmaschine entstehen unvermeidlicherweise einige Prozent —• Makulatur, die vor Auslieferung ausgesondert werden müssen. Nicht zur Makulatur zählen solche Exemplare, die zu einer statistischen Grundgesamtheit mit zugelassener Verteilung gehören. Z.B. sind für den —• Illustrationsdruck im —> Offsetdruck Schwankungen der —• Tonwertzunahme mit einer Standardabweichung von σ = 5 % als üblich anzusehen. Bei Normal Verteilung dürfen daher 32 % der Exemplare mehr als 5 % (1 σ) vom Richtwert und 5 % der Exemplare mehr als 10 % (2 σ) vom Richtwert abweichen. Typische Fehlermerkmale sind: Überfärbung, Unterfärbung, Flecken, Fehlpasser (—•Passer), Flecken, —»Abliegen, Streifen,

436 Farbstich, Farbspritzer, —> Moiré, —> Mott- len markiert sind und dass nicht zu viele Kleling, —> Dublieren im Offsetdruck, falscher bestellen in einer Rolle enthalten sind. Gelegentlich auftretende Fehler in den KleText, falsches Bild oder falsche Orientierung. DO bestellen von Papierrollen: Fehldruckstellen

•

(defect points)

Fehldruckstellen sind örtlich begrenzte Druckfehler, wie Blitzer, Fehlpasser (—»Passer), Hohlkopie, —>Butzen, Wassernasen, —> Abliegen, Geistern, Speckglanz oder Farbspritzer. DO

•

Fehler an Klebestellen (defective

joints , defective

•

splices)

Unter Fehlern an Klebestellen werden allgemein Störungen in Verbindungen verstanden, die mithilfe von —> Klebstoffen bzw. unter Einsatz von Klebebändern hergestellt wurden. Bei einem Defekt an einer —> Klebeverbindung wird unterschieden, ob die Fehlstelle durch eine Ablösung des Klebstoffs von dem zu klebenden Werkstoff (Adhäsionsbruch) oder durch eine Zerstörung innerhalb des Klebemediums oder des zu klebenden Werkstoffs (Kohäsionsbruch) verursacht wurde. Diese Fehlerbeschreibung legt fest, wo die schwächste Stelle in einer Klebeverbindung besteht und wodurch es zu einer Lösung der Verbindung gekommen ist. In der Papierproduktion sind —» Klebestellen notwendige Maßnahmen, um nach einem Abriss der Papierbahn innerhalb der Maschine oder der Abtrennung fehlerhafter Bahnteile eine weitere Aufrollung auf der —• Mutterrolle zu ermöglichen. Treten Fehler an diesen Klebestellen auf, werden nachfolgende Verarbeitungsgänge vom —• Umrollen, —• Streichen des Papiers bis zum —> Druck der Papierrollen negativ beeinflusst. Durch Fehler an Klebestellen können Registerabweichungen (—• Register) in der —> Druckmaschine ebenso verursacht werden wie Abrisse, die in Verbindung mit Aufwicklungen auf den Druckzylindern zu Schäden an den —* Gummitüchern oder den —• Druckplatten fuhren können. Von den Abnehmern der Rollendruckpapiere wird deshalb erwartet, dass Klebestellen in den ausgelieferten Rol-

Das Klebeband wird nach der Klebung nicht vollständig abgedeckt und kann dadurch auch mit der darunter oder darüber liegenden Bahn innerhalb der Rolle verkleben. Nicht exakt in einer Linie ausgerichtete Bahnkanten nach der Klebung führen zu überstehenden Kanten und Faltenbildung in der Bahn. Klebebänder mit zu geringer Klebkraft oder gealterte Klebebänder lösen sich unter Bahnspannungen bereits bei der Umrollung oder in der Druckmaschine. SD

Fehlerbogen (imperfect

sheet , waste sheet)

Fehlerbogen sind Bogen, die aufgrund von Rissen, Verunreinigungen, Falten und anderen Fehlern beim Formatschneiden (—• Querschneiden) von Rollen in Bogenware aussortiert werden. Sie werden als —> Ausschuss in die Papierherstellung zurückgeführt. MZ

Fehlerklassifizierung (error

classification)

Unter Fehlerklassifizierung ist eine Einstufung von möglichen Fehlern entsprechend der Schwere ihrer Folgen zu verstehen. Grundsätzlich ist ein Fehler eine Nichtübereinstimmung eines Produkts oder einer Lieferung mit vorgegebenen (spezifizierten) Anforderungen. Entsprechend der einschlägigen Normen (ISO 2859-1 und -2) lassen sich Fehler in verschiedene Klassen einteilen. 1) Die höchste Stufe der Fehlerklasse wird durch die „kritischen Fehler" gebildet. Als kritischer Fehler wird ein Mangel bezeichnet, von dem angenommen werden kann oder bereits bekannt ist, dass durch ihn Personen an Leben oder Gesundheit gefährdet werden können, oder wenn bei einer Benutzung eines

437 Erzeugnisses eine kritische Situation aus einem Fehler heraus entstehen kann. Auch die möglichen Störungen in größeren Anlagen, wie Flugzeugen, Schiffen oder Datenbanken, sind in der Gruppe der kritischen Fehler einzustufen. 2) Die nächste Gruppe der Fehlerklassen bilden die „Hauptfehler". Als Hauptfehler werden alle nicht kritischen Fehler bezeichnet, die voraussichtlich zu einem Ausfall fuhren oder die Brauchbarkeit fur den vorgesehenen Verwendungszweck erheblich herabsetzen. 3) Eine weitere Gruppe in den Fehlerklassen bilden die „Nebenfehler". Dieser Gruppe fallen alle Fehler zu, die voraussichtlich die Brauchbarkeit fur den vorgesehenen Verwendungszweck nicht wesentlich herabsetzen. Dieser Fehler kann auch durch die Abweichung von einer der geltenden Normen gebildet werden, die den Gebrauch oder Betrieb im Hinblick auf den Verwendungszweck eines gefertigten Produkts lediglich geringfügig beeinflusst. Das von der —> IFRA erarbeitete System der Fehlerklassifizierung unterstützt Papierverarbeiter und Drucker bei der Beschreibung und Definition von Papier- und Rollenfehlern (—> Rollenqualität). Dieses System umfasst 34 spezielle Arten von Rollenfehlern, die in 9 Gruppen unterteilt sind. SD

Fehlstelle (flaw)

Bei Papier handelt es sich um ein flächiges Material, das aus pflanzlichen Fasern, anorganischen —• Füllstoffen und chemischen —• Hilfsstoffen aufgebaut ist. Die Fasern bilden ein Netzwerk, das eine inhomogene Struktur besitzt. Aufgrund dieser inhomogenen Struktur treten Fehlstellen in der Papierbahn auf. Fehlstellen sind Stellen, an denen das Fasernetzwerk aus einer geringeren Anzahl von Fasern pro Fläche besteht. Im Extremfall entstehen an solchen Stellen Löcher. Eine andere Art von Fehlstellen entsteht durch Fremdpartikel in der Papierbahn.

Die Reinigungsprozesse, die die Fasersuspension durchläuft, bevor sie auf die Papiermaschine gelangt, sind nicht quantitativ. Dadurch können Fremdpartikel, wie z.B. —• Splitter, Metall-, Glas-, Sand- oder Kunststoffpartikel, in die Papierbahn gelangen. Da diese Partikel keine Wasserstoffbrückenbindungen mit den Fasern eingehen können, bilden sich Fehlstellen in der Papierbahn aus. Weiterhin können Fehlstellen im Papier bei der —• Blattbildung durch Luftblasen sowie bei der Verarbeitung des fertigen Papiers durch unsaubere Schnitte am Rand der Papierbahn entstehen. Fehlstellen können der Auslöser von —• Bahnreißern in der Papiermaschine, —> Streichmaschine, —> Druckmaschine oder sonstigen Verarbeitungsmaschinen sein. WS

Feinpapier (fine paper)

Feinpapier ist eine allgemeine Bezeichnung für hochwertige —> holzfreie, auch —• hadernhaltige —• Druck- und Schreibpapiere. Die wesentlichen Merkmale sind eine gleichmäßige Durchsicht (gute —> Formation) und Oberflächenbeschaffenheit (z.B. —• Glätte, Färbung) sowie eine gewisse Alterungsbeständigkeit (—> Alterung). Feinpapiere können —• gestrichen oder —> ungestrichen sein. Während früher die Hersteller von Feinpapieren in einer Gütegemeinschaft organisiert waren, sind die Anforderungen an ein Feinpapier heute wenig definiert. Man spricht deshalb auch oft von einem Feinpapiercharakter, den ein Papier mit ansprechender optischer Erscheinung hat. Derartige Feinpapiere sind z.B. hochwertige —• Büropapiere, Briefpapiere oder auch —• Bilderdruckpapiere und —• Kunstdruckpapiere. Im englischen Sprachgebrauch versteht man unter fine paper jegliche holzfreie, —> ungestrichene Schreib- und Druckpapiere, die als Massenpapiere auf hohem Qualitätsniveau auf großen und schnellen Papiermaschinen (bis 9 m Bahnbreite und Geschwindigkeiten bis zu 1 600 m/min) erzeugt werden. PA

438 aber auch sog. Kombinations-Cleaner angeboten, die beide Aufgaben gleichzeitig erfülDie Feinreinigung als Reinigungssystem len. Während die Bedeutung der Leichtteilmehrstufig angeordneter —• Cleaner am Ende Cleaner im Zuge der sich verbessernden einer —> Stoffaufbereitung zielt auf eine ef- Feinsortierung für die Abtrennung von fektive Abtrennung spezifisch schwerer kleinsten Kunststoffteilchen zurückgegangen (Schwerteile wie Sand oder Glas) bzw. spezi- ist, ist die Notwendigkeit von SchwerteilCleanern als Schutzeinrichtung fur eine nachfisch leichter (Leichtteile wie Kunststoffpartikel, —• Stickies) Feststoffe aus —> Stoffsus- folgende Feinsortierung mit engen Schlitzen ständig gestiegen. pensionen. AC Im Gegensatz zur —• Grobreinigung arbeiten die Hydrozyklone (Cleaner) in der Feinreinigung bei niedrigeren Stoffdichten (0,5 Feinsortierung bis 1,5 %) und fuhren infolge der sich da- (fine screening) durch verringernden —• Viskosität der Sus- Die Feinsortierung als Sortiersystem mehrpension zu deutlich höheren —> Abscheide- stufig angeordneter —• Sortierer mit gelochwirkungsgraden auch bei geringen Dichte- ten und geschlitzten Sieben meist am Ende unterschieden zwischen den zu separierenden einer —> Stoffaufbereitung zielt auf eine maFeststoffen. Wegen der hohen Scherintensität ximale Abtrennung unerwünschter Partikel können auch Partikel gleicher Dichte, aber (z.B. —• Splitter, —> Stickies) aus —• Faserlänglicher und breiter Form (z.B. —• Splitter) suspensionen. Die Sieböffnungen betragen abgetrennt werden. Die höchste Trennwir- bei Löchern 0,8 bis 1,8 mm und bei Schlitzen kung erzielen Cleaner im Millimeterbereich 0,1 bis 0,4 mm. Wegen der engen Siebperfoder abzuscheidenden Partikel. rationen wird die —> Sortierung üblicherweise Zur —> Reinigung wird die Suspension in bei niedrigen Stoffdichten um 1 % betrieben. der ersten Stufe in 2 Teilströme getrennt und Während bei der Feinsortierung von das —• Akzept in Produktionsrichtung weiter- —• Primärfaserstoffen eine weitestgehende geführt. Das —> Rejekt wird zur Rückgewin- Abtrennung störender Fasern mit dem Ziel nung von Fasern in maximal 4 nachfolgenden ihrer Nachbehandlung verfolgt wird, dient die Stufen weiterbehandelt. Zur Bewältigung der Feinsortierung von —> Altpapierstoffen der hohen Suspensionsvolumina können in einer Entfernung vorwiegend papierfremder VerStufe bis zu über 100 Apparate parallel ge- unreinigungen, deren Menge, Form und Gröschaltet sein, die zur Reduzierung des Platz- ße vielfältig variieren kann. Zunehmendes bedarfs in Kanistersystemen zusammenge- Interesse gewinnt dabei die Abscheidung von fasst werden. Um eine hohe ReinigungseffiKlebstoffpartikeln (Stickies), die infolge ihres zienz auch bei produktionsbedingten adhäsiven Charakters zu zahlreichen StörunSchwankungen der Suspensionsvolumina zu gen bei der Herstellung und Weiterverarbeierzielen, können die Cleaner auch in einer tung von Papieren fuhren können. Um deren sog. Satellitenbauweise installiert werden, bei Abtrennung zu verbessern, werden vor allem der die Anzahl der beaufschlagten Apparate bei der Aufbereitung von grafischen den jeweiligen Betriebsbedingungen ange- —> Altpapieren immer engere Schlitze (bis passt werden kann. 0,1 mm) verwendet, die bei Stabsiebkörben Bei der —> Altpapieraufbereitung ist die fertigungstechnisch möglich sind. Feinreinigung üblicherweise in 2 ProzessabBei weiterer Reduzierung der Schlitzweite schnitte unterteilt, die entsprechend der tech- ist zu erwarten, dass infolge der fasermornischen Auslegung der Cleaner entweder phologischen Eigenschaften die Sortierung Schwerschmutz oder Leichtschmutz eliminie- mit zunehmenden Faserverlusten einhergeht ren. Beide Teilprozesse können entweder di- und infolge von Verstopfungen des Siebes rekt hintereinander ablaufen oder durch eine eine störungsfreie Sortierung nur bei unver—• Feinsortierung getrennt sein. Es werden tretbarem Aufwand zu realisieren ist. AnFeinreinigung

(fine cleaning)

439 stelle immer engerer Sieböffnungen wird deshalb eine schonende Behandlung am Anfang der Stoffaufbereitung angestrebt, die auf eine frühzeitige Abtrennung mechanisch wenig beanspruchter Verunreinigungen zielt. AC

Feinstoff (fines)

Feinstoff stellt Fragmente von —> Fasern dar, die durch mechanische Kräfte entweder bereits bei der Faserstofferzeugung (—• mechanisches Aufschlussverfahren) oder erst bei der Faserbehandlung (z.B. —• Mahlung) in der —> Stoffaufbereitung von den Fasern abgetrennt werden. Die flächige Ausdehnung von Feinstoff bewegt sich in einer Größenordnung von 0,1 mm, während die Dicke im Bereich von mehreren Mikrometern liegt. Damit verfugt der Feinstoff über eine große spez. Oberfläche in [m2/kg]. Feinstoff ist die geometrisch-strukturelle Kennzeichnung für den der Formgröße nach bestimmten Anteil einer —> Fasersuspension, der bei Anwendung eines Laborprüfverfahrens ein Sieb definierter Maschenweite passiert (—• Faserfraktioniergerät). Der Feinstoff entsteht bei —> Holzstoffen unmittelbar bei der Zerfaserung von —> Rundholz im —> Schleifer oder von —• Hackschnitzeln im —> Refiner im Gegensatz zum —• Zellstoff, der nach seinem chemischen Aufschluss nahezu feinstofffrei ist. Feinstoffe fallen bei Zellstoff erst im Zuge der mechanischen Behandlung in der Papierfabrik an, vor allem bei der Mahlung. Mit zunehmendem —• Recycling von Papier und dem damit verbundenen erhöhten Einsatz von Altpapier steigt der Anteil an Feinstoffen bei der Aufbereitung von —» Altpapierstoffen. Die bei der Holzstofferzeugung entstehende Suspension lässt sich in 4 Fraktionen aufteilen. Durch —> Fraktionierung mithilfe eines Faserfraktioniergeräts erhält man —• Faserlangstoff, Faserkurzstoff, den —• Splittergehalt und Feinstoff, dessen Anteil am gesamten Faserstoff je nach HolzstoffVerfahren und Analyseverfahren etwa 30 % (—>TMP) bis 50 % (Steinschliff) ausmacht.

Der im Papier enthaltene Feinstoff beeinflusst verschiedene physikalische Eigenschaften. So trägt der Feinstoff von Holzstoff besonders zur —> Opazität bei, nicht jedoch im Fall des Feinstoffs von Zellstoff, der die Opazität beeinträchtigt. Dagegen beeinflusst der Feinstoff von Zellstoff dank seiner großen spez. Oberfläche die Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Fasern, wovon die Festigkeitseigenschaften —> Reißlänge bzw. —• Bruchkraft und —> Berstfestigkeit profitieren. Im —> Altpapierstoff wirkt der Feinstoff prozessbehindernd, weil sämtliche Filtrationsvorgänge beeinträchtigt werden. Überschreitet der Anteil an Feinstoff einen bestimmten Wert, so sinkt die Qualität des fertigen Papiers. Deshalb versucht man, durch Wasch- oder Flotationsstufen diesen Anteil im Bedarfsfall zu reduzieren. MM

Feinstwelle (E-flute)

—• Wellpappe

Feinwelle (B-flute)

—• Wellpappe

Fensterausschneide- und -einklebemaschine (window cutter andgluer)

In —> Briefumschlägen, —•Versandtaschen, —> flexiblen und formstabilen Verpackungen können Sichtfenster enthalten sein, die den Blick auf das Füllgut erlauben. Beispiele aus dem Verpackungsbereich sind Fensterfaltschachteln für Nudeln oder Fensterbeutel für die Verpackung von Baguette. Diese Fensterausschnitte werden mit speziell dafür konfigurierten, meist rotativ arbeitenden —• Stanzmaschinen, den Fensterausschneidemaschinen, angebracht. Die Fensterausschneidemaschinen enthalten in aller Regel ein Maschinenteil, die Fenstereinklebemaschine, mit der Zuschnitte einer transparenten —> Folie oder eines transparenten —> Perga-

440 entwickelt. Allen gemeinsam ist die Organisation als Familienbetrieb. In China werden der Bast des Papiermaulbeerbaums, —> Bambus, Reisstroh und —•Hadern als Ausgangsmaterialien benutzt. Fensterbeutel Dem großen Aufwand für die —• Faserauf(window bag) Ein Fensterbeutel ist ein —• Beutel, der mit bereitung folgt das Eingießen oder Schöpfen, verschiedene Qualitäten und einem Fenster aus durchsichtigem, geschmei- wobei digem Packstoff oder einem Netz versehen —> Papierformate erzeugt werden. Dem Paist, wodurch das Packgut teilweise sichtbar pierstoff in der Schöpfbütte wird ein schleiist. AN miger Zusatz (Absud aus der Wurzel einer Hibiscus-Art) beigegeben, der die Faserverteilung im Wasser verbessert und das Zusammenkleben der Blätter nach dem GautFensterbriefumschlag schen verhindert. Das Gautschen erfolgt Blatt (window envelope) Ein Fensterbriefumschlag ist ein spezieller auf Blatt (ohne dazwischen liegenden Filz). —> Briefumschlag, bei dem ein ausgestanztes Gepresst wird nur leicht durch Beschweren und mit einer transparenten —• Folie oder mit eines Deckbretts über dem Bogenstapel mit —• Pergaminpapier hinterklebtes Fenster das Steinen oder mit einer Balkenpresse. Zum Lesen der Empfängeranschrift auf dem Kopf Trocknen werden die Bogen auf Bretter oder des eingelegten Briefs erlaubt. Es entfällt so- auf die Mauer oder das Blech eines Ofens mit mit die zusätzliche Adressierung des Um- einer Bürste aufgezogen. Veredelt (gefärbt, schlags. WN gestrichen, geglättet) wird das Papier vom Spezialisten. Das fertige Papier wird in den Städten in speziellen Papierwarenhandlungen feilgeboten. Fermente Die bekanntesten Sorten sind neben dem (ferments) speziellen, für Kalligraphien oder Abklatsche —• Enzyme dienenden, fälschlicherweise genannten Reispapier die üblichen Schreibqualitäten (alle ungeleimt, da mit Pinsel und Tusche geFernöstliche Handpapiermacherei schrieben wird), die Verpackungspapiere und (Far Eastern handpaper making) Die fernöstliche Handpapiermacherei hat sich das ausschließlich aus Reisstroh hergestellte - obwohl vom selben Ursprung (China) - re- gelbliche Geister- oder Ahnenpapier, das den gional ganz unterschiedlich entwickelt. Am Vorfahren geopfert wird. Das echte ReispaAnfang steht das —> Eingießverfahren in ein pier ist kein Papier in unserem Sinn, sondern unter einen Rahmen gespanntes Textilsieb. In eine oblatenartige Folie, die als Streifen aus jenen Gegenden, die das Papiermachen in ei- dem Mark der Aralia papyrifera oder Tetraner ersten Entwicklungsphase übernommen panax gewonnen wird (heute nur noch in haben, ist dieses Verfahren noch in unserem Taiwan produziert) und einen idealen MalJahrhundert heimisch (Teile Südchinas, Viet- grund abgibt. nam, einige Stämme Thailands und MyanDie Technik der Herstellung von Bambusmars (Burma), Bhutan, Sikkim, Nepal, Tibet papier ist in der illustrierten chinesischen und die Oase Khotan an der Seidenstraße). Handwerks-Enzyklopädie „Tiangong Kaiwu" Die übrigen Regionen haben die weiterent- von 1637 ausfuhrlich beschrieben. Während wickelte Form mit dem Bambussieb in Südchina, in Südostasien und im Himala(—> Schöpftechnik), das fur das Eingießen yagebiet einheimische —> Faserpflanzen Veroder das Schöpfen gleicherweise geeignet ist, wendung finden, besteht das koreanische Paübernommen, jedoch ihre Besonderheiten pier fast ausschließlich aus den Fasern des Papiermaulbeerbaums. Diese werden durch

minpapiers zur Abdeckung des ausgestanzten Fensters eingeklebt werden können. WN

441 Abkochen und Schlagen mit langen Kanthölzern aufbereitet. Im Übrigen entspricht die koreanische Technik der chinesischen. Sie wurde um 350 aus China übernommen. Japan, das die Papiermacherei 610 durch einen buddhistischen Mönch aus Korea kennen lernte, hat eine eigene Tradition entwickelt, der höchststehende Produkte der Papiermacherkunst zu verdanken sind. Ausgangsmaterialien sind frische Bastfasern von Papiermaulbeerbaum (Kozo), Edgeworthia (Mitsumata) und Wikstroemia (Gampi), die mit allergrößter Sorgfalt nach langem Wässern, Abkochen und Reinigen mit kantigen Schlagstöcken defibrilliert werden, ohne dass die Faserlänge gekürzt wird. Um auch große Formate leicht zu schöpfen und um das Spritzschöpfen (—> Schöpftechnik) praktizieren zu können, wird der schwere Holzrahmen mit Deckel, der das Bambussieb hält, federnd an der Decke über der Bütte befestigt. Das Trocknen erfolgt auf Brettern an der Sonne. Die japanische Technik der KozoPapierherstellung ist in dem illustrierten Handbuch „Kamisuki Choho Ki" (1798) beschrieben. Zu den fernöstlichen Spezialitäten gehören Schmuckpapiere, wie das Blüten-, Blätteroder Schmetterlingspapier (mit getrockneten Pflanzenteilen oder Schmetterlingen zwischen 2 aufeinander gegautschten, dünnen Papierbogen), oder Werkpapiere, wie das burmesische Goldschlägerpapier oder das japanische Fensterpapier. TS

Fertigrolle (finished

reel)

Synonym für —• Versandrolle

Fertigrollenlager (roll storage)

—• Rollenlager Feststoff (solids)

Mit Feststoffen werden allgemein alle in einer —> Suspension befindlichen unlöslichen Partikel umschrieben. In der Zellstoff- und

Papierindustrie handelt es sich einerseits um alle organischen —»Faserstoffe sowie andererseits um alle anorganischen —> Füllstoffe und —»Pigmente. Der Feststoffgehalt einer Suspension wird auch als —> Stoffdichte bezeichnet. Fünf Teile Feststoff auf 95 Teile Wasser entsprechen einem Feststoffgehalt bzw. einer Stoffdichte von 5 %. In der Wasser- und Abwassertechnik werden mit Feststoffen alle ungelösten und feinteilig verteilten Stoffe bezeichnet. Sinkstoffe, die sich unter definierten Bedingungen absetzen, werden absetzbare Stoffe genannt. Der Trockenrückstand der Feststoffe, die unter festgelegten Bedingungen durch —> Filtration aus einer Wasserprobe abgetrennt werden können, wird als abfiltrierbarer Stoff bePU zeichnet.

Fettdichtes Papier (greaseproofpaper)

Papier, das gegen das Durchdringen von Fetten und Ölen den Anforderungen entsprechend widerstandsfähig ist (DIN 53116) (DIN 6730). Fettdichte Papiere sind holzfreie und weitgehend porenfreie Produkte, wie —> Pergamin, —> Pergamentersatz oder —> Echt Pergament, die eine gute Festigkeit, bei Bedarf —• Biegesteifigkeit und gute —• Bedruckbarkeit (—> Flexodruck) besitzen müssen. Oft wird ihre Fettdichtigkeit durch Zusätze zum Faserstoff bei der —> Mahlung, wie —• CMC, —• Stärke oder —> Alginate, und/oder durch eine zusätzliche Oberflächenveredelung mit z.B. PVDC, Fluorchemikalien, Polyacrylaten, Polyurethan, Silikonen, —> Wasserglas, CMC, —• Polyvinylalkohol oder —> Wachsen erhöht. Echt Pergament ist besonders gut geeignet zum Verpacken wasserhaltiger, fettiger Erzeugnisse, wie Butter, Fleisch und Wurstwaren. Es muss physiologisch unbedenklich sein und keine negativen Einflüsse auf die Verpackungsgüter haben. Durch —> Kaschieren von Papier mit Metall- oder Kunststofffolien bzw. durch Bedampfen von Papier (z.B. mit Aluminium oder Siliciumdioxid) werden fett- und gleichzeitig wasserdampfund —> aromadichte —> Verbundmaterialien

442 für vielfältige Einsatzzwecke erzeugt. Zunehmend werden Pergamin und Pergamentersatz auch durch Kunststofffolien hoher Wasserdampf- und Sauerstoffdichtigkeit verdrängt. Jahresproduktion (Europa): ca. 150 000 t. RH

Fettdichtigkeit (greaseproofness)

Unter Fettdichtigkeit versteht man die Widerstandsfähigkeit eines Materials gegen das Eindringen von Fett oder Ölen. —> Fettdichte Papiere können auf verschiedene Weise hergestellt werden. 1) —> Echt Pergament, auch als vegetabilisches Pergament bezeichnet, wird durch Einwirkung von konzentrierter —> Schwefelsäure auf Papier aus gebleichtem Nadelholz—• Sulfatzellstoff hergestellt. Durch die dabei stattfindende —> Quellung der Zellstofffasern und chemische Reaktion zu einem Amyloid verliert das Papier seine Faserstruktur, wodurch eine hohe Fettdichtigkeit erzielt wird. 2) —> Pergamentersatz wird durch fibrillie. rende —• Mahlung von Nadelholz-Sulfitzellstoff mit einem möglichst hohen Gehalt an —> Hemicellulosen erzeugt. Die Fettdichtigkeit beruht auf den bei der Mahlung entstehenden —• Fibrillen. Die Hemicellulosen und Pektine verschließen die —> Poren zwischen den Papierfasern und verhindern so ein Durchdringen von Fetten und Ölen. 3) —• Pergaminpapier wird ebenfalls durch fibrillierende Mahlung von NadelholzSulfitzellstoff hergestellt. Anschließend erfolgt eine starke —> Satinage mittels —> Kalandern mit geheizten Walzen, wodurch das Porengefuge des Papiers geschlossen wird. 4) Fettdichte Papiere können auch durch Beschichten mit Kunststoffen (durch Auftragen von Kunststoff-Dispersionen, —• Extrusion von Schmelzen oder durch —• Kaschieren mit Metall- oder Kunststofffolien) oder durch Imprägnierung mit geeigneten Verbindungen (—• Alginate, —* Carboxymethylcellulose, —•

Celluloseether, —• Paraffine) hergestellt werden. Zur schnellen, orientierenden Prüfung auf Fettdichtigkeit ist die Blasenprobe geeignet. Diese Prüfung beruht darauf, dass sich beim Erhitzen fettdichter Papiere Blasen bilden, die durch Gase bedingt sind, die aus dem dichten Papiergefuge nicht entweichen können. Dieser Test ist nicht sehr aussagekräftig, da sich auch bei fettdichten Papieren nicht immer Blasen bilden. Zur genaueren Prüfung auf Fettdichtigkeit werden andere Verfahren eingesetzt, die auf der Beobachtung des Durchschlagens von Fettstoffen durch das Papier beruhen. Die Prüfung wird in der Regel nach DIN 53116 mit Palmkernfett oder Palmkernöl durchgeführt, das mit einem rückstandsfreien fettlöslichen Farbstoff eingefärbt wurde. Es werden 5 Fettdurchlässigkeitsgruppen unterschieden, für die unterschiedliche Prüfbedingungen existieren: Fettdurch- Tempe- Druck lässigkeitsratur gruppe [°C1 [kPa] I 20 ± 1 >2 2 II 20 ± 1 2 III 20 ± 1 2 IV 20 ± 1 V 0 20 ± 1

Einwirkungsdauer >24 h 24 h 1h 10 min 10 min

Literatur: Handbuch der Papier- und Pappenfabrikation (Papierlexikon). Niederwalluf: Dr. Martin Sändig Verlag, 1971 GZ

Fettsäureaufbereitung (preparation

of fatty acid)

—> Fettsäuren, die als Druckfarbensammler im Flotationsdeinking-Prozess (—»Flotation) eingesetzt werden, bestehen im Wesentlichen aus einem Gemisch von Palmitin- [CH3(CH2)I4-COOH],

Stearin-

[CH 3 -(CH 2 )i 6 -

COOH] und Ölsäure [CH3-(CH2)7-CH=CH(CH2)7-COOH]. Aufgrund des relativ niedrigen Erstarrungspunkts solcher Fettsäuremischungen zwischen 48 und 55° C sind für das Handling beheizte Transport- und Lager-

443 tanks sowie beheizte Neutralisations- und Dosieraggregate erforderlich. Vor der Dosierung von Fettsäure in eine Altpapieraufbereitungsanlage muss diese zuvor in eine ca. 10 %ige Natriumseifenlösung umgesetzt werden. Hierzu ist eine Neutralisationsanlage erforderlich, die nach folgender Sequenz betrieben wird: 1. Vorlage von Wasser mit einer Temperatur von mehr als 70° C. 2. Zugabe von 50 %iger Natronlauge. Die zur vollständigen Neutralisation der Fettsäure erforderliche Menge an —• Natronlauge errechnet sich aus der Säurezahl der verwendeten Fettsäuremischung. Hierbei kann die folgende Faustformel angewandt werden: Für 1 Gew.Tl. Fettsäure werden 0,3 Gew.Tl. 50 %ige Natronlauge benötigt. 3. Unter Rühren erfolgt die Zugabe von flüssiger Fettsäure (Temperatur mind. 70° C). 4. Nach einer Reaktionszeit von ca. 5 min ist die Fettsäure vollständig in Natriumseife umgesetzt.

Die Bezeichnung Fettsäuren leitet sich von dem Vorkommen zahlreicher, vor allem höherer Vertreter in natürlichen Fetten und Ölen ab (verestert mit Glycerin), aus denen sie industriell durch Einwirkung von Basen gewonnen werden (Fettspaltung). Niedere Fettsäuren werden u.a. durch —> Oxidation von entsprechenden Alkoholen oder Aldehyden hergestellt. In großem Umfang sind Fettsäuren Ausgangsprodukte zur Herstellung von Seifen, —> Tensiden, Kunststoffen, —• Weichmachern oder —> Gleitmitteln. SE

Feuchtegehalt (moisture content)

Als Feuchtegehalt (früher: Feuchtigkeitsgehalt) wird nach DIN EN 20287 die in Papier oder Pappe vorhandene Wassermenge, bezogen auf die —• lutro (lufttrockene) Papiermasse, definiert. Die Angabe des Feuchtegehalts erfolgt in Prozent. Der Feuchtegehalt ist die komplementäre Größe zum —• Trockengehalt. Zur Bestimmung des Feuchtegehalts werden Papierproben, deren Masse jeweils mindestens 50 g betragen muss, einzeln in saubeDie fertige Natriumseifenlösung (ca. 10 %ig) re, trockene und nummerierte Behälter gelegt. kann dann direkt in den —> Pulper oder die Die Behälter müssen nach der Probenahme —» Auflösetrommel der —> Altpapieraufbe- sofort verschlossen werden, damit sich der PU Feuchtegehalt der Probe nicht mehr veränreitung dosiert werden. dern kann und damit repräsentativ ist für die Einheit Papier, aus der die Probe entnommen wurde. Die Masse der Behälter muss vor dem Fettsäuren Einlegen der Probe bestimmt werden. Der (fatty acids) Fettsäuren sind organische Säuren, bestehend Behälter mit der Probe wird gewogen und die aus einer gesättigten oder ungesättigten, Masse der Probe berechnet. Anschließend meist unverzweigten Kohlenstoffkette und wird die Probe in einem Wärmeschrank einer Carboxyl(COOH)-Gruppe. Man unter- entweder im geöffneten Behälter oder scheidet zwischen niederen, mittleren und außerhalb des Behälters ausgebreitet - bei höheren Fettsäuren mit abgestufter Anzahl 105° C getrocknet. Die vollständig getrockvon Kohlenstoffatomen in der Kette (1 bis 7, nete Probe wird im verschlossenen Proben8 bis 12, mehr als 12). Niedere Fettsäuren, behälter in einem —• Exsikkator abgekühlt. wie —> Essigsäure CH3COOH, sind flüssig, Die Abkühlung des Probenbehälters mit der mittlere Fettsäuren flüssig oder fest und die Probe ist notwendig, da sie durch die hohen höheren (z.B. Palmitinsäure C15H31COOH) Temperaturen im Trockenschrank so aufgefest. Fettsäuren mit bis zu 4 Kohlenstoffatoheizt wurden, dass bei der Auswaage auf sehr men sind in Wasser löslich, die mittleren und präzisen Waagen die abgegebene Wärme die höheren Fettsäuren nur in starken —•Basen umgebende Luft erwärmt. Dadurch entsteht unter Bildung entsprechender —> Seifen. ein Auftrieb, der das Messergebnis verfälscht.

444 Ein Abkühlen muss nur dann durchgeführt werden, wenn die Auswaage auf zehntel Gramm genau bestimmt werden muss und dafür eine entsprechend präzise Waage zur Verfügung steht. Als Anhaltswert für die Abkühlzeit im Exsikkator kann eine halbe Stunde genommen werden. Die Abkühlzeit hängt jedoch stark vom Behältermaterial ab. Der verschlossene Behälter mit Probe wird nach dem Abkühlen gewogen und die Masse der trockenen Probe berechnet. Anschließend werden Probe und Behälter für eine weitere Zeitdauer im Wärmeschrank getrocknet, die mindestens halb so lang wie der Zeitraum der ersten Trocknungsperiode sein muss. Probe und Behälter werden nach einem erneuten Abkühlen wiederum gewogen. Dieser Trocknungs- und Wägevorgang wird bei normgerechter Vorgehensweise bis zur Massenkonstanz wiederholt. Massenkonstanz ist erreicht, wenn der Unterschied zwischen 2 aufeinander folgenden Wägungen nicht mehr als 0,1 % der Ausgangsmasse der Probe beträgt. Nach dem Trocknen der Probe im Trockenschrank bis zur Massenkonstanz wird diese als —> ofentrocken (otro) bezeichnet. Falls notwendig, wird eine Doppelbestimmung durchgeführt. Der Feuchtegehalt FG einer Probe wird als Quotient aus dem Masseverlust der Probe nach der Trocknung und der Masse zum Zeitpunkt der Probenahme berechnet: F G = m ' " m 2 1 0 0 [%] m, mit mi: Masse der Probe vor der Trocknung in [g] m 2 : Masse der Probe nach der Trocknung in [g] Der Feuchtegehalt von Papierbahnen am Ende der Papier- oder Streichmaschine bewegt sich in Abhängigkeit von der Papiersorte und den technologischen Zielen (z.B. Übertrocknung in der Papiermaschine) zwischen etwa 2 und maximal 10 %. WS

Feuchteprofil (moisture profile)

Bei der Papierherstellung wird der endgültige —* Feuchtegehalt des Papiers durch mechanischen und thermischen Wasserentzug (—> Pressenpartie, —• Trockenpartie) aus dem sich in der Nasspartie bildenden —> Faservlies erzielt. Dabei bildet sich jedoch im Papier kein konstanter Feuchtegehalt in —> Querrichtung der Papierbahn aus. Diese Schwankungen des Feuchtegehalts über die Bahnbreite werden als Feuchteprofil dargestellt. Das Feuchtequerprofil ist bei der Papierherstellung, der Papierverarbeitung und in der Druckerei ein entscheidendes Qualitätsmerkmal. Gefordert wird eine hohe Gleichmäßigkeit des Feuchtequerprofils. Ein stark schwankendes Feuchtequerprofil kann in der Druckerei z.B. Passerprobleme (—»Passer) hervorrufen. In der Weiterverarbeitung kann ein stark schwankendes Feuchtequerprofil zu einer negativen Beeinflussung der Wickelqualität führen. Verursacht wird ein ungleichmäßiges Feuchtequerprofil in der Nasspartie z.B. durch Abweichungen des Querprofils der —• flächenbezogenen Masse oder Veränderungen in der Füllstoff- und FeinstoffVerteilung. In der Pressenpartie wird ein ungleichmäßiges Feuchtequerprofil z.B. durch Linienkraftunterschiede in den —• Walzenspalten hervorgerufen. Unterschiede in der Zylinderoberflächentemperatur der —• Trockenzylinder und unzureichende Belüftung und Entlüftung innerhalb der Trockenpartie können ebenfalls ein ungleichmäßiges Feuchtequerprofil hervorrufen. Korrigiert werden kann das Feuchtequerprofil in der Papiermaschine durch —• Dampfblaskästen, —• Düsenbefeuchter oder eine selektive Trocknung von feuchten Stellen in der Papierbahn durch Infrarotstrahler. Die klassische Maßnahme zur Vergleichmäßigung des Feuchtequerprofils ist die Übertrocknung der Papierbahn bis auf etwa 2 % Feuchtegehalt, was jedoch mit einem hohen Energieaufwand (Dampfverbrauch) in der Trockenpartie verbunden ist, gefolgt von einer Rückbefeuchtung auf den erforderlichen Feuchtegehalt von z.B. 7,5 %. WS

445 Feuchtglättwerk (breaker stack)

Das Feuchtglättwerk, bereits vor 100 Jahren beschrieben, ist ein Zwei-Walzensystem, das innerhalb der —• Trockenpartie von Papiermaschinen die noch feuchten, schmiegsamen Fasern der Papierbahn unter geringem Druck an die Papieroberfläche anpresst, wo sie auch noch nach der vollständigen Trocknung liegen bleiben. Das Feuchtglättwerk war und ist zumeist in Kartonmaschinen, teilweise auch in Zeitungsdruck- und Feinpapiermaschinen eingebaut. Die Einbausteile innerhalb der Trockenpartie entspricht einem Papierfeuchtegehalt von etwa 20 bis 25 %. Es besteht zumeist aus 2 Stahlwalzen, teilweise beheizt, um das Ankleben der Bahn zu verhindern und um die Fasern etwas zu plastifizieren. Die —• Linienkräfte betragen 20 bis 40 kN/m. Bei erforderlicher Kalibrierung der Papierbahn ist mithilfe des Feuchtglättwerks eine Dickenprofilkorrektur leichter praktizierbar als beim —• Maschinenglättwerk am Ende der Papiermaschine, da in der feuchten Papierbahn die Fasern leichter komprimierbar sind als im trockenen Zustand. Massenpapiere verlangen zu ihrer wirtschaftlichen Herstellung hohe Papiermaschinengeschwindigkeiten, die beim Betreiben eines Feuchtglättwerks wegen Abrissgefahr nicht mehr darstellbar sind. Der —• Sofitkalander hat, in der —> Schlussgruppe platziert, das Feuchtglättwerk abgelöst. Diese Maßnahme bringt höhere Glätte- und Glanzwerte und steigert die Trocknungsleistung einer umgebauten Papiermaschine. KL

Feuchthaltemittel (humectants)

Bei dieser Hilfsstoffgruppe handelt es sich um chemische Substanzen, die den Feuchtegehalt im Papier beeinflussen. Sie haben hygroskopische Eigenschaften und verhindern durch Aufnahme von Luftfeuchtigkeit ein zu starkes Austrocknen von Papier. Mit Feuchthaltemittel behandelte Papiere sind gegenüber Klimaschwankungen bedeutend weniger empfindlich und besser lagerfähig. Feucht-

haltemittel werden sowohl zur Herstellung von —• Verpackungspapieren als auch von —• Druckpapieren eingesetzt. Bei grafischen Papieren fuhren sie zudem zu einer verbesserten —> Satinage, zu einem verringerten —• Stauben und einer Verminderung der statischen Aufladung (—> antistatische Ausrüstung). Zur Anwendung kommen Polyalkohole, wie Glycerin und Polyethylenglykole, sowie Harnstoff, —• Sorbit, —> Saccharose und —• Glucose. Die Applikation der Feuchthaltemittel erfolgt durch Oberflächenauftrag am Ende der Papiermaschine vor dem Aufrollen der Papierbahn. Da ihre Siedepunkte relativ hoch liegen, verdunsten sie nicht innerhalb der —• Trockenpartie. Ein Übergang dieser Substanzen in das —> Fabrikationswasser bzw. —> Abwasser ist gering. Aufgrund ihrer chemischen Struktur sind die Feuchthaltemittel biologisch gut abbaubar (—• biologische Abbaubarkeit). HA

Feuchtigkeit (humidity,

moisture)

Mit Feuchtigkeit, auch Feuchte genannt, wird der Gehalt an Wasser in Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen bezeichnet, obwohl der richtige Begriff —• Feuchtegehalt (früher: Feuchtigkeitsgehalt) ist. Zur Kennzeichnung der Wasserdampfkonzentration in Gasen (besonders in Luft) unterscheidet man 3 Feuchtigkeitsangaben: • • •

—• absolute Feuchtigkeit relative Feuchtigkeit (z.B. —• relative Luftfeuchtigkeit) maximale Feuchtigkeit (—» Sättigung).

Der Feuchtegehalt von Papier oder Pappe ist nach DIN EN 20287 die in einem Stoff enthaltene Wassermenge, bezogen auf die —• lutro (lufttrockene) Papiermasse. Hierbei wird eine Probe in einem Wärmeschrank bei 105° C bis zur Erreichung der Massenkonstanz getrocknet. Der Feuchtegehalt ist die komplementäre Größe zum —• Trockengehalt. EI

446 Feuchtigkeitsmessgerät (moisture gauge)

Feuchtigkeitsmessgeräte werden bei der Papierproduktion als on-line arbeitende Messsensoren (—• elektronische Messgeräte) an der —• Papiermaschine zur ständigen Kontrolle des Feuchtequerprofils der Papierbahn, aber auch in —• Längsrichtung der Papierbahn und als off-line arbeitende Messgeräte zur stichprobenhafiten Überwachung des —> Feuchtegehalts von Papier eingesetzt. Außerdem werden Feuchtigkeitsmessgeräte zur Überwachung der -»relativen Luftfeuchtigkeit in Klimaräumen (—> Klimaanlage) verwendet. Das Feuchtequerprofil (—> Feuchteprofil) der Papierbahn stellt eine die Qualität des produzierten Papiers stark beeinflussende Größe dar. Aus diesem Grund wird bei der Papierproduktion versucht, ein möglichst konstantes Feuchteprofil in —• Querrichtung zu erzielen. Infolgedessen unterliegt das Feuchtequerprofil einer kontinuierlichen online-Kontrolle. Die zur Messung des Feuchtegehalts von Papier eingesetzten Feuchtigkeitsmessgeräte arbeiten mithilfe von Mikrowellen oder Infrarotstrahlen, wobei die Infrarottechnik bei den on-line-Sensoren überwiegt. Das Messverfahren der Feuchtigkeitsmessgeräte nutzt die Fähigkeit der Wassermoleküle, Infrarotstrahlen bzw. Mikrowellen selektiv zu absorbieren. Gemessen wird der transmittierte oder reflektierte Teil eines Lichtstrahls mit infrarotem Anteil bzw. der Mikrowellen. Mithilfe von Auswertungsalgorithmen und einer entsprechenden Kalibrierung des Feuchtigkeitssensors wird der Feuchtegehalt der Papierbahn anhand der Messergebnisse berechnet. Der Einsatzbereich der Feuchtigkeitsmessgeräte, die auf Basis von Transmission arbeiten, ist beschränkt auf den Bereich niedriger Feuchtegehalte, während die mit der Reflexion arbeitenden Sensoren im Bereich hoher Feuchtegehalte eingesetzt werden. An der Papiermaschine sind die Feuchtigkeitssensoren Teil eines in Querrichtung traversierenden, berührungslos arbeitenden Messkopfs, während es sich bei den off-line

arbeitenden Messgeräten um Handgeräte handelt. Abgesehen von der Papierproduktion, werden Feuchtigkeitsmessgeräte zur Überwachung des Normklimas in Klimaräumen benutzt. Da Papier ein —• hygroskopisches Material ist, müssen für eine reproduzierbare Papierprüfung gewisse Bedingungen erfüllt sein. Dazu gehört, dass eine physikalische Prüfung von Papier erst erfolgen kann, wenn das Papier einen Gleichgewichts-Feuchtegehalt erreicht hat. Aus diesem Grund wird das Papier vor der physikalischen Papierprüfung (mit Ausnahme der Prüfung der optischen Eigenschaften) im —• Normalklima konditioniert (—> Klimatisierung) und anschließend auch im Normalklima geprüft. Zur Aufrechterhaltung eines konstanten Normalklimas müssen die von der Klimaanlage erzeugte relative Luftfeuchtigkeit und Lufttemperatur regelmäßig kontrolliert werden. Die dazu verwendeten Feuchtigkeitsmessgeräte arbeiten nach unterschiedlichen Messprinzipien. Eingesetzt werden Haar-Hygrometer (—• Hygrometer), Psychrometer und elektronische Messgeräte. WS

Feuchtmittel (damping solution, fountain solution)

Als Feuchtmittel, auch Wischwasser und Feuchtwasser genannt, wird die Flüssigkeit bezeichnet, mit der im —> Flachdruck die —> Druckform benetzt wird, um eine —• Farbannahme an den nichtdruckenden Stellen zu vermeiden. Das Feuchtmittel muss auf —• Druckmaschine, —» Feuchtwerk, Druckform, —> Bedruckstoff und —» Druckfarbe optimal abgestimmt sein. Reines Leitungswasser ist für den —• Offsetdruck nur bedingt als Feuchtmittel geeignet. Je nach Gehalt an Calcium- und Magnesiumverbindungen klassifiziert man das Wasser von sehr weich bis sehr hart (—> Wasserhärte). Neben der Gesamthärte ist auch der Anteil der Hydrogenkarbonate von Bedeutung, da beide Parameter einen wesentlichen Einfluss auf den Offsetdruck bzw. das Feuchtmittel ausüben.

447 Calciumverbindungen können sich in den Poren der Farbwalzen ablagern, die dann verstopfen und den Farbtransport im —•Farbwerk stören. Die zur Entstehung der störenden Calciumverbindungen nötigen Calcium-Ionen stammen zum Teil aus dem Wasser, dem Bedruckstoff oder bestimmten Druckfarbenpigmenten (—> Farbmittel). Magnesiumverbindungen können schmierige Seifen bilden, die das Farbe-FeuchtmittelGleichgewicht auf der —• Druckplatte stören. Abhilfe kann durch Enthärtung und Entsalzung des eingesetzten Wassers sowie Einsatz von speziellen Feuchtmittelzusätzen geschaffen werden. Der pH-Wert des Wassers nimmt Einfluss auf die Wirkung des Feuchtmittels; der Bereich zwischen pH 4,8 bis 5,3 (leicht sauer) hat sich als drucktechnisch günstig erwiesen. Durch das Papier können saure oder alkalische Substanzen in das Feuchtmittel gelangen und dessen pH-Wert beeinflussen. Mit zunehmendem pH-Wert verlängert sich die Trockenzeit der Druckfarbe. Durch Zusatz von Phosphor- oder Zitronensäure kann der pH-Wert des Wassers eingestellt werden. Eine Verbesserung der —• Benetzbarkeit und Haftung des Feuchtmittels auf den nichtdruckenden Stellen der mit einer natürlichen, fest haftenden Oxidschicht überzogenen Aluminiumplatte wird durch Isopropylalkohol-Zusatz (Isopropanol oder 2-Propanol) erreicht. Alkohol verringert die Oberflächenspannung auf einen niedrigeren Wert als bei reinem Wasser. Damit wird die Dicke der Feuchtmittelschicht auf der Druckform reduziert, wodurch die Punktvergrößerung im Druck eingeschränkt und die Leuchtkraft der Druckfarben verbessert werden können. Der Einsatz von Isopropylalkohol fuhrt auch zur Erhöhung der Viskosität des Feuchtmittels und verbessert dadurch den Feuchtmitteltransport im Feuchtwerk. Bei der Alkoholfeuchtung, die ein spezielles Alkoholfeuchtwerk mit geschlossenem Wasserkreislauf und Kühlung voraussetzt, werden ca. 10 bis 15 % Isopropylalkohol zum Feuchtmittel gegeben. Aus Umweltschutzgründen wird versucht, den Einsatz von Isopropylalkohol für die Feuchtung zu reduzie-

ren und Ersatzprodukte zu entwickeln. —> Netzmittel und —»Tenside erfüllen, in kleiner Konzentration eingesetzt, ebenfalls die Aufgabe einer besseren Benetzung. Durch eine geeignete Kombination von Netzmitteln und anderen Inhaltsstoffen gelingt es, den benötigten Alkoholanteil auf etwa 5 bis 7 % (in Filmfeuchtwerken) zu reduzieren. Über den Feuchtmittelzusatz können korrosionsinhibierende Wirkstoffe eingebracht und in die Druckmaschine transportiert werden. Feuchtmittelzusätze müssen darüber hinaus in der Lage sein, das Wachstum von —> Mikroorganismen im Feuchtmittel-Versorgungssystem wirksam zu unterbinden (—• Konservierungsstoffe) . NE

Feuchtwalze (moistening roll) Unter Feuchten versteht man das Auftragen einer Flüssigkeit, meist in Form von Wasser, auf die bereits getrocknete Papierbahn, entweder ein- oder beidseitig. Dieses Feuchten erfolgt durch Aufdüsen oder Übertragen von Wasser mithilfe von Walzen (Metall-, gummibezogene, Bürstenwalzen) (Abb.).

Feuchtwalzen

1) Metallwalzen, die in ein Wasserbad eintauchen oder mittels einer Auftragwalze benetzt werden, können Kupfer- oder V A Bezüge haben, die glatt oder mit Muster oder Gravuren versehen sind, um z.B. Wasser in gewünschter Menge übertragen zu können. Dazu ist beim einseitigen Auftrag eine Gegenwalze mit Gummibezug zum Abquetschen des Überschusses vorgesehen. 2) Eine Gummiwalze taucht in das Wasserbad ein und wird gegen die Gravurwalze gepresst, wobei der Anpressdruck je nach ge-

448 wünschter Übertragungsmenge werden kann.

eingestellt

3) Bürstenwalzen sind als Feuchtwalzen in —> Bürstenfeuchtern im Einsatz. KL

Feuchtwerk (damping system , damping unit) Feuchtwerke dienen in —• Offsetdruckmaschinen dazu, —• Feuchtmittel (Wasser und Zusatzstoffe) auf die —• Druckform aufzubringen. Feuchtmittel ist im herkömmlichen —• Offsetdruck notwendig, um auf der —> Druckform die Stellen, die nicht drucken sollen, zu benetzen. Fehlt das Feuchtmittel, so würden diese Stellen —• Druckfarbe annehmen und der —> Bedruckstoff würde vollflächig bedruckt werden. Feuchtwerke ähneln in ihrem Aufbau —> Farbwerken, sind aber wesentlich einfacher und besitzen nur wenige Walzen oder Bauteile. Das Feuchtmittel wird entweder mit eintauchenden Walzen aus offenen Wasserkästen gefördert oder mithilfe von Düsen, Bürsten oder rotierenden Scheiben auf eine Walze aufgebracht. Die Feuchtauftragswalzen, die direkt auf der —• Druckplatte mitlaufen, tragen einerseits das Feuchtmittel auf die Druckform auf, reinigen dabei aber auch gleichzeitig die Druckplatte von —> Papierstaub und anderen Verunreinigungen. Zwischen Feuchtwerk und dem Farbwerk besteht oft die Notwendigkeit der Verbindung, so dass Feuchtmittel direkt ins Farbwerk eingetragen werden kann. Auf diesem Weg kann das Gleichgewicht zwischen Druckfarbe und Feuchtmittel, das für das Funktionieren des Offsetprozesses von entscheidender Bedeutung ist, beeinflusst werden. BG

Feuerfest (fireproof) Der Begriff feuerfeste Materialien, auch als feuerfeste Erzeugnisse bezeichnet, ist ein Sammelbegriff für nichtmetallische Werkstoffe, die bei Dauertemperaturen von über 800° C industriell einsetzbar sind. Sie bestehen aus hochschmelzenden Oxiden, feuerfesten Silikaten oder anderen Stoffen. Feuerfeste Materialien sind z.B. Schamotte, Materialien auf Aluminiumoxidbasis und Spezialprodukte auf der Basis von Graphit, Zirkoniumsilicat, Carbiden, Nitriden, Boriden und Spinellen. Die feuerfesten Materialien werden entweder in Form von Steinen als Auskleidung für hochtemperaturbeständige Anlagenteile (z.B. den Feuerungsraum von Dampfkesseln) oder auch in plastischer Form (z.B. als Kittmaterialien) verwendet. Feuerfeste Papiere wurden früher auf der Basis von Asbest hergestellt. Heute werden Glasfaserpapiere für hitzebeständige Isolierungen verwendet.

Aus organischem Fasermaterial hergestellte Papiere können nicht feuerfest sein, da die Fasern unter dem Einfluss von Hitze verkohlen. —• Flammfeste Papiere können durch die Imprägnierung mit —• Flammschutzmitteln hergestellt werden. Diese verhindern eine Entflammung der imprägnierten Produkte, behindern die Entzündung oder erschweren die Verbrennung. Insbesondere wird verhindert, dass die Produkte nach Berührung mit offenen Flammen weiterglühen. Nach ihrer Wirkung werden feuererstickende, verkohlungsfördernde, sperrschicht- und dämmschichtbildende Flammschutzmittel unterschieden. Unter den Flammschutzmitteln, die beim Erhitzen flammenerstickende Gase abgeben, hat sich Diammoniumhydrogenphosphat ((NH 4 ) 2 HP0 4 ) am besten bewährt. Beim Erhitzen dieses Stoffes entsteht —• Ammoniak (NH 3 ). Feuerbeständiges Papier Sperrschichtbildende Flammschutzmittel (fire resistant paper ,flame-resistant paper) bilden auf der Papieroberfläche in der Hitze Flammfestes Papier eine nur schwer entflammbare dünne Sperrschicht aus, die dem Luftsauerstoff den Zutritt verwehrt. Früher wurden hierfür —> Wasserglas oder Borate verwendet. Heute werden

449 Fibrillieren (fibrillation) Bei der —> Mahlung von —• Faserstoffen treten vor allem an den Fasern 2 strukturelle Literatur: Veränderungen ein. Sie werden gekürzt, woRömpp Lexikon Chemie. Stuttgart, New durch ihre mittlere Länge reduziert wird, und York: Georg Thieme Verlag, 1996 GZ fibrilliert, wodurch ihre spez. Oberfläche und Flexibilität zunehmen. Fasern bestehen aus mehreren Wänden Fiberizer (—> Primärwand sowie den —• Sekundärwän(fiberizer) den). Diese verschiedenen Wände setzen sich Ein Markenname für eine Ausführung eines jeweils aus unzähligen, meist parallel ange—• Sekundär-Pulpers. ordneten —• Fibrillen zusammen, die wiederum aus Cellulosemolekülen (—> Cellulose) bestehen. Fibrille (fibril) Bei der Mahlung des Faserstoffs werden nach partieller Entfernung der Primärwand Unter einer Fibrille versteht man eine feinfaund der S1-Wand die freigelegten Fibrillen serige Struktur, die häufiger Bestandteil nader S2-Wand partiell angeschnitten, so dass türlicher Gewebe ist. In den Pflanzenstützdiese angeschnittenen Enden der Fibrillen geweben bilden die Fibrillen das Gerüst der Zellwände (z.B. der —> Sekundärwände). Sie pinselartig aus der Faserwand herausragen. bestehen vorwiegend aus —> Cellulose und Dieser Vorgang wird als Fibrillierung bezeichnet. Dank der Fibrillierung wird die Anbauen sich selbst wiederum aus Bündeln feinerer —> Mikrofibrillen auf, die durch Berei- zahl der —• Faser-zu-Faser-Bindungen im Papierblatt vergrößert, was den Festigkeitsche mit geringerem Celluloseanteil und mehr —> Lignin und —> Polyosen getrennt sind. eigenschaften zugute kommt (z.B. —> breitenbezogene Bruchkraft, —• Berstfestigkeit, Fibrillen können sehr unterschiedlich lang —> Spaltfestigkeit, —> Rupffestigkeit). und dick sein (Orientierungswerte L · Β · H: 3 000 μιη · 400 μ ι η · 100 μιη). Andererseits werden durch das Fibrillieren Beim Aufschluss von Pflanzenstützgewevon Zellstoff der —» Weißgrad und die ben oder besonders bei der —> Mahlung wer- —• Opazität des Papiers infolge der Verringeden z.T. auch die Zellwände beschädigt und rung des —• Lichtstreukoeffizienten beeinFibrillen freigelegt (—> Fibrillieren). Losge- trächtigt. löste Fibrillen bilden in Wasser ein stark geMit der Fibrillierung geht aufgrund der Zuquollenes Fasergel, das einen wesentlichen nahme der spez. Faseroberfläche eine ErhöBestandteil des —• Schleimstoffs, des stark hung (= Verschlechterung) des Filtrationswigequollenen Anteils des —• Feinstoffs, darderstands einher, messbar in Form des stellt. Die an der Faseroberfläche gebundenen —> Schopper-Riegler-Werts von (gemahleFibrillen erhöhen die für die Faser-Fasernen) —• Fasersuspensionen als Maß für deren Bindung notwendige Kontaktfläche und traEntwässerbarkeit auf dem —• Papiermagen wesentlich zur Papierfestigkeit (vor allem schinensieb. GG der —•Bruchkraft) bei. Durch ihr starkes Wasserbindevermögen beeinträchtigen die Fichte freigelegten Fibrillen die Entwässerbarkeit (spruce, Norway spruce) (—• Schopper-Riegler-Wert) von FaserstoffGemeine Fichte, Europäische Fichte (Picea suspensionen auf der —• Siebpartie von Paabies). Die Verbreitung reicht von Nord- über piermaschinen. GU ganz Mitteleuropa und weit ins kontinentale Asien bis nach Sachalin. Die Fichte bildet gemeinsam mit —» Kiefer und —> Birke die

meist Ammoniumpolyphosphate eingesetzt, die in der Hitze Metaphosphorsäure liefern.

450 nördlichsten Wälder in Nordeuropa und Sibirien. Sie kommt in Deutschland von Natur aus nur in den höheren Lagen der Mittelgebirge und in den Alpen vor, doch ist sie durch den forstlichen Anbau überall vertreten. Mit einer Fläche von 3,5 Mio ha bzw. einem Anteil von rund 32 % an der Gesamtwaldfläche Deutschlands ist sie die häufigste Baumart und für die Forstwirtschaft der bedeutendste Holzlieferant („Brotbaum" der Forstwirtschaft). —» Splint- und —• Kernholz sind farblich nicht unterschieden (Reifholzbaum); Holz von heller gelblichweißer Färbung, unter Lichteinfluss gelblichbraun nachdunkelnd. Mittlere . Tracheidenlänge (Faserlänge): 3,4 mm. Mit einer mittleren Rohdichte von 0,43 g/cm 3 ist Fichtenholz mittelschwer und weich. Im Verhältnis zum relativ geringen Gewicht hat es sehr günstige Festigkeits- und Elastizitätseigenschaften, worauf sich die hervorragenden Eigenschaften als Bau- und Konstruktionsholz begründen. Das Holz schwindet gering und zeigt nach der Trocknung allgemein gutes Stehvermögen, ist jedoch wenig witterungsfest. Fichtenholz wird nicht nur äußerst vielseitig vom Musikinstrument bis zum Brettschichtträger mit Spannweiten von 100 m und mehr verwendet, sondern ist das häufigste Bauund Konstruktionsholz. Ebenso vielfältig im Innenausbau für Fußböden, Treppen, Wandund Deckenbekleidungen sowie im Außenbereich für Fassadenbekleidungen, Balkone, Fenster, Türen und Tore eingesetzt. Zu den zahlreichen weiteren Verwendungsbereichen gehören u.a. Masten, Betonschalungen, Gerüste, Leitern, Holzpflaster, Lärmschutzwände, Einrichtungen und Geräte für die Garten-, Park- und Landschaftsgestaltung sowie Kinderspielplätze, Verpackungsmaterial für Kisten, Paletten oder Spankörbe. Als —• Industrieholz wird es für Span- und Faserplatten sowie für Mittellagen von Stab- und Stäbchenplatten verwendet. Ferner ist die Fichte in Deutschland die wichtigste Holzart zur Herstellung von —• Holzschliff, —» TMP und Zellstoff (—• Sulfitzellstoff). Die größte Menge des von der deutschen Zellstoff- und Papierin-

dustrie verbrauchten Nadelfaserholzes (1996: 8,0 Mio Norm-Raummeter ohne —> Rinde) ist WE Fichtenholz.

FIEJ Fédération Internationale des Editeurs de Journaux. Internationale Vereinigung der Zeitungsverleger. Die FIEJ ist 1971 mit der INC A (International Newspaper Colour Association) in der —> IFRA, Darmstadt, aufgegangen. FA

Filmlaminierung (film lamination) —> Befilmen

Filmpresse (film press) Die Filmpresse (Abb. 1) entwickelte sich als Zwei-Walzensystem für den Auftrag von wässrigen Lösungen (z.B. Stärkelösung) oder wässrigen Pigmentdispersionen (—> Pigmentieren) aus der —> Leimpresse zur Vermeidung des „Sumpfspritzens" bei höheren Papiermaschinengeschwindigkeiten oberhalb 1 000 m/min. Zur Vermeidung des Sumpfes wird auf beide Filmpresswalzen ein gleichmäßiger Film (z.B. als Stärkelösung) aufgetragen, der beim Durchlaufen des Pressspalts vom Papier aufgenommen wird. Damit wird die Forderung erfüllt, dass der von den Walzen angebotene Stärkefilm nicht stärker sein darf, als das Papier aufnehmen kann, da es ansonsten zur unerwünschten Sumpfbildung kommen würde. Die Konzentration einer Stärkelösung ist bei der Filmpresse bis zu 15 % (20 %) Feststoffgehalt möglich und liegt damit höher als in der Leimpresse. Damit sind ein höheres Auftragsgewicht in [g/m 2 ] erzielbar und weniger Trocknungsenergie in der —•Nachtrockenpartie notwendig. Die geringere Durchfeuchtung des Papiers wegen geringerer Wasseraufnahme mindert den Festigkeitsabfall der Papierbahn, was weniger Abrisse in der Papiermaschine bedeutet. Das durch den Film vorgegebene Präparationsangebot verschlech-

451 tert nicht das evtl. ungleiche Feuchteprofil der Papierbahn aus der —» Vortrockenpartie wie bei der Leimpresse. Düsentrockner

Glättwerk Vortrockenpartie Meßrahmen

Nachtrockenpartie

Abb. 1 : Filmpresse

Vorteile der Filmpresse gegenüber der Leimpresse: • Die thermische Energieeinsparung beim Trocknen in der Papiermaschine beträgt 15 bis 20 %. • Die Einstellung einer definierten Auftragsmenge ist gegeben. • Das Feuchtequerprofil der Papierbahn ist gleichmäßiger. Nachteile der Filmpresse: • Kürzere Standzeiten der Walzen • Abnutzung der Dosierelemente • Höhere Instandhaltungskosten.

Abb. 2: Filmcoater

Mit Ausnahme des Gate-Roll-Systems (—• Gate-Roll-Streichverfahren) ist allen Filmpressen gemeinsam, dass ein „Film" aus einer Düse auf die Walzen aufgetragen wird und dass der Überschuss von einem Stab (gerillt oder glatt) oder einer Klinge abgerakelt wird. Walzengeschwindigkeit, Stabdurchmesser, Anpresskraft durch den Stab oder die Klinge, Härte des Walzenbezugs und —• Viskosität der wässrigen Präparation bestimmen die Schichtdicke des Films auf der Walze. Beim gerillten Stab bestimmen Rillung, Viskosität der Präparation und der Walzenbezug die Auftragsmenge. Die Härte des Walzenbezugs entscheidet, abhängig vom Anpressdruck der beiden Walzen, über die Breite des Walzenspalts. Dieses Wechselspiel hat besonderen Einfluss auf die Oberflächeneigenschaften des gestrichenen Papiers. Die Walzenbezugshärten sind sehr unterschiedlich und bewegen sich zwischen 15 und 50 P&J bei Härteunterschieden zwischen den Walzen von 0 bis 15 P&J. Filmpressen werden auch als —• Streichaggregate zum Auftrag von Pigmentdispersionen eingesetzt. Papiermaschinengeschwindigkeiten bis 1 500 m/min sind mit derartigen Filmcoatern (Abb. 2) Stand der Technik. Wegen der geforderten hohen Bahnfestigkeit nach dem Strichauftrag wird ggf. bei diesen Geschwindigkeiten fur Vorder- und Rückseitenstrich je ein Filmcoater vorgesehen, gefolgt von -•Infrarot-, Heißluft- und Zylindertrocknung. Die Filmpresse besteht dann aus einer Gummiwalze als Auftragswalze und einer verchromten Gegenwalze. Beide Walzen werden angetrieben. Filmstreichen (film coating FC) ist ein indirektes —> Streichen, bei dem der gleichmäßige Strichfilm das Papier abdeckt, so dass dessen Kontur erhalten bleibt (Konturstrich). Beim direkten Streichen dagegen wird mittels Walze oder Freistrahl die —• Streichfarbe auf das Papier aufgetragen, der Farbüberschuss wird mittels Blade oder Stab abgerakelt, so dass ein glatter Strich unterschiedlicher Strichdicke entsteht. Beim Filmstreichen ergeben sich im Vergleich mit einem —• Bladestreichen folgende Vorteile:

452 • • • • •

Der Konturstrich gewährleistet eine gleichmäßige Abdeckung des Papiers. Die Strichauftragsmenge wird nicht von den Rohpapiereigenschaften bestimmt. Keine Papierbahnbeanspruchung durch Klinge oder Stab. Problemloser on-line-Einsatz bei sehr hohen Bahngeschwindigkeiten. Simultanauftrag auf beiden Papierseiten ist möglich.

Nach dem Strichauftrag kommt es bei der Ablösung der Papierbahn von der Auftragswalze zum sog. Farbsplitting, was in Bezug auf Bedruckbarkeitseigenschaften der Strichoberfläche zu beachten ist. Die Walzenbezüge sind bezüglich der Benetzungseigenschaften (—• Benetzbarkeit) durch Streichfarbe und gutes Farbabgabeverhalten der Streichfarben selbst zu optimieren. KL

Filter (filter) Filter sind Trennanlagen, die zur Abtrennung von festen Stoffen aus Flüssigkeiten oder Gasen verwendet werden. Im Bereich der FestFlüssig-Trennung handelt es sich allgemein um eine Anlage zur Durchführung der —• Filtration nach D I N 4046. Die Trennschärfe des Filters (geringste Abmessungen der Partikel, die zurückgehalten werden) hängt sowohl vom Verfahren als auch vom Filtermedium (—> Filtereinsatz, wasser- bzw. gasdurchlässige Schicht, die die Trennung bewirkt) ab. Beispiele für in der —• Abgasreinigung verwendete Filter sind Tuchfilter und —• Elektrofilter. In der Fest-Flüssig-Trennung werden Gewebefilter (Drehfilter, —• Bandfilter, —• Scheibenfilter, —• Filterpressen) mit Tuch- oder Siebbespannung und Raumfilter verwendet, die mit einem räumlich wirkenden Filtermedium, wie z.B. Sand, beim —» Sandfilter wirken. In Raumfiltern wird das Filtermedium durch einen Düsenboden getragen, der bei aufwärts durchströmten Filtern dazu dient, die zu filtrierende Flüssigkeit gleichmäßig zu verteilen und bei abwärts durchströmten Filtern das Filtermedium zurückhält. Zum

Schutz des Düsenbodens wird oft eine Stützschicht aus —> Filterkies aufgebracht. Raumfilter, die ähnlich wie Sandfilter aufgebaut sind, aber konstruktiv und durch die Auswahl des Mediums eine biologische Aktivität entwickeln, werden in der Abwassertechnik —> Biofilter genannt. Sie sind zu unterscheiden von den Biofiltern in der —> Abluftreinigung. Abwasser-Biofilter werden zunehmend auch bei der Reinigung von Papierfabrikabwässern verwendet. Zusätzlich zu der beschriebenen Konstruktion der Raumfilter ist hier noch zur Unterstützung der aerob biologischen Aktivität die Zufuhr von Luftsauerstoff im Filterbett erforderlich. Ein Sonderfall der Filter sind die —> Membranfilter, die je nach Trennschärfe der Membran als UO-Filter (UO = Umkehrosmose, auch RO = Reversosmose), Ultrafilter oder Nanofilter bezeichnet werden und bis in den Bereich der Ionentrennung wirken können (UO-Filter zur Vollentsalzung von Wasser). Im Bereich der Kreislaufwasserbehandlung von Papierfabriken werden Scheibenfilter als Stofffänger (—• Stoffrückgewinnungsanlagen) eingesetzt. Zur Aufbereitung von —• Frischwasser werden Sandfilter oder auch Tuchfilter verwendet. Zur Abtrennung von gröberen Feststoffen, z.B. Schlämmen (—> Schlamm), werden vorwiegend Drehoder Bandfilter mit Siebbespannung eingesetzt, die je nach Konstruktion und Betriebsweise die Feststoffe eindicken (Siebeindicker) oder weitergehend entwässern können (Filterpressen, —> Siebbandpressen). Die Durchsatzleistung von Filtern wird im Allgemeinen auf die Filterfläche bezogen und in [m 3 /m 2 h] angegeben. Bei Raumfiltern wird die Filterfläche als Querschnittsfläche des Filterbetts angegeben. Die Dimension wird oft verkürzt als [m/h] gekennzeichnet, was gleichzeitig die Geschwindigkeit des Durchsatzes und bei Raumfiltern auch die spez. Querschnittsflächenbeschickung angibt. MÖ

453 Filtereinsatz (filter material) Der Filtereinsatz in einem —> Filter ist das die —•Filtration bewirkende Mittel (Filtermedium). Je nach Art des Filters ist dies ein textiles Gewebe (Filtertuch, z.B. bei —> Filterpressen), ein Sieb (z.B. bei —> Scheibenfiltern) oder in Raumfiltern ein körniges Material wie Sand beim —• Sandfilter. Flächige Filtermedien bewirken die Trennung durch Rückhaltung partikulärer Feststoffe an einer Trennschicht, wobei die geringste Korngröße der zurückgehaltenen Partikel hauptsächlich von der Art des Trennmediums abhängt. Vielfach werden allerdings auch Partikel mit einer Korngröße deutlich unter der Lochgröße des Mediums zurückgehalten, weil sich auf dem Medium eine Anschwemmschicht bildet, die eine zusätzliche Filtrationswirkung ausübt und dann das eigentliche Filtermedium darstellt, während der ursprüngliche Filtereinsatz nur noch als Träger für das Filtermedium wirkt. In diesem Fall kann auch ein eher grobes Sieb als Filtereinsatz zu einer Rückhaltung kleinster Feststoffpartikel fuhren. Filtereinsätze können auch poröse Membranen sein, deren Poren so klein sind, dass sie Ionen von Wasser zu trennen vermögen (Vollentsalzung des Wassers durch —• Umkehrosmose). Membranen können für verschiedene Trennaufgaben mit jeweils geeigneten Porengrößen hergestellt werden, dienen aber vorzugsweise im Gegensatz zu den vorher beschriebenen Filtereinsätzen der Abtrennung gelöster oder kolloidal gelöster Stoffe aus Flüssigkeiten. MÖ

Filterkies (filter gravel) Als —> Filtereinsatz oder Trennmedium wird in Raumfiltern, von denen keine Abtrennung besonders kleiner partikulärer Stoffe verlangt wird, Filterkies eingesetzt (Kiesfilter). Es handelt sich um möglichst gleichkörnigen gewaschenen Kies. Kiesfilter können wegen der groben Körnung des Filtermediums mit hohen Durchflussgeschwindigkeiten betrieben werden. Filterkies wird auch in —• Sand-

filtern und anderen Raumfiltern als Stützschicht über dem Düsenboden (—• Filter) in einer Höhe von 0,1 bis 0,3 m angewendet. Die Funktion dieser Stützschicht ist die Trennung zwischen den Filterdüsen und den feinkörnigeren, darüber liegenden Filtermedien (—> Filterquarz). MO

Filterpresse (filter press) Die Filterpresse als eine der Sonderformen des —> Filters dient der Abtrennung von ungelösten Feststoffen aus Flüssigkeiten. Sie wird hauptsächlich zur Entwässerung von Schlämmen (—> Schlamm) aus der —> Abwasserreinigung eingesetzt. Die Trennung erfolgt bei der —> Kammerfilterpresse durch eine Druckfiltration über textile Gewebe (Filtertücher), wobei sich in den Kammern der Filterpresse der abzutrennende Feststoff als Filterkuchen ansammelt. Die Filterpresse erlaubt es oft, höhere Trockengehalte des zu entwässernden Materials zu erreichen, als dies bei anderen Einrichtungen (abgesehen von der —> Schneckenpresse) möglich ist. Die Rückhaltung auch sehr kleiner Partikel ist wegen des eingesetzten Trennmediums (Filtertücher, auf denen sich eine Anschwemmschicht bildet, —• Filtereinsatz) sehr gut. Als hinderlich für den Einsatz werden oft die Durchsatzleistung und der erforderliche Personaleinsatz gesehen. Beides hängt jedoch in hohem Maß auch von der gestellten Aufgabe und der Konstruktion der Filterpresse ab. MÖ

Filterquarz (filter sand) Filterquarz, meist auch Filtersand genannt, ist ein ausgewählt gleichkörniger und besonders reiner Quarzsand. Bevorzugt werden Sande mit wenig zerklüfteter Oberfläche und abgerundeter Körnung. Filterquarz dient als —• Filtereinsatz (Trennmedium) in —> Sandfiltern. Diese wiederum werden oft zur Aufbereitung von —> Frischwasser, auch zur Aufbereitung von —• Trinkwasser, eingesetzt. Die Reinheit des Filterquarzes ist aus 2 Gründen von hoher Bedeutung:

454 1) Partikuläre Verunreinigungen im Filtersand, z.B. als Feldspat oder Glimmer, die häufig in den Lagerstätten, aus denen Filtersande gewonnen werden, vorkommen, vermindern die Filtrationsgeschwindigkeit (—• Filter) und führen zu einem schnelleren Druckanstieg, der das Rückspülen erzwingt ( - • Sandfilter). 2) Lösliche Bestandteile fuhren zur Verunreinigung der aufzubereitenden Flüssigkeit, die insbesondere bei Trinkwasser, in vielen Fällen aber auch bei Produktionsbrauchwasser (—> Brauchwasser) unerwünscht ist. MÖ

Filtrat (filtrate, filter effluent) Der Klarwasserablauf eines —> Filters nach Abtrennung der in dem filtrierten Medium enthaltenen abfiltrierbaren Feststoffe wird Filtrat genannt. Soweit in der —> Schlammentwässerung Geräte eingesetzt werden, die in weiterem Sinn einem Filter entsprechen (z.B. —» Siebband-, —• Schnecken- oder —> Filterpressen) wird der Ablauf dieser Entwässerungseinrichtungen ebenfalls Filtrat genannt. In einer —> Abwasserreinigungsanlage ist die weitere Behandlung des Filtrats aus der Schlammentwässerung nicht einheitlich geregelt. Oft wird dieses Filtrat in die Vorklärstufe geleitet, wo es aber wegen der erhöhten Faulungsneigung die Bildung unangenehmen Geruchs durch anoxische Umsetzungen verstärken kann (—» Sedimentation). Die Einleitung des Filtrats in die aerob biologische Stufe ist demgegenüber vorzuziehen, sofern nicht die in dem Filtrat noch enthaltenen Feststoffe hinderlich sind. Da es sich bei dem Filtrat der Schlammentwässerung um einen systemimmanenten Teilstrom im Bereich der Abwasserreinigungsanlage handelt (das dem entnommenen Schlamm entzogene Wasser wird der Anlage wieder zugeführt), darf es bei der Wirkungsgradberechnung nicht im Zulauf der Anlage berücksichtigt werden. Dagegen muss dieser Strom bei bestimmten hydraulischen Berechnungen (z.B. der hydraulischen Flächenbelas-

tung von Sedimentationsbecken) berücksichtigt werden, weil der Schlamm nach unten aus dem Becken abgezogen wird, das wieder zugefuhrte Filtrat aber oben abläuft. MO

Filtration (filtration) Als Filtration werden Verfahren zur Trennung von Feststoffen oder Flüssigkeitströpfchen aus einer flüssigen oder gasförmigen Phase bezeichnet. Dabei durchströmt das zu trennende Gemisch (—> Suspension, Dispersion, —> Emulsion, Aerosol) ein poröses Medium, das als —• Filter oder Filtermittel bezeichnet wird. Die abzutrennenden Teilchen werden entsprechend ihrer Größe an der Oberfläche oder im Inneren des Filters zurückgehalten. Nach der Größe der abzutrennenden Teilchen unterscheidet man Grobfiltration (> 50 μηι), Feinfiltration ( 1 - 5 0 μηι), Mikrofiltration ( 0 , 1 - 1 μηι), -»Ultrafiltration (1 100 nm) und Nanofiltration (Moleküle). Als Filter werden z.B. lose körnige Schichten, —> Gewebefilter, Faservliese, —• Filtrierpapiere, gesinterte Fritten aus Glas, Porzellan und Metall oder synthetische Membranen (—• Membranverfahren) eingesetzt. Zur Verbesserung der Filtrierbarkeit werden dem zu trennenden Gemisch oftmals Filterhilfsmittel (z.B. —• Flockungsmittel, —> Kieselgur, Cellulosefasern) zugesetzt, die entweder die Partikelgröße der abzutrennenden Teilchen erhöhen oder den entstehenden Filterkuchen durchlässig erhalten sollen. Die Filtration ist eines der wichtigsten —> Trennverfahren und findet sowohl im Labor als auch in der Industrie breite Anwendung. Sie lässt sich kontinuierlich oder diskontinuierlich betreiben. Voraussetzung für die Filtration ist ein Druckgefälle, das durch den statischen Druck der überstehenden Flüssigkeit und/oder die Saugwirkung der ablaufenden Flüssigkeit gegeben ist bzw. künstlich erzeugt wird (—• Druck- und —» Vakuumfilter). Die Filtration zur Abtrennung von Feststoffen aus Gasen ist meist für die Behandlung großer Volumenströme bei geringen Druckdifferenzen ausgelegt. Sie unter-

455 scheidet sich deshalb deutlich in der Ausführung (—• Staub). Wichtige industrielle Anwendungsbereiche der Filtration sind z.B. die Stofftrennung in der chemischen Industrie, die Trinkwasseraufbereitung (—• Trinkwasser) und —> Abwasserreinigung, die Abtrennung und Eindickung von —• Schlämmen (—> Schlammpresse, —• Schlammentwässerung) sowie die Rauchgasreinigung in Kraftwerken und Verbrennungsanlagen (—> Rauchgaswäsche, —• Abluftreinigungsanlage). Eine Filtration stellt auch der Blattbildungsprozess auf dem —• Papiermaschinensieb dar. Das Eindicken von Faserstoffsuspensionen mittels —> Trommelsieben und —• Scheibenfilter ist gleichfalls den Filtrationsverfahren zuzuordnen. HA

Filtrierpapier (Filterpapier) (filter paper) Ungeleimtes holzfreies Papier, auch mit Hadernzusatz, zum Abscheiden von Teilchen aus Flüssigkeiten oder Gasen mit guter Durchlässigkeit für Flüssigkeiten und Gase (Filterpapier für chemische Anlagen (siehe D I N 53135) (DIN 6730). Filter- oder Filtrierpapiere sind ungeleimt, z.T. nassfest, und bestehen aus gemahlenen, weichen, z.T. sehr reinen gebleichten oder ungebleichten Zellstoffen unter evtl. Zusatz von Synthese-, Glas-, Mineral-, Kohleoder Baumwollfasern. Sie werden ein- oder mehrlagig, oft auf kombinierten Schrägund Langsiebmaschinen bei sehr niedrigen Stoffkonzentrationen unter 0,01 %, z.T. auch unter Zusatz von Tensiden (Schaumblattbildung), bei Maschinengeschwindigkeiten bis 600 m/min hergestellt. Mehrlagige Nonwoven-Strukturen (Nassvliesverfahren) sind Stand der Technik. Bei der Papierherstellung werden hohe Anforderungen an die Formation gestellt, um eine gleichmäßige Mikroporosität und Saugfähigkeit zu gewährleisten. Der Führung des Entwässerungsprozesses in der Siebpartie kommt deshalb eine entscheidende Rolle zu. Die Porenfeinheit der Filtrierpapiere ist ausschlaggebend für deren Filtriergeschwindigkeit und deren Fähigkeit,

Teilchen aus Flüssigkeiten oder Gasen abzuscheiden. Eine zu hohe Verdichtung des Papiers, z.B. in Nasspressen, ist unerwünscht. Deshalb werden spezielle Durchströmtrockner oder Kontakttrockner eingesetzt und die Verfestigung des Vlieses durch z.B. Sprühen von Polymerdispersionen erreicht. Filtrierpapiere werden für die unterschiedlichsten Zwecke, z.B. als technische Filterpapiere für Luft- und Ölfilter in der Autoindustrie, zur Grobfiltration von Spinnlösungen in der Textilindustrie, als Filtermedium zur Adsorption von Geruchsstoffen (z.B. durch Zusätze von Calciumphosphaten), als oft ffillstofffreie Filterpapiere für chemische Analysen oder als hochreine Filterpapiere in der Medizin und Pharmazie verwendet. Auch Tee- und Kaffeebeutel- sowie Kaffeefilterpapiere (z.B. aus ungebleichten Zellstoffen) gehören zu dieser Gruppe. Die flächenbezogene Masse der z.T. auch gekreppten oder nachträglich mikroperforierten Papiere kann deshalb je nach Einsatzgebiet zwischen 12 (z.B. Teebeutel) und 800 g/m 2 (z.B. spezielle Luftfilter in Klimaanlagen), im Allgemeinen jedoch unter 200 g/m 2 betragen. Literatur: Kary, D.: Moderne Filterpapiere im Dienste der Medizin und Pharmazie. Wochenblatt für Papierfabrikation 117 (1989), Nr. 16, 739-742 Bergmann, L.: Nonwovens for filtration media. Tappi J. 72 (1989), Nr. 1, 77-79 RH

Filz (felt) Filze im ursprünglichen Sinne entstehen durch Walken von Wollgeweben, so dass im fertigen Filz die ursprüngliche Gewebestruktur nicht mehr erkennbar ist. Bis Mitte der 60er Jahre wurden solche Filze als —> Pressfilze in der —• Pressenpartie von Papiermaschinen eingesetzt. Dann begann, ausgehend von den USA, die Entwicklung der Vernadelungstechnik mit —> Vernadelungsmaschinen. Die im Vergleich zur Wolle bessere mechanische und chemische Beständigkeit der Polyamidfasern, die mit den Nadel-

456 maschinen verarbeitet werden können, führte dazu, dass die Wollfilze im Bereich der —• Bespannungen von Papiermaschinen nur noch als —> Manchonfilz und für wenige Spezialzwecke, z.B. —> Entwässerung von handgeschöpftem Papier (—> Büttenpapier), verwendet werden. Bei den heute auf Papiermaschinen verwendeten Filzen wird die Faserverankerung nicht mehr durch das durch die Schuppenstruktur der Wolle verursachte richtungsabhängige Friktionsverhalten (Verfilzen), sondern durch Vernadelung mit Vernadelungsmaschinen erreicht. Man spricht daher bei den auf Papiermaschinen verwendeten —• Nassfilzen und —• Trockenfilzen von —> Nadelfilzen. Die bei der Nadelfilzherstellung in Einzelfällen eingesetzten, meist geringen Wollanteile reichen nicht aus, um den oben beschriebenen Verfilzungsmechanismus auszulösen. AL

Filz (historisch) (felt) (historical) Das mechanische Verfilzen von Fasern, um ein Vlies zu erzeugen, geht in die Prähistorie zurück. Grundsätzlich sind 2 Techniken zu unterscheiden: die Herstellung von Filz aus einzelnen Haarfasern, vor allem Wolle, und die Bearbeitung von Bastfasern, die in ihrem ursprünglichen Zusammenhang weitgehend belassen werden. Für die letztere sei auf —> Rindenbaststoffe (Tapa) verwiesen. Die älteste, auch durch prähistorische Funde nachgewiesene Technik der WollfilzHerstellung wird noch heute in Zentralasien ausgeübt. Die Wolle wird nach der Schur gereinigt und entfettet, z.T. auch gebleicht und anschließend von Hand gezupft oder über einer an einen Bogen gespannten Darmsaite geflockt. Die Wollflocken werden auf ein ausgebreitetes Tuch oder eine BambusSiebmatte gestreut, bis eine dicke Lage entstanden ist. Dann benetzt man die Wolle und rollt das Tuch oder Sieb zusammen. Die so entstandene Rolle wird gepresst, mit den Füßen gestampft oder mit Hölzern geschlagen. Anschließend wird sie abgerollt, erneut benetzt und wieder - von der anderen Seite her

- aufgerollt. Wieder folgt ein Schlagen. Dieser Prozess wird während Stunden oder Tagen wiederholt, bis sich die Haare zu einem dicken Filz verbunden haben. Der Filz kann gefärbt oder bemalt werden. Manchmal verwendet man vorgefärbte Wollfasern. Dekormuster werden auch erzeugt, indem man vorgefärbte Filzstücke vor dem Aufstreuen der Wolle auf die Siebmatte legt. Die Filze werden als Unterlagen (Teppiche), Decken, Zeltbahnen u.a.m. verwendet. Der europäische Filz entsteht ebenfalls durch Klopfen oder Stampfen, wobei aber oft Bindemittel (Klebstoffe) eingesetzt werden, um die Kohäsion der Fasern zu erhöhen. Klopfen mit einem Nagelbrett (Nadelvlies) erhöht die Festigkeit, und ein Walken unter schweren Hämmern bringt erhöhte Festigkeit und Geschmeidigkeit. Die italienische Filzund Tuchwalke des Spätmittelalters ist Vorbild für die Konstruktion des europäischen Papier—• Stampfwerks geworden. Bei den für das Abgautschen der Papierbogen beim Handpapiermachen verwendeten und den in einer Papiermaschine aufgespannten Filzen handelt es sich nicht um echten Filz, sondern um sog. Tuchfilze als grobe Wolltuche, die mechanisch an der Oberfläche stark aufgeraut (kardiert) sind. Speziell strukturierte Tuchfilze oder Tuche finden als Mittel der Oberflächenprägung bei der Ausrüstung von Papier Verwendung. TS

Filzbespannung (felt clothing) Die Filzbespannung ist eine Untergruppe der —> Bespannungen, die aus den —> Nassfilzen und den —• Trockenfilzen besteht. AL

Filzinstandhalter (felt conditioner) Filzinstandhalter nach dem Patent Vickery dienten zur kontinuierlichen Reinigung des Filzes (—> Filz) mittels eines Schuhs, der über die Filzbreite oszilliert. Sie sind heute nicht mehr gebräuchlich (—> Filzkonditionierung). KX

457 Filzkonditionierung (felt condition) Unter Filzkonditionierung versteht man alle Maßnahmen, die zur Erhaltung der optimalen Arbeitsfähigkeit der —> Filze in der —> Pressenpartie von Papiermaschinen dienen. Die Konditionierung kann kontinuierlich, periodisch oder nach Bedarf erfolgen. Ein Filz muss vor jedem Durchgang durch einen Walzenspalt regeneriert werden, um eine optimale Entwässerungswirkung im Walzenspalt zu erzielen. Zur Konditionierung gehören neben der Entfernung von Verschmutzungen aus dem Papierherstellungsprozess die Regulierung des Wassergehalts und der Wasserdurchlässigkeit sowie der Erhalt der Kompressibilität des Filzes. Eine optimale Konditionierung kann die —> Filzstandzeit deutlich verlängern. Laufrichtung de» Filz·· ND 2-5 bar Frisch· wasser

HO -18 bar Frisch· wasser

ND spezifische Luftmengen 2 -6 bar 50 ·85 l/cm1 χ min Frischwaster

f^W Ψ,

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Rohrsauger RS - Vakua: ND HD ND Entfernung Spritzrohr»: Pick-up/ Filz ca. 100 mm Unterfllz max.5,6mWS 3J4. PreBfllz max. 4,0 mWS

Filzkonditionierung

Durch die Komprimierung des Filzes im —> Pressnip erfährt dieser bei jedem Nipdurchgang eine Reinigung durch das durchströmende Wasser (Entwässerungsdruck: 2 bis 6 MPa). Früher wurden zusätzlich Filzwaschpressen eingesetzt. Diese sind wegen des höheren Filzverschleißes, der durch die Verdoppelung der Nipdurchgänge und die gestiegenen Maschinengeschwindigkeiten verursacht wird, nicht mehr üblich. Als Reinigungsaggregate werden Rohrsauger (Schlitzsauger) in Kombination mit Niederund —> Hochdruckspritzrohren, die überwiegend vor dem Rohrsauger auf der Papierseite des Filzes montiert sind, eingesetzt (Abb.). Die Hochdruckspritzrohre dienen zur Reinigung und Auflockerung der Filze und werden je nach Zustand des Filzes periodisch

oder kontinuierlich eingesetzt. Bei Verwendung von Nadeldüsen mit sehr hohem Wasserdruck besteht die Gefahr der Schädigung der Vliesschicht des Filzes. Niederdruckspritzrohre werden für die Befeuchtung des Filzes vor den Rohrsaugern und zur Herabsetzung der Reibung an den Rohrsaugerbelägen eingesetzt. Der Reinigungseffekt der Rohrsauger beruht einerseits auf dem Austrag des mit abgelösten Verschmutzungen (z.B. —• Feinstoff, —• Füllstoff) angereicherten Wassers durch Vakuum (20 bis 60 kPa) und andererseits auf der Schaberwirkung der Rohrsaugerkanten. Verschmutzungen, die sich mittels der oben aufgeführten Einrichtung nicht beseitigen lassen (z.B. —> Bitumen, —• Harz , —> Wachs), können durch eine Behandlung des Filzes mit speziellen Waschlösungen entfernt werden. Üblicherweise wird die Waschlösung im Kriechgang bei ca. 15 bis 40 m/min je nach Maschine aufgebracht. Entsprechend der Art der zu entfernenden Verschmutzungen werden alkalische (ca. pH 11), saure (ca. pH 2 überwiegend zum Lösen von Carbonaten) oder lösungsmittelhaltige —> Waschmittel verwendet (—> Filzreinigungsmittel). Die Wäschen können einzeln oder in Kombination erfolgen. Nach dem Einwirken der Waschlösungen muss der Filz gründlich ausgewaschen werden. Die Vorschriften der Filzwaschmittellieferanten bezüglich der Verdünnung sind unbedingt einzuhalten, um irreversible Schädigungen des Filzes zu vermeiden. In Ausnahmefällen kann ein Filz auch außerhalb der Papiermaschine in speziellen Waschmaschinen gereinigt werden. KX

Filzlaufregler (felt guide) Filzlaufregler haben die Aufgabe, die Position des umlaufenden —• Filzes in der —> Pressenpartie von Papiermaschinen zu korrigieren. Die Sollposition des Filzes wird dabei von einer Kantentasteinrichtung vorgegeben. Treten Abweichungen von der Mittellage auf, so wird der Lauf des Filzes über die —• Filzregulierwalze korrigiert.

458 Bei älteren oder langsam laufenden Maschinen erfolgt die Ermittlung der Filzposition durch mechanische Abtastung der Filzkante mit einem Tasterblech. Nachteile dieser Methode sind mögliche Kantenbeschädigungen bzw. -verschleiß, Tasterverschleiß und ein mögliches Umschlagen der Filzkante. Durch Montage der mechanischen Abtaster kurz vor oder nach einer —> Filzleitwalze kann die Gefahr eines Umklappens des Filzrandes minimiert werden. Bei schnell laufenden Papiermaschinen erfolgt die Abtastung der Filzkante optisch über Infrarot-Reflexionstaster. Hierbei muss sichergestellt sein, dass die Optiklinsen nicht verschmutzen. Bei älteren Filzlaufreglern werden auch Wasserstrahlen fur das Abtasten der Filzkante verwendet. Die erhaltenen Messsignale können entweder direkt die Regulierwalze steuern oder an das —> Prozessleitsystem übergeben werden. In der Pressenpartie wird die Regulierwalze üblicherweise über die Mittenfindung (rechnerische Ermittlung der neutralen Mittelposition der Regulierwalze) gesteuert, um möglichst wenige und geringe Korrekturen an der Regulierwalze vornehmen zu müssen (z.T. < 2 mm). K X

he am Einlauf vor der —• Presswalze installiert sein. KX

Filzmarkierung (feit mark) Ein —• Filz besteht aus einem Grundgewebe und einer aufgenadelten Vliesdeckschicht (—• Nadelvlies) je Filzseite. Beide Komponenten können sich beim Durchlauf der nassen Papierbahn mit einem Filz durch die Walzenspalte in der —» Pressenpartie einer Papiermaschine mit ihrer Struktur im Papier einprägen, also abbilden. Grundgewebe- und Vliesmarkierungen sind unerwünscht, da sie die —• Druckqualität des Papiers beeinträchtigen können, obwohl sie mit dem Auge kaum sichtbar sind.

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Filzleitwalze (feit roll) Filzleitwalzen dienen zum Führen der —• Filze in der —> Pressenpartie von Papiermaschinen. Sie verfugen über keinen eigenen Antrieb, sondern werden vom Filz angetrieben. Daher sollte ihre Anzahl möglichst gering sein. Im Nassbereich werden meist Leitwalzen mit gummierter Oberfläche eingesetzt, die z.T. mit Schabern ausgerüstet sind. Die Durchmesser liegen je nach Maschinenbreite zwischen 150 bis über 500 mm bei breiten, schnell laufenden Papiermaschinen. Stabile Lagerung und Vermeidung der Durchbiegung der ausgewuchteten Leitwalzen sind Voraussetzung, um der Filzspannung standzuhalten. Die Neigung zur Durchbiegung nimmt mit zunehmendem Umschlingungswinkel und abnehmendem Durchmesser zu. Eine Filzleitwalze sollte möglichst na-

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I 1 1 cm

Querrichtung

Abb. 1 : Geometrie eines Filzgrundgewebes

Die Grundgewebestruktur eines Filzes (z.B. gemäß Abb. 1) findet man meist wegen der dämpfenden Wirkung des aufgenadelten Vlieses nur partiell im Papier wieder. Vliesmarkierungen sind seltener anzutreffen (Abb. 2). Die Verankerung zwischen Vliesdeckschicht und Grundgewebe findet bei der Filzherstellung dadurch statt, dass beide Filzbestandteile von in —• Nadelbrettern gehaltenen Nadeln (—> Filznadel) mit Widerhaken senkrecht durchstochen werden. Dadurch bilden sich sog. Nadelgassen (grobe Strukturen in Laufrichtung) im Vlies ab, die auch im Pa-

459 pier markieren können. Über Änderung des Filzaufbaus (Grundgewebebindung, Vliesaufbau, Faserfeinheit) kann den genannten Markierungen entgegengewirkt werden. Eine weitere Möglichkeit, die Filzmarkierungen abzuschwächen, ist der Einbau einer sog. Offsetpresse ohne Filzbespannung als letzte Presse einer Pressenpartie. Neben Grundgewebe und Vlies markiert manchmal auch die Filznaht (—• Filz). Andererseits werden aber auch Markierfilze verwendet, die der feuchten Papierbahn in der Pressenpartie eine Struktur gewollt einprägen.

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festigkeitsgebende Fadenschar, die durch die Filznadeln beim Vernadeln möglichst nicht beschädigt werden sollte. Deshalb haben Filznadeln für die Herstellung von Papiermaschinenfilzen einige besondere Eigenschaften. Die Spitze ist so ausgeformt, dass die meist im Grundgewebe verarbeiteten —• Monofilamente von 0,2 bis 0,5 mm Durchmesser möglichst wenig beschädigt werden. Der Schaft hat einen dreieckigen oder tropfenförmigen Querschnitt. Die Kerben, die die Fasern transportieren, sind an einer, 2 oder 3 Seiten des Arbeitsschafts angeordnet. Filznadeln mit Kerben an 3 Seiten werden nur bei Nadelvliesen, nicht jedoch bei Papiermaschinenfilzen eingesetzt, da man bei Papiermaschinenfilzen durch eine gezielte Ausrichtung der Kerben eine starke Schädigung der Längsfäden vermeiden möchte. Die Größe der Kerben und der Winkel, den die Kerbe zum Schaft hat, sind maßgeblich für die Menge der transportierten Fasern.

Neben der visuellen Bewertung benutzt man immer häufiger die Bildanalyse (—> Bildanalysator) zum Identifizieren und Quantifizieren der Geometrie und Stärke von Filzmarkierungen. PR

Die Tiefe der Kerben und die Dicke des Schafts müssen der zu verarbeitenden Faserfeinheit angepasst sein. Grobe Fasern erfordern dicke Nadeln mit tiefen Kerben und feine Fasern dünne Nadeln mit kleinen Kerben, damit die Spuren des Nadeleinstichs in der Oberfläche gering bleiben. Durch mehrmillionenfache Einstiche nutzen sich die Nadeln ab und können auch in Einzelfällen abbrechen. Deshalb müssen die Nadelfilze auf Reste von abgebrochenen Nadeln kontrolliert werden. Dafür kann die ferromagnetische Eigenschaft des Nadelmaterials ausgenutzt werden. AL

Filznadel (felting needle) Filznadeln werden in der —> Vernadelungsmaschine dazu benutzt, um bei der Herstellung von —• Nadelfilzen die Vliesfasern im —•Nadelvlies innig miteinander zu verbinden und im —» Grundgewebe zu verankern. Im Gegensatz zu Nadelvliesen für andere Einsatzzwecke (z.B. Filter, Polster, Dämmstoffe) haben —> Papiermaschinenfilze immer ein Grundgewebe oder zumindest eine

Filzprägung (felt embossing) Als Filzprägung bezeichnet man eine markante Prägung der Papieroberfläche, die gezielt in der —> Pressenpartie der Papiermaschine mit grobstrukturierten —•Filzen erzeugt wird. Die so entstandene „künstliche" Strukturierung unterscheidet sich von unerwünschten —> Filzmarkierungen. Zu den Anwendungsgebieten von Papieren mit Filzprägung gehören z.B. Werbedrucksachen, Visi-

Iii Querrichtung Abb. 2: Isolierte Vliesmarkierung aus einem Filz

460 tenkarten, Büroumschläge, oder Urkunden.

Pressemappen NE

Filzregulierwalze (felt guide roll) Filzregulierwalzen dienen zur Regulierung des Filzlaufs entsprechend der durch den —> Filzlaufregler ermittelten Filzposition. Sie ähneln konstruktiv den —• Filzleitwalzen. Der Filzlauf kann durch Winkelverstellung mittels Stellglied korrigiert werden. Dies wird erforderlich, wenn der Filzlaufregler eine Abweichung von der Mittellage registriert, die durch nichtparallele Walzenlage, unterschiedlich starke Abarbeitung der Walzenoberflächen oder einseitige Pressung bedingt sein kann. Aufgrund der Haftreibung zwischen Regulierwalze und —> Filz ändert dieser seine Laufrichtung minimal. Die Filzregulierwalze sollte im stumpfen Winkel, bezogen auf den Filzlauf, hinter der Spannwalze montiert sein. Dabei ist es vorteilhaft, einen größeren Abstand zur vorstehenden Walze als zur. nachfolgenden Walze einzuhalten. Je geringer der Abstand zu den benachbarten Walzen ist, umso geringer muss der Gesamtumschlingungswinkel der Filzregulierwalze sein. Während auf der Triebseite der Zapfen der Regulierwalze in einem um einen Punkt drehbaren Lager ruht, ist er fuhrerseitig in einem mit oder gegen die Filzlaufrichtung verschiebbaren Stellglied gelagert. Wird der Lagersupport auf der —> Führerseite gegen die Laufrichtung verschoben, erfolgt eine Korrektur des Filzlaufs zur Führerseite. Bei einer Verstellung in Laufrichtung läuft der Filz zur Triebseite. K X

Filzreinigungsmittel (felt cleaner) Filzreinigungsmittel werden eingesetzt, um —» Filze von Verschmutzungen zu befreien, die mit Wasser und mechanischen Reinigungseinrichtungen nicht entfernbar sind. Der Einsatz von Chemikalien sollte immer auf die Art der Verschmutzung abgestimmt sein. Die kontinuierliche Reinigung ist die effektivste Methode, meistens aber nicht ökonomisch zu

vertreten, da der Chemikalienverbrauch sehr hoch ist. Bei der periodischen Reinigung werden die Chemikalien während eines Produktionsstillstands im Kriechgang bei abgehobener Presse und abgestelltem Rohrsauger durch —> Spritzrohre oder mit einer Gießkanne aufgebracht und nach einer Einwirkdauer von ca. 15 bis 30 min gründlich bei anliegender —> Presswalze ausgewaschen. Die im Handel befindlichen Filzreinigungsmittel lassen sich in 3 Gruppen einteilen: •

•

•

alkalische Reiniger (ca. pH 11) zum Entfernen z.B. von —• Harzen und Aluminiumhydroxiden (z.B. —• Natronlauge zur Verseifung organischer Substanzen - mit —• Netz- und —> Dispergiermitteln) saure Reiniger (ca. pH 2) überwiegend zum Lösen von Carbonateinlagerungen (z.B. Phosphorsäure mit Netz-, Dispergiermitteln und Korrosionsinhibitor) lösungsmittelhaltige Reiniger für das Lösen z.B. von —> Bitumen, Harzen, Klebern und —• Wachsen (z.B. naphtenische und aliphatische —• Kohlenwasserstoffe).

Die alkalische und saure Filzwäsche kann einzeln oder nacheinander erfolgen. Die Vorschriften der Lieferanten bezüglich der Verdünnung und Einwirkdauer sind unbedingt einzuhalten, wobei auf eine gute Homogenisierung des Ansatzes zu achten ist, um irreversible Schädigungen des Filzes zu vermeiden. Die Reinigung von Filzen außerhalb der Papiermaschine ist unüblich. KX

Filzseite (felt side) Bei den weit verbreiteten Vier-WalzenPressen in der —> Pressenpartie von Papiermaschinen kommt das Papier an seiner —> Oberseite mit dem —• Pick-up-Filz und dem dritten —• Pressfilz und an seiner —> Unterseite mit dem Unterfilz in Berührung. Bei dieser Konfiguration ist das Papier an seiner Unterseite, an der es mit der glatten Zentralwalze in Berührung stand, meist glatter als an seiner Oberseite, der Filzseite, wo

461 es nacheinander mit 2 Filzen gepresst wurde. Dies ist neben der möglichen Trockengehaltssteigerung ein Argument für eine nachfolgende vierte Presse, bei der dann die Unterseite die Filzseite ist und die Glätte der Oberseite durch eine glatte Walze verbessert wird. Allgemein wird deshalb die Papierseite als Filzseite bezeichnet, die zuletzt mit einem Filz in Berührung stand. Im Interesse einer möglichst geringen —• Zweiseitigkeit muss die Oberfläche des letzten Pressfilzes so konstruiert sein, dass die Papieroberfläche möglichst keine Abdrücke von Vliesfasern (—* Filzmarkierung) erhält. Bei einem idealen Papier sollte die Filzseite nicht erkennbar sein. Bei doppelt befilzten Pressen in der letzten Position, wie sie bei Papieren höherer —> flächenbezogener Masse und bei —> Schuhpressen üblich sind, hat der Begriff der Filzseite keinen Sinn, da beide Seiten des Papiers beim Durchlauf durch die Walzenspalte der Presse(n) mit einem Filz in Kontakt stehen. AL

Filzstandzeit (life of feit) Die Filzstandzeit entspricht der Lebensdauer eines —> Filzes in der Papiermaschine und wird durch verschiedene Faktoren bestimmt: •

•

•

•

maschinenbedingte: —•Linienkraft, Maschinengeschwindigkeit, Pressentyp, Walzenhärte, Zugbeanspruchung und —> Filzkonditionierung ökonomische: zu geringe Entwässerungsleistung im Walzenspalt fuhrt zu einem unproportional höheren Energieverbrauch in der —• Trockenpartie, Minimierung der Stillstandszeiten durch Mitwechsel bei einem Stillstand stoffliche: Art und Menge von Füllstoffen (Abrasion), Verunreinigungen speziell bei Altpapier- und Papierhilfsstoffeinsatz (Verschmutzung) Filzdesign (Grundgewebe- und Nadelvliesaufbau) (—• Nadelvlies).

Gründe fur einen Filzwechsel können ein geplanter Stillstand, bei dem der Filz mitge-

wechselt wird, ein Verunglücken des Filzes durch äußere Umstände (z.B. Löcher durch —• Stoffbatzen) oder das Erreichen des Endes der Filzlebensdauer sein. Dieses Ende ist erreicht, wenn durch Abrieb, der verursacht wird durch Rohföaugerbeläge, Unregelmäßigkeiten auf der Walzenoberfläche, Differenzgeschwindigkeiten zwischen Presswalzen und Filz, —> Hochdruckspritzrohre, abrasive —• Füllstoffe, chemische Schädigung durch —• Säuren oder oxidierende Substanzen (z.B. —• Bleichmittel, —• Biozide), die Vliesschicht stark reduziert oder geschädigt ist. Ebenfalls kann die Einlagerung von Verschmutzungen (z.B. —» Bindemittel aus dem Ausschuss und/oder —• Altpapier, —> Nassfestmittel, —• Stärke), verbunden mit einer Verdichtung des Filzes, oder das Absinken der Festigkeit in Maschinenrichtung einen Filzwechsel erfordern. Prinzipiell sinken mit Zunahme von Maschinengeschwindigkeit, Presswalzenhärte, —> Pressdruck, Füllstoffanteil und Einsatz von Nassfestmitteln die Laufzeiten. Filzbedingt fuhren feinere Fasern der Nadelvliesschicht zu einem höheren Verschleiß als gröbere Fasern. In —> Schuhpressen werden durch eine gleichmäßigere Belastung der Filze im —» Pressnip längere Standzeiten als bei Walzenpressen erzielt. Bei —• Abnahmefilzen werden die längsten Laufzeiten erreicht, in Einzelfällen über ein Jahr. KX

Filztrockner (felt dryer) Filztrockner sind dampfbeheizte Zylinder in der —• Trockenpartie der Papiermaschine, über die der —• Trockenfilz zwecks seiner Trocknung ohne Papier gefuhrt wird. Da die Trockenfilze durch —» Trockensiebe ersetzt wurden, haben Filztrockner ihren Sinn verloren, da sie nur die —> Hydrolyse der —• Siebe fordern. Sie werden bei Umbauten entfernt und bei Neubauten nicht mehr vorgesehen. AL

462 Fingerschutzwinkel (nip guard) Fingerschutzwinkel sind Sicherheitseinrichtungen, die ein Hineingreifen in den einziehenden Walzenspalt eines —• Kalanders verhindern (—> Nipschutz). Sie sind vor der Einlaufseite des Walzenspalts so angebracht, dass zwischen der Walzenoberfläche und der Schutzvorrichtung maximal 8 mm Abstand verbleiben. Dieses umstrittene Bauelement des Kalanders ist fur die Sicherheit des Bedienpersonals unverzichtbar und von der Papiermacher-Berufsgenossenschaft zwingend vorgeschrieben, auch wenn es fur den Satinageprozess (—> Satinage) überflüssig ist und darüber hinaus das Auffuhren der Papierbahn behindert. Die Form der Fingerschutzwinkel reichte vom einfachen Schutzrohr über Winkeleisen bis hin zu Formprofilen aus Aluminium und CFK-Werkstoffen (kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe) mit Lippenverstelleinrichtungen zum Ausgleich der Durchbiegung des Schutzwinkelkörpers (Abb. 1). Dabei blieb es problematisch, für die Schutzwinkel eine Form zu finden, die bei den - durch das Abdrehen bedingten - wechselnden Walzendurchmessern einen Sicherheitsabstand von 8 mm ohne ständig neue Anpassungen gewährleistet. Im Zuge der Entwicklung neuer Kalanderkonzepte entstand ein automatischer Nipschutz, der die Forderungen nach Sicherheit und einfachster Bedienung erfüllt (Abb. 2). Dieser Schutzwinkel (2) wird beim Walzenwechsel pneumatisch abgeschwenkt (1).

Nach dem Wechsel einer Walze mit anderem Durchmesser stellt eine Steuerkurve (3/4) am Schutzwinkelhalter beim Wiederanschwenken automatisch die erforderliche Position mit den korrekten Sicherheitsabständen wieder ein.

Abb. 2: Automatischer Nipschutz

Bisher kommen nur —> Janus Concept-Kalander ohne Schutzwinkel aus, da die Papierbahn nicht mehr von Hand aufgeführt wird und die - auch durch relativ große Leitwalzendurchmesser bedingten - Abstände zum Walzenspalt das Hineingreifen unmöglich machen. SZ

Firnisse (varnishes) Lösungen von Bindemitteln in einem —• Lösemittel werden in der Druckfarbenindustrie Firnisse genannt. Firnisse für dünnflüssige —• Druckfarben (—• Tief- und —> Flexodruck) werden durch Lösen von —» Harzen in einem geeigneten Lösemittel hergestellt. Beim Illustrationstiefdruck dient als Lösemittel vorwiegend —• Toluol, beim Verpackungstiefdruck und Flexodruck - > Ethylalkohol und EthylRundrohr Winkeleisen Schutzwinkelprofil acetat. Das Lösen der Harze (speziell entwickelt) erfolgt unter Rühren in eiAbb. 1 : Entwicklung der Fingerschutzwinkel am Kalander nem dafür geeigneten Ge-

463 fäß. Als Rührer dienen Flügelrührer, Dissolverscheiben oder Ultraturaxe. Für die pastösen Bogenoffset- und Buchdruckfarben werden verschiedenartige Naturund Kunstharze in trocknenden vegetabilen Ölen sowie —• Mineralölen in speziellen Anlagen mehrere Stunden bei höherer Temperatur (100 bis 180° C) gelöst (Kompositionsfirnis). Die Pflanzenölkomponente (—• Leinöl, —• Holzöl oder Rizinenöl) in diesen Firnissen erlaubt eine oxidative Trocknung der Druckfarben (—• Leinölfirnis). Die dünnflüssigere Mineralölkomponente schlägt beim Kontakt der Druckfarbe mit dem Papier schnell in das Papier weg und bewirkt dabei eine Vorverfestigung des gedruckten Farbfilms. Für Firnisse von Rollenoffsetdruckfarben werden Harze unter Erwärmung vorwiegend in Mineralölen (Siedebereich 240 bis 300° C) gelöst, die sich durch Heißluft aus dem gedruckten Farbfilm verflüchtigen lassen. Der Anteil an trocknenden Ölen ist klein. Neuerdings können die Mineralöle z.T. durch Pflanzenölderivate (z.B. Dodekansäuremethylester) ersetzt werden, die eine genügend hohe Flüchtigkeit besitzen. Bei Firnissen für Zeitungsoffsetdruckfarben (Coldset) werden schwerflüchtige Mineralöle eingesetzt, neuerdings auch Pflanzenöle und deren Derivate, in den USA vorwiegend Sojaöl. Firnisse werden fur Druckfarben aller —» Druckverfahren benötigt, wobei sich ihre —• Viskosität nach ihrem Verwendungszweck richtet. Die Firnisse für pastose, dickflüssige Druckfarben sind ebenfalls dickflüssig und werden bei höheren Temperaturen gelagert, damit ihre Viskosität noch niedrig genug bleibt, um sie pumpen zu können. Firnisse für Flüssigfarben (Tief- und Flexodruck) sind dagegen dünnflüssig. Um eine gleichmäßige Druckfarbenproduktion zu gewährleisten, werden die Firnisse vor der Lagerung auf ihren Feststoffgehalt, ihre Lösemittelzusammensetzung und ihre Viskosität kontrolliert. RO

Firnissieren (varnishing) Als Firnissieren wird das Bedrucken eines Substrats nur mit einem dünnen —> Firnis, z.B. geblasenem —• Leinöl, Leinölstandöl oder —> Leinölfirnis, bezeichnet. Das Firnissieren erfolgt vor dem Bedrucken von sehr saugfähigen Papieren und dient dazu, das zu starke Eindringen der folgenden —> Druckfarbe^) in das Papier (Wegsacken) zurückzudrängen. Nur durch diese Maßnahme kann in bestimmten Fällen die gewünschte Färbung auf diesen Papieren im Druck erreicht werden. Darüber hinaus wird der Druckfarbenverbrauch zur Erzielung dieser Färbung erniedrigt. RO

Fischgewässerverordnung (Fisheries Law) Bei den Fischgewässerverordnungen in den einzelnen Bundesländern handelt es sich um Regelungen, mit denen die Qualität der Gewässer als Fischgewässer sichergestellt werden soll, und zwar hinsichtlich der Fischarten, die sich üblicherweise in den jeweiligen Gewässern aufhalten. Rechtsgrundlage für die Verordnungen ist die Richtlinie 78/659/EWG des Rates vom 18. Juli 1978 über die Qualität von Süßwasser, das schutzoder verbesserungsbedürftig ist, um das Leben von Fischen zu erhalten (Amtsblatt L 222 vom 14.8.1978, S.l mit nachfolgenden Änderungen, etwa durch Richtlinie 91/692/EWG vom 23.12.1991 (ABl. L 377 vom 31.12.1991, S. 48). Aufgrund der vom Grundgesetz zugewiesenen Gesetzgebungszuständigkeit sind die Bundesländer zum Erlass dieser Verordnungen verpflichtet. Während die Werte aus der Richtlinie im Wesentlichen unverändert übernommen werden, bleibt als Gestaltungsspielraum für die Bundesländer die Entscheidung, welche Gewässer in welchen Abschnitten als Cypriniden- oder Salmonellengewässer ausgewiesen werden. Diese Entscheidung richtet sich in erster Linie nach fischereibiologischen Gesichtspunkten. Für die Zellstoff- und Papierindustrie gibt es im Einzelfall bei kleineren —• Vorflutern

464 Probleme mit der Einhaltung der Differenztemperaturwerte zwischen der Entnahmetemperatur und der Temperatur nach Einleitung des —• Abwassers und Vermischung mit dem Gewässer (siehe auch —> Abwasserrecht, —• Wasserwirtschaft, —> Umweltrecht). MR

Fischtest (fish test) Der Fischtest ist ein Verfahren zur Ermittlung toxischer Wirkungen von —• Abwässern oder chemischen Verbindungen und deren Gemische auf Fische. Die Durchführung des Fischtests erfolgt meist aufgrund von gesetzlichen Anforderungen (—• Wasserhaushaltsgesetz, —• Abwasserabgabengesetz). Der Fischtest wird nach DIN 38409 L31 durchgeführt. Zur Beurteilung von Abwasser mit dem Fischtest wird die Verdünnungsstufe ermittelt, bei der keiner der Fische innerhalb einer Testzeit von 48 h stirbt. Als Testfisch wird die Goldorfe verwendet. Bei Abwässern der Papierproduktion liegt im Allgemeinen keine Fischgiftigkeit vor. DE

Fixiermittel (fixing agent) Fixiermittel fixieren —• Störstoffe auf der —> Faser bzw. auf —» Feinstoffen, so dass diese mit dem Papier ausgetragen werden. Als Störstoff bezeichnet man allgemein Substanzen, die den Prozess der Papierherstellung negativ beeinflussen. Man unterscheidet zwischen wasserlöslichen und wasserunlöslichen Störstoffen. Wasserlösliche Störstoffe sind z.B. —• Lignosulfonat, Polyphosphat, Holzextraktstoffe. Wasserunlösliche Störstoffe sind z.B. (schädliches) —• Harz, White Pitch (Partikel aus —• Streichfarben beim Wiedereinsatz von gestrichenem —> Ausschuss) oder —> Stickies (klebende Substanzen, z.B. von —• Klebstoffen in Haftklebern). Der Mechanismus der Störstoff-Fixierung ist zweistufig: (1) Neutralisation des (polyanionischen) Störstoffs unter Bildung eines Polyelektrolytkomplexes und (2) dessen Fixierung auf der Faser. Unter sauren Papierherstellungsbedingungen (—• saure Fahrwei-

se) ist —• Aluminiumsulfat das Fixiermittel der Wahl. Die Chemie der synthetischen Fixiermittel für den pH-neutralen Bereich ist vielfältig: •

•

•

Synthetische organische Polymere, wie Polyz.B. Polyethylenimin (PEI), acrylamide (PAM), Polydiallyldimethylammoniumchlorid (PDADMAC), Polyamine (Kondensationsprodukte auf Basis Epichlorhydrin und Dimethylamin, PAm) und Dicyandiamid-FormaldehydKondensate Wasserlösliche anorganische Produkte, wie z.B. Aluminiumsulfat und Polyaluminiumchloride Adsorptiv wirkende Feststoffe, wie z.B. —• Talkum und —> Bentonit. MN

Flachbettstanze (flat bed die cutting machine) —• Stanzmaschine

Flachbeutel (fiat bag) Beutel

Flachdruck (planographic printing , planography) Als Flachdruck bezeichnet man diejenigen —> Druckverfahren, bei denen die druckenden und die nichtdruckenden Stellen der —> Druckform in derselben Ebene liegen. Die Verfahren beruhen auf der lokalen Veränderung der Oberflächeneigenschaften der Druckform (farbannehmend/farbabstoßend). Zum Flachdruckverfahren zählen —> Offsetdruck, das dominierende Verfahren des Flachdrucks, Stein-, Licht-, Blech- und Zinkdruck sowie neuere elektrostatische Verfahren. Erfunden wurde der Flachdruck von Alois Senefelder (1798). Er behandelte feinporige Kalksteine mit fetter Kreide und Seife und konnte nach dem Gummieren Abzüge ohne Hochätzen herstellen. Dieses Verfahren wird unter der Bezeichnung Steindruck (—• Lithographie) noch immer ausgeführt.

465 Der Lichtdruck wird ebenfalls zum Flachdruck gerechnet, da ihm das Prinzip des chemisch-physikalischen Drucks zugrunde liegt. Die chromierte —> Gelatine ist vor und nach dem Kopieren unterschiedlich quellfähig. Die gefeuchtete Gelatine nimmt nur an den kopierten Stellen Farben an. Das druckfähige Quellrelief weist aber auch Merkmale des Tiefdrucks (—> Tiefdruckverfahren) auf, da die farbannehmenden Stellen etwas vertieft in der Gelatineschicht liegen. Der Lichtdruck ist ein qualitativ hochstehendes Verfahren, gestattet aber wegen der Empfindlichkeit der Lichtdruckplatte gegenüber mechanischer Beanspruchung nur eine beschränkte Auflagenhöhe (etwa 1 500 Drucke). Zu den Besonderheiten des —• Offsetdrucks zählt, dass die Druckerzeugnisse indirekt hergestellt werden. Die Farbübertragung auf den —> Bedruckstoff erfolgt über einen Zwischenträger, ein —• Gummidrucktuch. Wegen der Möglichkeit, sowohl für die Druckform als auch für das Gummidrucktuch und den Gegendruckkörper rotierende Zylinder zu verwenden, konnte dieses indirekte Druckverfahren (—> indirekter Druck) zu sehr großer Leistungsfähigkeit entwickelt werden. Die elektrostatischen Verfahren verwenden Fotohalbleiterschichten, bei denen Bild- und Nichtbildsteilen durch elektrostatische Ladungskräfte nach dem Prinzip der —> Elektrofotografie differenziert werden (—> Xerographie). NE

Flächenbezogene Masse (basis weight, grammage , substance) Die flächenbezogene Masse zählt zu den Grundeigenschaften von Papier. Als flächenbezogene Masse wird die Masse von Papier oder Pappe einer gewissen Flächeneinheit meistens ein Quadratmeter - bezeichnet. Sie wird folgendermaßen berechnet: g = ^ - 1 0 4 [g/m 2 ] A mit m: Masse der Probe in [g] A: Fläche der Probe in [cm 2 ]

Da es sich bei Papier um ein —»hygroskopisches Material handelt, nimmt es in Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft Feuchtigkeit auf (—• Adsorption) oder gibt Feuchtigkeit ab (Desorption). Aus diesem Grund hängt die flächenbezogene Masse von Papier vom Umgebungsklima bzw. dem daraus resultierenden —> Feuchtegehalt des Papiers ab. Zur Bestimmung der flächenbezogenen Masse wurde daher ein spezielles Prüfverfahren normiert, um vergleichbare und reproduzierbare Angaben der flächenbezogenen Masse machen zu können. Das Prüfverfahren zur Bestimmung der flächenbezogenen Masse ist in D I N EN ISO 536 festgelegt. Die Norm empfiehlt vor der Bestimmung der flächenbezogenen Masse eine —• Klimatisierung des Probematerials. Wird von dieser Empfehlung abgewichen, muss der Zustand der Probe bei ihrer Wägung bei der Angabe der flächenbezogenen Masse erwähnt werden. Entsprechend der Norm müssen insgesamt 20 Proben aus mindestens 5 Probestücken entnommen werden. Von jeder Probe wird die flächenbezogene Masse bestimmt. Die Norm empfiehlt eine rechteckige Probenfläche von 200 mm χ 250 mm. Im Allgemeinen werden jedoch keine rechteckigen, sondern runde Proben ausgestanzt oder mit einem Rundschneider ausgeschnitten. Es werden vorzugsweise Stanzen oder Rundschneider eingesetzt, die Proben mit einer Fläche von 100 cm 2 produzieren, was die Berechnung der flächenbezogenen Masse vereinfacht. Diese Maße und diese Vorgehensweise beziehen sich jedoch nicht auf —• Laborblätter. Bei Laborblättern verbietet sich das Ausstanzen von Proben zur Bestimmung der flächenbezogenen Masse, da die unbeschädigten Laborblätter noch für andere Prüfungen benötigt werden. Laborblätter, die mithilfe des Rapid-Köthen-Blattbildners erzeugt werden, haben jedoch einen genormten Durchmesser von 201 mm, so dass die Fläche mit 317 cm 2 leicht zu berechnen ist und mit der gemessenen Masse des Laborblatts die flächenbezogene Masse ermittelt werden kann. WS

466 Flächendeckung (area coverage , dot area) Als Flächendeckung bezeichnet man die Summe der Druckbildelemente (—• Druckbild) einer in Bild- und Nichtbild zerlegten Fläche. Bei der Reproduktion von Halbtonbildern werden Bilder in viele kleine, für das Auge im normalen Betrachtungsabstand nicht auflösbare und dem jeweiligen —> Halbton entsprechende Bildelemente (z.B. —• Rasterpunkte) zerlegt. Somit ergibt z.B. die Summe aller Flächeninhalte der Rasterpunkte eines gerasterten Bildes (—•Rastern) die Flächendeckung, auch Flächenbedeckung genannt. NE

chendeckung zur Gesamtfläche als Flächendeckungsgrad (Abb.l und 2). In der Praxis wird der Flächendeckungsgrad F auch als Verhältniszahl, die vorzugsweise in Prozent ausgedrückt wird, zwischen der Rasterpunktfläche Ap u n k t = KY 2 und der Fläche des Elementarquadrats Aoesamt= k 2 angegeben, wobei sich die Kantenlänge k des Elementarquadrats aus der —» Rasterweite ergibt. Beim Rasterbild errechnet sich der Flächendeckungsgrad oberhalb der Kreuzlage:

F=

Punkt

Λ

Λ

100 [%]

Gesamt

unterhalb der Kreuzlage: Flächendeckungsgrad (percent area coverage , percent dot area)

Punkt

F = 1-

100 [%]

A Gesamt

Die Kreuzlage kennzeichnet den Übergang im Rastertonwertverlauf (—> Rasterton) vom farbflächenumgebenen, „offenen" zum farbführenden, freistehenden Rasterpunkt. NE

Rasterpunkt Elementarquadrat

Abb. 1: Flächendeckungsgrad (Quelle: Institut fìir Papierfabrikation, T U Darmstadt)

Bei gerasterten Flächen oder Rasterbildern bezeichnet man das Verhältnis von —• FläUnterhalb der Kreuzlage

Kreuzlage

F = 40 %

F = 50 1

Abb. 2: Flächendeckungsgrad

Flächengewicht (basis weight , grammage , substance) Bei dem jahrzehntelang verwendeten Begriff Flächengewicht handelt es sich um einen mittlerweile veralteten Begriff, der in der aktuellen europäischen Normung durch —> flächenbezogene Masse ersetzt wurde. Dennoch wird in der Industrie häufig noch WS dieser Begriff verwendet.

Oberhalb der Kreuzlage

F = 60 %

Flächengewichtsmessanlage (basis weight measuring device) Flächengewichtsmessanlagen dienen zur gravimetrischen oder berührungslosen Bestimmung der —> flächenbezogenen Masse von Papier oder Karton, unabhängig von ihrem Veredelungszustand (z.B. —> Streichen).

467 1) Messanlage im Labor, integriert in sog. Paperlabs, in denen Papiere weitgehend automatisch geprüft werden. Hier erfolgt die Messung einer Probe nach Ausstanzen einer runden Fläche von 100 cm 2 und Wägung dieser Probe, normalerweise im klimatisierten Zustand (Normklima: 50 % —• relative Luftfeuchtigkeit, 23° C). 2) On-line-Messung, traversierend in Papierund —• Streichmaschinen eingebaut. Der Messwert für die flächenbezogene Masse wird an der laufenden Materialbahn nach dem Prinzip des Durchstrahlverfahrens ermittelt (Abb.). Zwischen einer Ionisationskammer und einem radioaktiven Betastrahler wird die Bahn hindurchgeführt, so dass sie den Elektronenstrahl kreuzt. Die durchstrahlte Papier- oder Kartonbahn tritt mit den Betateilchen in Wechselwirkung, wodurch es zu einer —» Absorption eines Teils der —> Strahlung kommt. Das in der Ionisationskammer gebildete Ausgangssignal ist der flächenbezogenen Masse proportional. Als radioaktives Material kommt meist das Nuklid Krypton 85 zum Einsatz. Für flächenbezogene Massen unter 50 g/m 2 verwendet man Prometium 147 und oberhalb 850 g/m 2 Strontium 90.

Das Messsignal kann zur Regelung der flächenbezogenen Masse über die Breite der Papiermaschine eingesetzt werden. Dafür ist ein Messort vor der —> Trockenpartie am zweckmäßigsten. Darüber hinaus garantiert der Einsatz von on-line-Flächengewichtsmessanlagen ein gleichmäßiges Längsprofil in —> Längsrichtung. In Verbindung mit einer on-line-Feuchtigkeitsmesseinrichtung können die Messwerte zur Berechnung der otroflächenbezogenen Masse (—> absolutes Trockengewicht) herangezogen werden. Bei Streichmaschinen, in der vor und nach jedem —• Streichaggregat eine solche Messanlage installiert sein kann, wird das —> Auftragsgewicht des —> Strichs über Steuerungsmechanismen des Streichaggregats geregelt. EI

Flächenvariabler Tiefdruck (autotypic gravure print) Als flächenvariabler Tiefdruck wird ein Verfahren des —> Rakeltiefdrucks bezeichnet, bei dem zur Erzeugung von —» Tonwerten der Punktdurchmesser bei konstanter Näpfchentiefe (autotypischer Tiefdruck) variiert. Wie die anderen —> Druckverfahren, so ist auch der —• Tiefdruck um eine Reproduktion der Tonwerte bemüht. Die druckenden Vertiefungen in der Tiefdruckform können dazu bei Anordnung in einem festen Raster • •

•

Signal On-line Messung der flächenbezogenen Masse nach dem Durchstrahlverfahren

bei gleicher Öffnungsfläche tiefenvariabel sein (konventioneller Tiefdruck) bei gleicher Tiefe in der Öffnungsfläche variabel sein (flächenvariabler oder autotypischer Tiefdruck) in Öffnungsfläche und Tiefe variabel sein (halbautotypischer Tiefdruck).

Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, Näpfchen mit identischer Tiefe und gleichem Durchmesser in unterschiedlicher Anzahl pro Fläche zu erzeugen (im Bereich der Laserdirektgravur). Typisch und verbreitet ist die Zylinderätzung zur Herstellung konventioneller und flächenvariabler Tiefdruckformen. UR

468 Flachs (flax) (Linum usitatissimum L., Familie Linaceae) Flachs ist eine Einjahreskrautpflanze, deren Fasern zur Herstellung von Leinen verwendet werden oder deren Samen zur Erzeugung von —• Leinöl genutzt werden. Man spricht von Faserflachs und Samenflachs. 1) Dicht gesät, kann Faserflachs etwa 1 m hoch werden, wobei die Pflanze oben stark verzweigt ist. Die Stängel haben einen Durchmesser von 0,25 bis 0,5 cm. Der Stängel der Flachspflanze hat einen verholzten inneren Teil, durchlöchert, auch Schäben genannt. Er macht etwa 70 % des Gewichts aus. Die Fasern sind sehr kurz und ähneln mehr einem —> Laubholzzellstoff. Die langen Fasern, die zur Erzeugung von Leinen benutzt werden, findet man in der Rinde und im Bast der Pflanze. Nach dem Rösten kann man 30 bis 75 cm lange Faserbündel entfernen. 2) Samenflachs ist niedriger und verzweigt vom Boden nach oben. Hier sind die Faserbündel kurz und unbrauchbar fur die Textilerzeugung, aber die Einzelzelle ist gleich groß wie beim Faserflachs. Die Einzelfaser ist sehr lang (4 bis 66 mm), im Mittel 30 mm bei einer Breite von 15 bis 40 μιη und einem sehr gleichmäßigen Dickenverlauf der Faser. Die Flachsfaser ist als typische unverholzte Rindenbastfaser sehr interessant für die Gewinnung guter Papiere. Meist werden textile Abfälle, —> Hadern genannt, verwendet, aber auch Originalfasern sind in Gebrauch, z.B. fur —> Zigarettenpapiere in den USA. In den USA wurden 1996 ca. 200 000 t Samenflachsstroh nach Dekortikation (60 % Bast, 40 % Schäben) für die Zigarettenherstellung gebraucht. In den 90er Jahren hat man mit EU-Hilfe wieder versucht, den Flachsanbau in Westeuropa zu fordern. Die deutsche Anbaufläche ist jedoch nicht größer rund 3 000 ha. Der Einsatz von Flachszellstoff in der deutschen Papierindustrie ist unbedeutend. JU

Flachsauger (flat suction box) Flachsauger sind geschlossene Kästen (Flachsaugerkästen), die, innerhalb der —• Siebpartie einer Papiermaschine unter dem —> Sieb angeordnet, zur Trockengehaltssteigerung der bereits gebildeten, aber noch sehr nassen Papierbahn dienen. Flachsauger werden nach der —• Wasserlinie bis vor dem Bereich der —> Siebsaugwalze eingesetzt. Der Trockengehalt wird von ca. 8 % nach der Wasserlinie bis auf 12 bis 17 % vor der Siebsaugwalze mithilfe der Flachsauger gesteigert. Die Flachsauger sind oben geschlitzt oder auch gelocht ausgeführt und meist mit einem Keramikbelag versehen. Abgesaugtes Wasser und eingezogene Luft werden gemeinsam vom Flachsauger nach außen transportiert und in einem —• Wasserabscheider getrennt. Der Wasserabscheider steht in einem Siebwassersammelbecken und lässt eine Steighöhe des Wassers im Wasserabscheider zu, die mindestens der Vakuumhöhe entspricht, die im Flachsauger 0,2 bis 0,6 bar betragen kann. Das —> Vakuum ist weitgehend pulsationsfrei und muss sich für jeden Flachsauger fein einstellen lassen. Um den Siebverschleiß insbesondere bei fullstoffhaltigen —> grafischen Papieren zu verringern, wird ein etwa linearer Anstieg des Vakuums in den hintereinander angeordneten Flachsaugern bis zur Siebsaugwalze eingestellt. BU

Flachsaugkasten (flat suction box) —• Flachsauger

Flachsortierer (flat screen) —• Vibrationssortierer

Flachstauchwiderstand (FCT-Messung) (flat crush resistance, flat crush test , FCT) Mithilfe der FCT-Messung wird die Fähigkeit von —> Wellpappe bestimmt, einer senkrecht zur Wellpappe wirkenden Stauchkraft einen

469 Widerstand entgegenzusetzen. Bei der Verarbeitung von Wellpappe zu Wellpappenschachteln, z.B. beim Schneiden oder Bedrucken, können hohe Flachstauchkräfte senkrecht auf die Wellpappe wirken. Die Bestimmung des Flachstauchwiderstands ist in D I N EN 23035 definiert. Entsprechend der Norm ist eine runde Wellpappenprobe vorgeschrieben, deren Größe jedoch nicht festgelegt ist. Es bietet sich zur Vereinfachung der Ergebnisauswertung eine Probe mit einem Durchmesser von 113 mm an, so dass sich eine Probenfläche von 100 cm 2 ergibt. Die Probe wird in einer Druckprüfmaschine zwischen planparallelen Platten mit einer Vorschubgeschwindigkeit (—» Belastungsgeschwindigkeit) von 12,5 mm/min zusammengedrückt (Abb. 1). Um ein gültiges Messergebnis zu erhalten, dürfen die Wellen der Probe während des Tests nicht kippen. Als Messwert wird der Flachstauchwiderstand in Kilo-Pascal [kPa] angegeben, der sich aus der maximalen Druckkraft F in Newton [N] und der Probenfläche A in [cm 2 ] nach der Formel FCT = ! ^ A

In Abb. 2 ist eine Kraft-Verformungskurve für den Flachstauchwiderstand dargestellt. Entsprechende Kurven werden während der FCT-Messung aufgenommen, um nicht nur den Endwert (Abb. 2 Punkt 3) in Form des Flachstauchwiderstands, sondern auch den Kurvenverlauf zu registrieren. Der Kurvenverlauf ist durch mehrere Instabilitätspunkte gekennzeichnet. Während der Kompression verhalten sich die Wellen zunächst elastisch, dann halten die Wellenspitzen den Druck nicht mehr aus und geben nach (Abb. 2 Punkt 1). Kraft, Ν

Stauch weg, mm

Abb. 2: Verformungsverhalten von Wellpappe bei der FCT-Messung

[kPa]

errechnet. Dieser Definition gemäß gibt der Flachstauchwiderstand FCT den Widerstand pro Flächeneinheit an, den die Wellpappe der ausgeübten Kraft entgegensetzt, ohne dass die Wellenbahn vollständig zerdrückt wird. Die Anwendung der FCT-Messung ist allerdings auf einwellige Wellpappe beschränkt.

F

Wellpappenprobe Abb. 1 : Prinzip der FCT-Messung von Wellpappe

Jetzt übernehmen die Flanken der verformten Wellen den Druck bis zum zweiten Instabilitätspunkt. Dieser Punkt wird meist als —> Mäanderwert bezeichnet (Abb. 2 Punkt 2). Beim Mäanderwert geben auch die Flanken der verformten Wellen nach. Am Ende ist die Welle zusammengedrückt, d.h. plastisch verformt. Innerhalb der Wellpappenproduktion und -Verarbeitung sollte der Mäanderwert nicht überschritten werden, um eine irreversible Dickenminderung der Wellpappe zu vermeiden. In der Praxis stellt somit der Mäanderwert eine entscheidende Größe dar. WS

Flammfestes Papier (fire resistant paper, flame-proofpaper) Flammfeste Papiere werden als nichtbrennbare Papiere (Brandschutzklassen A 1 und A 2 nach D I N 4102) ebenfalls wie die flammhemmenden oder flammsicheren Papiere

470 aus einem Fasergemisch von Zellstoff (geringe Anteile), Synthese-, Glas- oder Mineralfasern mit hohen Zusätzen von speziellen Pigmenten und flammhemmenden Chemikalien hergestellt sowie, zusätzlich durch Imprägnierung (z.B. feuerfeste Wellenpapiere) oder BeSchichtung (z.B. Tapetenpapiere mit bis 80 % Aluminiumtrihydrat als Füllstoff Magund bis zu 30 g/m 2 Strichauftrag aus nesiumsilikat, Calciumcarbonat und Bindemittel) flammfest ausgerüstet. So dürfen z.B. Papiere der Brandschutzklasse A 1 keine oder nur sehr geringe Anteile brennbarer Bestandteile enthalten. Zu den flammfesten Papieren gehören z.B. die Glasfaserpapiere, die für feuchtigkeitsund hitzebeständige Isolierungen eingesetzt werden. Sie werden auf speziellen -•Langsiebpapiermaschinen hergestellt. Asbestpapiere, die auf Langsieb- oder MehrzylinderRundsiebmaschinen hergestellt werden, dürfen dagegen aus Gründen des Gesundheitsschutzes in vielen Ländern, u.a. in Deutschland, nicht mehr produziert werden. Sie besitzen hervorragende Isoliereigenschaften und sind feuerfest. Asbestpapiere sind weitgehend durch Glasfaser- oder Mineralfaserpapiere ersetzt worden. Flammfeste Papiere (z.T. auch kaschiert, z.B. mit Aluminiumfolie) weden überall dort eingesetzt, wo hohe Anforderungen an den Brandschutz (u.a. im Hochbau) gestellt werden. RH

Flammschutzmittel ( flame retardants) Unter Flammschutzmittel fallen solche anorganischen und organischen Stoffe, die Werkstoffe, wie Holz, Textilien, Kunststoffe oder Papier, flammfest machen, indem sie • • •

die Entflammung verhindern die Entzündung behindern die Verbrennung erschweren.

Hinsichtlich ihrer Wirkung wird zwischen feuererstickenden und verkohlungsfördernden sowie sperr- und dämmschichtbildenden Flammschutzmitteln unterschieden.

1) Verkohlungsfordernde und feuererstickende Flammschutzmittel bilden einen unbrennbaren und wärmeisolierenden Belag, der in der Feuerhitze flammenerstickende Gase abgibt. Das am häufigsten verwendete Ammoniumhydrogenphosphat gibt gemäß der Reaktionsgleichung (NH 4 ) 2 HP0 4

2NH 3 + H3PO4

nicht nur das unbrennbare Ammoniak (NH3) ab, sondern auch verkohlend wirkende Phosphorsäure (H3PO4). 2) Sperrschichtbildende Flammschutzmittel bilden in der Hitze eine nur schwer entflammbare dünne Sperrschicht aus, die dem Luftsauerstoff den Zutritt verwehrt. Früher wurden vornehmlich —> Wasserglas und Borate verwendet, heute werden meist Ammoniumpolyphosphate eingesetzt, die in der Hitze Metaphosphorsäure liefern. 3) Als dämmschichtbildende Flammschutzmittel werden Substanzen verwendet, die sich beim Erwärmen schaumig aufblähen, bei Temperaturen von 250 bis 300° C verkohlen und sich dabei verfestigen. Auf diese Weise kommt es zur Ausbildung eines feinporigen, gut isolierenden Polsters. Geeignet sind Gemische aus Harnstoff, organischen Phosphaten, Melamin und halogenierten organischen Verbindungen, wie z.B. Chlorparaffine, bromierte Diphenylether und andere Bromverbindungen. Dämmschichtbildende Flammschutzmittel spielen bei der Herstellung —> flammsicherer Papiere nur eine untergeordnete Rolle. HA

Flammsicheres Papier (non-flaming paper) Die Auflagen für den Brandschutz beziehen sich allgemein auf die D I N 4102 „Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen". Papier ist deshalb stets in Bezug zu diesen Materialien zu betrachten. Die Baustoffe werden in die Klassen A 1 und A 2 (nichtbrennbar, flammfestes Papier), Β 1 (schwer entflammbar, schwer entflammbares Papier),

471 Β 2 (normal entflammbar) und Β 3 (leicht entflammbar) eingeteilt. Papier, das überwiegend aus organischen Fasern besteht, kann niemals feuerfest und unverbrennbar sein. Es wird stets unter Einwirkung entsprechender Hitze verkohlen. Durch geeignete Zusätze kann jedoch verhindert werden, dass es mit offener Flamme verbrennt oder nach der Berührung mit einer Flamme weiterglüht. Als flammhemmende Mittel werden dem Faserstoffgemisch Chemikalien, wie Ammoniumsalze, Antimonoxide, Aluminiumtrihydrate, Phosphate, Sulfate oder Halogenide (Bromverbindungen), Wasserglas oder organische Borverbindungen, zugesetzt und/oder das Faservlies damit imprägniert. Diese flammhemmenden Mittel spalten entweder bei höheren Temperaturen unbrennbare Gase ab und verdrängen damit den Luftsauerstoff vom Papier oder bilden glasartige Schmelzen als Schutzschicht auf den Fasern. Durch Zusatz von Synthese-, Glas- und Mineralfasern zum -> Zellstoff wird die Entflammbarkeit des Papiers weiter reduziert. Die Papiere werden zusätzlich noch imprägniert oder beschichtet (z.B. mittels Tauchen, Sprühen oder -> Streichen). Eine kostengünstige Variante stellt z.B. die Oberflächenpräperation mittels -> Leimpresse unter Verwendung von Wasserglas dar. Dem Stoffgemisch werden je nach Anforderung noch zusätzlich -> Leimungsmittel, Farbstoffe und Polymerdispersionen (-» Latex) zugegeben. Die Papiere mit flächenbezogenen Massen von ca. 40 bis 300 g/m 2 können ungebleicht, gebleicht oder farbig, imprägniert, gestrichen oder ungestrichen, maschinenglatt oder satiniert sein. Sie enthalten oft bereits zusätzliche Korrosionsinhibitoren (-> Korrosionsschutzpapier). Flammhemmende Papiere werden u.a. im Bausektor (z.B. als Tapeten, Isoliermaterial), im Dekor- oder Werbebereich (z.B. als Postermaterial), als Bitumenpapiere und Elektroisolierpapiere, als Fluting oder Basismaterial fur PVC- und Polyurethan-Beschichtungen (u.a. fur Fußböden) verwendet. Je nach Einsatzgebiet werden deshalb an die flammhemmenden Papiere noch zusätzliche Anforderungen, wie -> Di-

mensionsstabilität, Bedruckbarkeit, hohe Nass- und Trockenfestigkeit, Halogenidfreiheit, chemische Neutralität und antikorrosives Verhalten, gestellt. RH

Flexible Verpackung (flexible package) Unter einer flexiblen Verpackung versteht man eine Verpackung, die bereits unter geringer Belastung bei bestimmungsmäßigem Gebrauch ihre Form wesentlich verändert. Typische Beispiele sind —> Beutel, —> Säcke und —> Taschen. Flexible Verpackungen werden aus biegeweichen Materialien, wie Kunststofffolien, Aluminiumfolien, Papier sowie Kombinationen daraus, gefertigt. Der Großteil flexibler Verpackungen wird im Nahrungsmittelbereich eingesetzt. An die verwendeten Materialien werden dabei hohe Anforderungen bezüglich der Barriereeigenschaften, wie z.B. —• Wasserdampfdichte und Sauerstoffdurchlässigkeit, gestellt. AN

Flexodruck (flexography, flexographic printing , aniline rubber plate printing) Der Flexodruck, auch Anilindruck, Flexographie, Flexo-Print oder Gummidruck genannt, ist ein —• Druckverfahren des —• Hochdrucks, bei dem die —> Druckform aus flexiblen Elastomeren besteht und deren erhabene, druckende Elemente die dünnflüssige, schnelltrocknende Druckfarbe (—> Flexodruckfarbe) auf den —> Bedruckstoff übertragen (Abb. 1). Der Flexodruck wurde Ende des 19. Jh. unter dem ursprünglichen Namen Anilindruck entwickelt. Mit einer reliefartigen Gummidruckform, die von der Stempelherstellung übernommen wurde, und einer Farbe, die aus in Alkohol gelösten Anilinfarbstoffen (—• Anilindruckfarbe) bestand, konnten sehr raue, aber auch nichtsaugende Bedruckstoffe bedruckt werden. Der Flexodruck entwickelte sich rasch zu einem leistungsfähigen Druckverfahren, vor allem zum Bedrucken von Massenerzeugnissen im Verpackungsdruck, wie z.B. —> Papiersäcke, —> Beutel und —> Tüten, Wickelpapiere,

472 —• Etiketten, Formulare, sowie zum Bedrucken von —• Pergamin und —» Folien (Abb. 2).

Abb. 1: Prinzip des Flexodrucks (Quelle: Institut fur Papierfabrikation, T U Darmstadt)

Abb. 2: Flexodruck auf Polyethylenfolie (PE), typisch sind die Quetschränder (Quelle: Institut für Papierfabrikation, T U Darmstadt)

Ein wichtiger, qualitätsbestimmender Faktor im Flexodruck ist die Druckform (—• Druckplatte, —> Flexoklischee), die entsprechend dem eingesetzten Material als Gummi- oder Fotopolymerplatte bezeichnet wird. Die

Gummiplatte (Gummiklischee) wird durch —• Vulkanisieren als Duplikat von einer —• Mater abgeformt, die von einer seitenverkehrten Originaldruckform hergestellt wurde. Gummi (z.B. Natur-, Acrylnitril- und Butylkautschuk) und Gummimischungen (z.B. Gummi/PVC) haben den Vorteil, dass sie eine gute Affinität zu Flexodruckfarben mit unterschiedlichem Aufbau zeigen und die Fähigkeit besitzen, Druckfarben auf verschiedene Bedruckstoffe zu übertragen. Mithilfe der Lasergravur lassen sich die Druckelemente direkt auf der Oberfläche eines Druckformzylinders bilden. Ist der Zylinder für die nahtlose Gravur bestimmt, dann erhält der Zylinderkern zunächst über einen Vulkanisationsprozess eine Gummiauflage (Flexodruckwalze). Fotopolymerplatten lassen sich auf verschiedene Weise herstellen. Die Ausgangsmaterialien sind entweder viskose Flüssigkeiten oder feste Platten. Das Filmnegativ (Vorlage) wird entweder in direkten Kontakt mit dem hochviskosen Fotopolymer gebracht oder auf die Oberfläche einer Fotopolymerplatte gelegt; anschließend wird mittels UVLicht ( - * Ultraviolett-Strahlung) belichtet (—• Belichtung). Die vom UV-Licht getroffenen Stellen des Fotopolymers erhärten. Die ungehärteten Stellen der Fotopolymerplatte werden mit geeigneten —> Lösungsmitteln ausgewaschen, so dass ein Relief entsteht. Durch den Einsatz von Fotopolymerplatten Anfang der 70er Jahre konnte die Druckqualität gegenüber dem Druck mit Gummiplatten deutlich verbessert werden. Die Druckplatten werden üblicherweise mit doppelseitiger Klebefolie auf den Form- oder Plattenzylinder fixiert. Es gibt auch die Möglichkeit, die Druckplatte auf eine Polyesterfolie zu kleben und um den Formzylinder zu spannen. Das typische Flexodruckwerk hat 4 Walzen. Eine Gummiwalze, die als Tauchwalze in der Farbe rotiert und die Farbe an eine Stahl- oder Keramikauftragswalze (Rasterwalze) abgibt. Die Rasterwalze ist eine Walze, deren zylindrische Mantelfläche einheitlich mit untereinander kongruenten Näpfchen graviert ist. Die Näpfchen werden mit Farbe

473 gefüllt und die überschüssige Farbe mittels —> Rakel abgestreift. Damit wird dem Druckformzylinder eine genau definierte, gleichmäßige Farbmenge zugeführt. Der Gegendruckzylinder ist ein glatt polierter Metallzylinder, der den Bedruckstoff trägt und während des Kontakts mit der Druckform stützt. Flexodruckmaschinen sind vorwiegend —• Rollendruckmaschinen, die entweder von Rolle zu Rolle arbeiten, evtl. mit Pianoauslagen (—• Auslage) ausgerüstet sind, oder direkt mit Papierverarbeitungsmaschinen kombiniert werden. Sie bestehen generell aus 4 Aggregaten mit vielen Variationsmöglichkeiten: • • • •

Abwicklung und Einzugswerk Druckwerk Trockner Zuggruppe und Wickelstation

oder nachfolgende in-line-Aggregate. Bei Kombinationsdruckwerken lässt sich das Flexodruckwerk gegen ein Tiefdruckwerk auswechseln. NE

Ethyl-, Acetylcellulose, kommen zur Anwendung. Durch Kombination mit entsprechenden Harzen und —»Weichmachern ist es möglich, daraus Flexodruckfarben herzustellen, die auf den meisten Bedruckstoffen, auch auf Kunststofffolien, gut haften und hohen —• Druckglanz geben. Zum Bedrucken von Polyolefinfolien (Polyethylen, Polypropylen) enthalten die Flexodruckfarben auch Polyamide als Bindemittel. RO

Flexodruckmaschine (flexographic press, flexo press, flexo printing press) Eine Flexodruckmaschine ist eine —• Druckmaschine für den —> Auflagendruck bahnund bogenförmiger —• Bedruckstoffe. Folgende Baugruppen sind für Rollenflexodruckmaschinen charakteristisch: • • • •

Abwicklung und Einzugswerk —» Druckwerk mit —• Farbwerk Trockner Zuggruppe und Wickelstation oder folgende in-line-Aggregate.

Abwicklung und Einzugswerk haben die Flexodruckfarbe Aufgabe der Zufuhrung der Bedruckstoff(flex o-printing ink) bahn zum Druckwerk. Die Bahn muss faltenFlexodruckfarbe zählt zu den Flüssigfarben (—• Druckfarbe), die im —• Flexodruck verarfrei und mit geeigneter —> Bahnspannung in beitet werden. Sie ist ähnlich wie die —> Tief- die Maschine einlaufen. Je nach Arbeitsweise druckfarbe dünnflüssig, wobei als leichtflüchder Flexodruckmaschine werden dafür untertige —> Lösemittel hauptsächlich —> Ethanol schiedliche Systeme eingesetzt. und Ethylacetat und als TrocknungsverzöDie Mono-Abwicklung ist der älteste und gerer Ethoxipropylacetat dienen. Durch Vaeinfachste Typ. In die Materialrollen werden riation des Gehalts der beiden letztgenannten außerhalb der Maschine entsprechende WiLösemittel kann die Trocknungsgeschwinckelwellen eingeschoben. Anschließend wird digkeit der Druckgeschwindigkeit angepasst die Rolle mit hydraulischen Hebearmen, werden. Der Gesamtgehalt an Lösemittel in Hubtischen oder anderen Hilfseinrichtungen einer druckfertigen Flexodruckfarbe beträgt in die Abwicklung eingehoben, wobei die ca. 70 %. Druckmaschine angehalten wird. Die halboder vollautomatische Nonstop-Abwicklung Die Bindemittel der Flexodruckfarben entbesteht aus 2 Schwenkarmen, Drehkreuzen halten in den meisten Fällen Kunstharze, eioder Drehscheiben. Damit können 2, seltener nige Kunststoffe und veredelte Naturharze auch 3 Rollen aufgenommen werden. Bei den (—•Harze). Der natürliche Schellack spielt Halbautomaten wird vor dem Rollenwechsel immer noch eine gewisse Rolle, da er sich gut der Anfang der neuen Rolle mit Klebeband in Alkohol löst und dem Druck gute Wasseroder Kleber versehen. Danach wird die ablaufestigkeit und einen hohen Glanz verleiht. fende Bahn mit einer von Hand oder pneuAuch —• Cellulosederivate, wie z.B. Nitro-,

474 matisch zu betätigenden Anpresswalze auf die neue Rolle gepresst. Dieser Vorgang kann mit verminderter Maschinengeschwindigkeit durchgeführt werden. Bei den Vollautomaten wird die neue Rolle auf Bahngeschwindigkeit gebracht. Kurz vor Ende der alten Rolle erfolgt der Rollenwechsel, d.h. das Verkleben der auslaufenden Bahn an die neue Rolle. Für stärkere Papiere oder Kartonbahnen gibt es auch Wickler mit einer Stoß-an-StoßKlebung (—• Stumpfankleben). Druckwerke von Flexodruckmaschinen werden unterschieden in: • • • •

Mehrzylinderdruckwerk Einzylinderdruckwerk In-line-Druckwerk Vario-Druckwerk.

1) Das Mehrzylinderdruckwerk ist am weitesten verbreitet. Es besteht aus einem Grundgestell, an dem ein- oder beidseitig Farbwerke angebaut werden können. Es gibt Ausführungen, bei denen einseitig bis max. 5 Farbwerke übereinander angeordnet sind, und solche, bei denen beidseitig bis 4 Farbwerke übereinander gebaut sind. Ein Druckwerk kann also mit 1 bis 8 Farbwerken ausgerüstet sein. Dies geschieht in der Regel nicht, um achtfarbige Drucke herzustellen, sondern um mit einigen Farbwerken zu drucken und gleichzeitig die anderen Farbwerke auf den nächsten Auftrag vorbereiten zu können. Der Aufbau der Farbwerke kann unterschiedlich sein. Üblicherweise werden Drei-Walzen-Farbwerke eingesetzt, die aus Tauchwalze, Rasterwalze und —• Druckformzylinder (Formatzylinder) bestehen. Die Bahnbreiten liegen bei kleineren Flexodruckmaschinen mit Mehrzylinderdruckwerk zwischen 250 und 800 mm, bei breiteren Maschinen zwischen 350 und 1 000 mm. Es gibt aber auch Ausführungen mit Bahnbreiten von 500 bis 2 600 mm. Vorteil des Mehrzylinderdruckwerks ist das gleichzeitige Drucken im —• Schön- und —> Widerdruck. 2) Bei einem Einzylinderdruckwerk sind 4 oder 6, neuerdings auch 8 Farbwerke satellittenformig um einen großen Gegendruckzy-

linder angeordnet. Der Bedruckstoff liegt bei diesem Druckwerktyp unverrückbar auf dem Gegendruckzylinder, dessen Umfang zwischen 800 bis 2 300 mm beträgt. Heute werden Einzylinderdruckwerke für Bahnbreiten von 300 bis max. 2 500 mm hergestellt. Auch bei diesem Druckwerktyp ist es möglich, verschiedene Farbwerksausführungen anzubauen, wobei das Zwei-Walzen- oder Rakelfarbwerk überwiegt. 3) In-line-Druckwerke sind relativ selten, so dass man von einem Spezialdruckwerk in Flexodruckmaschinen sprechen kann. Das Druckwerk ist aufgebaut wie ein Tiefdruckwerk (—> Tiefdruckmaschine). In jedem Druckwerkständer sind ein Farbwerk, der Gegendruckzylinder, eine Vorzugeinrichtung, die Trocknung, eine Kühlwalze, eine —• Registerregelung und eine Bahnführung installiert (Ständerbauweise). Beliebig viele Druckwerkständer können hintereinander (inline) angeordnet werden. Die übliche Anzahl liegt zwischen 5 und 8. Der Aufbau des Farbwerks kann unterschiedlich sein. Es gibt Modelle mit Tauch- und Rasterwalzen und solche mit Rasterwalze und —» Rakel. Besonders bei Maschinen mit Bahnbreiten über 1 400 mm für hohe Produktionsgeschwindigkeiten von max. 10 bis 12 m/s werden Rakelfarbwerke mit gegenläufiger Abraklung bevorzugt. Die Materialbahn wird über eine Einlaufwalze der Vorzugeinrichtung und dann dem Gegendruckzylinder zum Drucken zugeführt. Danach läuft die Bahn in die Trockenzone ein, die aus einem Heizzylinder oder aus 1 oder 2 Trockenhauben besteht. Anschließend wird sie über eine Wasser gekühlte Umlenkwalze und über Leitwalzen zu einer Registerwalze und dann zum nächsten Druckwerk bzw. zur Aufwicklung gefördert. 4) Das Vario-Druckwerk ist eine Weiterentwicklung des in-line-Druckwerks und bietet die Möglichkeit, auch im —> Tiefdruck zu drucken. Es gibt eine Ausführung, bei der das Farbwerk seitlich verschoben werden muss, um —• Flexo- oder Tiefdruck durchzuführen. Bei einer anderen Konfiguration werden 2 verschiedene Rakeleinrichtungen eingesetzt.

475 Darüber hinaus muss auch der Gegendruckzylinder bzw. der —• Presseur umgerüstet werden. Daneben gibt es Druckwerke mit Einschüben entweder für Flexodruck oder fur Tiefdruck. Diese Einschübe können außerhalb der Maschine gesäubert werden.

zu den Transportrollen geschoben, mit Leistungen bis 400 m/min. Der —• Druck erfolgt von oben (top printer) oder von unten (bottom printer). In Bogenflexodruckmaschinen wird meist —> Wellpappe bedruckt. NE

Ein Flexodruckwerk für den Zeitungsdruck ist meist ein Vier-Farben-Mehrzylinderdruckwerk. Ein solches Druckwerk ist für eine ca. 1 500 mm breite Papierbahn und fur eine Geschwindigkeit von max. 750 m/min, das sind ca. 75 000 Zeitungen/h, konstruiert (—> Zeitungsdruckmaschine). Zum Trocknen der gedruckten lösemittelhaltigen oder mit Wasser verdünnbaren Flexodruckfarben wird in vielen Maschinen eine Heißlufttrocknung eingesetzt. Nach den einzelnen Farbwerken ist eine Zwischenfarbwerktrocknung üblich. Erwärmte Luft wird auf die Materialbahn geblasen. Anschließend wird der von der Luft aufgenommene Lösemittel- bzw. Wasserdampf mit einem Abluftventilator wieder abgesaugt. Der Dampf von Wasserfarben wird ins Freie geblasen und der Dampf von Lösemittelfarben einer Entsorgung zugeführt. Nach dem letzten Farbwerk erfolgt die Endtrocknung (Brückentrocknung), wobei hier meistens ein Trockenkanal eingesetzt wird. Auch bei den Aufwicklern wird zwischen Mono-Wicklern sowie halb- und vollautomatischen Wicklern oder Wickelmaschinen unterschieden. Für das Wickeln von bedruckten Papier- und Kartonbahnen sind —• Umfangswickler, auch Tragwalzenwickler genannt, und —• Poperoller im Einsatz. Andere Einrichtungen, wie Bahnspannungs- und Bahnkantenregelung, Bahnreißkontrolle (—> Bahnriss), Vorkonditionierung sowie Förderund Wendeeinrichtung (—> Wendestangen), komplettieren als Zusatzaggregate die Flexodruckmaschinen. Für die Verarbeitung in Bogenflexodruckmaschinen werden bogenförmige Materialien mit hoher —> Biegesteifigkeit eingesetzt, so dass sie in das Druckwerk geschoben werden können. Die Bogen bleiben vom —> Anleger bis zur —• Auslage in horizontaler Lage. Dabei wird der unterste Bogen eines —> Stapels

Flexoklischee (flexographic printing form) Beim Flexoklischee handelt es sich um eine Druckform für den —• Flexodruck, bestehend aus einer elastomeren druckenden Schicht auf einem Trägermaterial. Beispiele sind Gummiklischees und Fotopolymerplatten. Daneben gibt es noch —> Druckformen, die aus einem nahtlos mit Elastomer beschichteten Zylinder mithilfe von Gravur- oder Lasertechnik hergestellt werden. DO

Flocke (floc) Flocken entstehen durch Destabilisierung von negativ geladenen —> Fasern und —> Feinstoffen in Suspensionen infolge Abbau ihrer Ladung mittels —> (kationischer) Flockungsmittel. Der Flockungsmechanismus kann über vollständige Ladungsneutralisation, partielle Ladungsneutralisation (Mosaikhaftung) und Brückenbildung durch geeignete Flockungshilfsmittel auf anorganischer und organischer Basis vonstatten gehen. Die Flockung ist am isoelektrischen Punkt (Ladungsnullpunkt der zu flockenden Partikel) am ausgeprägtesten. Zunächst bilden sich Mikroflocken, die nach Wachstum und weiterer Agglomeration zu Makroflocken heranwachsen können. Besonders große Flocken, die über den Brückenbildungsmechanismus zustande kommen, zeigen eine ausgeprägte Abhängigkeit ihrer Stabilität von der Scherkraft. Sehr viel anwendungstechnische Erfahrung ist notwendig, um die richtige Auswahl der Flockungsmittel nach Art, Menge und optimaler Dosierstelle im Bereich des —> Konstanten Teils vor dem —> Stoffauflauf von Papiermaschinen zu treffen. Die Bildung von Mikro- und Makroflocken hat sowohl für die Retention in der —> Siebpartie einer Papiermaschine als auch bei der

476 internen Kreislaufwasserreinigung sowie bei der —> Abwasserreinigung durch Entstoffung mittels —> Sedimentation bzw. Flotation (—> Druckentspannungsflotation) große Bedeutung. So ist die Flockengröße bei der —• Blattbildung nicht nur für die Retention entscheidend, sondern auch für die —• Formation (Durchsicht) und die von ihr abhängigen optischen Eigenschaften des Papiers. Bei der Behandlung von —> Kreislaufwasser oder —• Abwasser lässt sich eine große Flocke in der Regel leichter abtrennen als eine kleine Flocke. Die Mikroflocke wiederum besitzt dank ihrer großen spez. Oberfläche ein höheres Adsorptionsvermögen für bestimmte kolloidale Inhaltsstoffe und eignet sich daher besonders zur Entfernung von —• Störstoffen. TI

Fasersuspension ist bei flockengetrocknetem Zellstoff mit einem höheren Energiebedarf zu rechnen. FI

Flockentrocknung (flash drying) Bei der Trocknung von Faserstoffen (—> Holzstoff, —> Zellstoff) mittels Flockentrocknung ist es nicht erforderlich, eine Bahn zu bilden. Das Endprodukt ist ein Ballen aus Fasern und Faserbündeln, nicht aus Faserstoffbögen wie bei der konventionellen Bahntrocknung in einer —• Trockenpartie mit dampfbeheizten Zylindern (—> Zellstoffentwässerungsmaschine).

feuchter Stoff

Flockengetrockneter Zellstoff (flash dried pulp) Unter flockengetrocknetem —> Zellstoff versteht man einen Zellstoff, der nach einem speziellen Verfahren getrocknet wird. Nach diesem Verfahren wird der frisch erzeugte, in Suspensionsform vorliegende Zellstoff in einer —• Schneckenpresse bis auf einen Trockengehalt von etwa 50 % entwässert und dann zerfasert. Die dabei entstehenden Zellstoffflocken werden einer —> Flockentrocknung zugeführt, dort mit heißer Luft oder heißen Verbrennungsgasen getrocknet und anschließend in Ballen gepresst, wobei diese 200 kg schweren Ballen aus mehreren brikettähnlichen Teilen bestehen. Bei der Trocknung des vorentwässerten Zellstoffs bei hohen Temperaturen (1. Stufe: 230 bis 300° C, 2. und 3. Stufe: 150 bis 190° C) erfolgt eine Oberflächenveränderung der Fasern, die als Verhornung bezeichnet wird. Dieser Verhornungseffekt ist bei flockengetrocknetem Zellstoff größer als bei Zellstoff, der in konventioneller Weise auf einer —• Zellstoffentwässerungsmaschine auf —> Trockenzylindern bahnformig getrocknet wird. Aus diesem Grunde erfordert die Stoffauflösung im —> Pulper bei flockengetrocknetem Zellstoff etwa den zweifachen Energieeinsatz im Vergleich zum bahngetrockneten Zellstoff. Auch für das —• Entstippen der

Schneckenpresse

1 ι

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presse

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Zerfaserung

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' Heißluftgebläse

Ballenpresse

Prinzip der Flockentrocknung

Zu Beginn wird die Fasersuspension niedriger —> Stoffdichte auf mechanischem Weg auf einen Trockengehalt von etwa 50 % entwässert (Abb.). Bei langfasrigem Stoff (Zellstoff) mit geringem Anteil an —• Feinstoff genügt dazu meist eine Doppelwalzen- oder —• Schneckenpresse, stark feinstoffhaltiger Stoff (Holzstoff) muss eventuell durch —• Doppelsieb- oder —• Banddruckpressen geführt werden. Nach der —> Entwässerung wird der feuchte Faserstoff mit einem Zerfaserer in Einzelfasern oder kleine Faserbündel zerlegt. Auf diese Weise wird die Oberfläche, an der die Feuchtigkeit verdunsten kann, stark vergrößert, wodurch der nachfolgende Trocknungsprozess erleichtert wird. Der zerfaserte Stoff wird anschließend zusammen mit heißem Trocknungsgas in einen

477 vertikalen Turm geblasen, in dem das an den Fasern haftende Wasser verdampft. Dazu werden entweder die —> Rauchgase eines 01oder Gasbrenners oder in einem —> Wärmetauscher erhitzte Luft zugeführt. In einem nachgeschalteten Zyklon werden die Fasern vom feuchten Gas getrennt und gelangen in die nächste Stufe, die im Aufbau der ersten Stufe entspricht. In einer dritten Stufe wird schließlich der auf ca. 10 % Restfeuchte getrocknete Faserstoff abgekühlt, damit während seiner Lagerung keine Qualitätsverluste auftreten. Verpackung und Versand erfolgen wie bei konventionell getrockneten Faserstoffen in Ballenform (200 kg). Gegenüber der Trocknung auf herkömmlichen Entwässerungsmaschinen mit Sieb- und Trockenpartie bietet die Flockentrocknung den Vorteil des geringeren Investitionsbedarfs. Auch der Wartungsaufwand ist aufgrund der geringeren Zahl beweglicher (vor allem rotierender) Teile auf deutlich niedrigerem Niveau. HC

gemeinsam mit synthetischen organischen Flockungsmitteln eingesetzt. 2) Natürliche organische Flockungsmittel sind z.B. wasserlösliche —> Stärke, Guar oder —> Alginate. 3) Die synthetischen organischen Polymere sind in ihrer Chemie den —• Retentionsmitteln verwandt. Größte Bedeutung haben kationische und anionische —> Polyacrylamide (PAM), wenngleich auch —> Polye t h y l e n e n (PEI), Polyethylenoxid (PEO) und Polydiallyldimethylammoniumchlorid (PDADMAC) verwendet werden. Für eine effektive Flockung werden sehr hochmolekulare Produkte benötigt. In der Papierindustrie werden Flockungsmittel hauptsächlich zur —> Abwasserreinigung, zur Reinigung von —• Siebwässern (z.B. Mikroflotation) und zur —• Schlammentwässerung eingesetzt. MN

Flotation (flotation) Die Flotation ist eine Verfahrenstechnik, die ursprünglich zur Aufbereitung von Mineralien zwecks Trennung metallischer Komponenten von ausgebrochenem Erz entwickelt wurde. Bei der Papierherstellung stellt die Flotation eine von vielen möglichen Altpapieraufbereitungsprozessen dar. Durch die Anwendung des Flotationsverfahrens kann der Altpapiereinsatz gesteigert werden, da bedruckte —• Altpapiersorten zur Herstellung von —> grafischen Papieren und —• Hygienepapieren herangezogen werden können. Rund ein Drittel des Altpapiers fällt im bedruckten Zustand in Form von grafischen Altpapiersorten, vornehmlich als Mischung von —• Zeitungen und Zeitschriften (—> Dein1) Anorganische Produkte sind dreiwertige kingware) an. Salze des Eisens (z.B. FeCl 3 ) und AlumiEs ist das Ziel der Flotation, den niums (z.B. —• Aluminiumsulfat A1 2 (S0 4 ) 3 · —• Weißgrad dieser Altpapiersorte durch die 14 H 2 0 ) sowie - > Natriumsilikat (Na 2 Si0 3 ). Verfahrensstufe der Druckfarbenentfernung Sie bilden voluminöse Niederschläge, werden (—• Deinking) im Rahmen der —> Altpapieroft auch als Fällungsmittel bezeichnet und aufbereitung zu erhöhen. Dieses Ziel erreicht man bei der Flotation dadurch, dass die abFlockungsmittel (flocculant) Flockungsmittel (auch Flockungshilfsmittel) optimieren die Trennung der festen Phase von der flüssigen Phase in wässrigen —> Suspensionen. Dabei aggregieren die Partikel ohne signifikante Veränderung ihres Zetapotentials zu Flocken, so dass sie durch —> Sedimentation oder durch —> Flotation aus dem System entfernt werden können. Demgegenüber bewirken —> Fällungsmittel eine Neutralisation der Oberflächenladung der suspendierten Partikel bzw. eine Fällung gelöster Substanzen. Man unterscheidet anorganische, natürliche organische und synthetische organische Flockungsmittel:

478 tionsapparatur bestimmt die Luftblasengrößenverteilung, die Strömungsgeschwindigkeit und das StröMischzelle mungsverhalten der SuspenEinlauf sion, die Mischung des LuftSuspensions-Gemisches und die Aufstiegsgeschwindigkeit der Luftblasen. Dagegen beeinflussen die chemischen Schaumrinne Hilfsmittel durch grenzfläJ=?... Durchlauf chenaktive Substanzen die Ablösungsvorgänge der Abb. 1: Flotations-Injektorzelle (Quelle: Voith Sulzer Paper Druckfarbenpartikel von den Technology) Fasern, die Stabilität der Luftblasen, die Anlagerungsneigung der Druckfarbenpartikel an die Luftzutrennenden Druckfarbenpartikel an Luftblasen und vermeiden eine Wiederanlagerung blasen angelagert werden, um sie dann als abgelöster Druckfarbenpartikel an die Fasern, Schaum aus der Altpapierstoffsuspension zu so dass durch diese elektrokinetischen Vorentfernen. Dieser Effekt wird mithilfe von —• Deinkingchemikalien gefördert. Dabei gänge insbesondere die Selektivität der Flotation beeinflusst wird. wird die unterschiedliche —»Benetzbarkeit der abzutrennenden Druckfarbenpartikel ausgenutzt, wobei die hydrophilen (wasseranziehenden) Fasern vom Wasser benetzt werden, während die hydrophoben (wasserabstoßenden) Druckfarbenpartikel weitgehend unbenetzt bleiben. Durch die Einleitung von Luft in die Suspension tragen Luftbläschen kleinen Durchmessers die nicht benetzten Partikel an die Suspensionsoberfläche. Der Flotationsprozess wird durch viele Faktoren beeinflusst. Die Einflussgrößen können in 2 Bereiche aufgeteilt werden: die Verfahrenstechnik und den Chemismus. Die verfahrenstechnische Konzeption der Flota-

In modernen Flotationsmaschinen wird überwiegend das Prinzip der Belüftung mittels selbstansaugender Injektoren angewandt. In Abb. 1 ist schematisch und stellvertretend für andere Flotationszellen die röhrenförmige Voith-Injektorzelle dargestellt. Flotationszellen können aber auch turmähnlich ausgeführt sein. Die Belüftung erfolgt innerhalb oder außerhalb der Flotationszelle über einige wenige große oder viele kleinere Injektoren. Die Altpapierstoffsuspension durchläuft i.a. jeweils mehrere Flotationszellen hintereinander, bis das geforderte optische Qualitätsniveau erreicht ist. Die komplette Flotationsstufe, bestehend aus mehreren Flotationszellen, wird häufig Erste Flotationsstufe Zweite Flotatlonsstufe als Primärflotation bezeichnet, während der üblicherweise in Weitere Flotationszellen einer separaten Flotationszelle AHpapler•DIF W Aufbereltungs- TT* nachbehandelte Flotations1 2 prozesse I i i Primärflotation schaum aus der Primärflotation als Sekundärflotation bezeichnet wird. Flotationszellen Rotationszellen Verfügt der Prozess im Ge1 2 3 gensatz zu Abb. 2 über keine l«l»l· 1 1 1 Sekundärflotation "=" Sekundärflotation ~ weitere Flotationsstufe, so spricht man von einer EinfachAbb. 2: Schema einer Doppelflotation (DIP = Deinkingstoff) flotation oder einer einstufigen

479 Flotation. Für viele Verwendungszwecke von —• Deinkingstoff genügt die Qualität eines einstufig florierten Stoffs nicht mehr, so dass häufig nach weiteren Stoffbehandlungsprozessen eine zweite Flotationsstufe nachgeschaltet wird. Ein derartiger Deinkingprozess wird auch als zweistufig oder als Doppelflotation bezeichnet, wobei die zweite Stufe auch Nachflotation genannt wird. Im Gegensatz zu der in Abb. 2 gezeigten Schaltungsvariante kann in —> Flotationsanlagen der —> Gutstoff aus der Primärflotation der ersten beiden Flotationsstufen auch vorwärts statt rückwärts gefuhrt werden oder der Flotationsschaum aus der Primärflotation beider Flotationsstufen auch gemeinsam in einer Sekundärflotation nachbehandelt werden. Je nach Typ der verwendeten Flotationszellen kann u.U. sogar vollständig auf eine Sekundärflotation vezichtet werden. Letzteres hat in der Regel allerdings höhere Verluste zur Folge als eine —• Flotationsanlage mit einer zweiten Stufe. Die Bedeutung der Flotation liegt darin, dass durch die Druckfarbenentfernung dem Papierherstellungsprozess - in erster Linie für die Herstellung von grafischen Papieren und Hygienepapieren - ein chemisch-mechanisch gereinigter Deinkingstoff zur Verfugung gestellt wird. Dadurch können —* Primärfaserstoffe dank der Nutzung umfangreicher bedruckter grafischer Altpapiermengen ersetzt werden. Der Vorteil der Flotation gegenüber der ebenfalls druckfarbenentfernenden Verfahrensstufe der —• Wäsche von Altpapierstoff liegt insbesondere in einer höheren —> Ausbeute (= geringerer Reststoffanfall), einem geringeren Wassergebrauch und einer einfacheren Kreislaufwasserreinigung bzw. Kreislaufwasserschließung. PU

Flotationsanlage (flotation plant) —• Deinkinganlage

Flotations-Deinking (flotation deinking) —> Flotation

Flotationsmittel (flotation agent) Unter Flotationsmitteln werden die beim —• Flotations-Deinking eingesetzten grenzflächenaktiven Chemikalien, auch —> Tenside genannt, verstanden, die Bestandteil der verwendeten —• Deinkingchemikalienrezeptur sind. Es handelt sich dabei meist um anionische Tenside, die als flüssige —• Seife bzw. als Seifenpellets eingesetzt werden, oder um —> Fettsäuren, die vor ihrer Zugabe in der —• Altpapieraufbereitung mit —> Natronlauge zu verseifen sind (—> Fettsäureaufbereitung). PU Flotationsstofffänger (flotation saveall) Als Sonderfall der —• Stoffrückgewinnungsanlage hat der Flotationsstofffänger weite Verbreitung in der Papierindustrie gefunden. Er dient der Abtrennung von —> Faserstoffen und —• Füllstoffen aus dem —> Siebwasser der Papiermaschine (—• Stoffrückgewinnung). Angewendet wird nahezu ausschließlich das Verfahren der —> Druckentspannungsflotation (auch bezeichnet als Mikroflotation im Gegensatz zu der beim —» Deinking verwendeten drucklosen Flotation mit gröberen Luftblasen), bei der das feststoffhaltige Wasser oder ein Teil des bereits durch Flotation von den Feststoffen befreite Wasser (Rücklauf- oder Recyclewasser, üblich etwa ein Drittel der Gesamtmenge) bei einem Druck von 4 bis 7 bar mit Luft angereichert wird. Die Menge der dabei einzubringenden Luft richtet sich nach Druck und Temperatur. Da die Löslichkeit von der Temperatur abhängt, ist besonders bei den warmen Kreislaufwässern die Erzielung eines ausreichend hohen Drucks von mindestens 4 bar wesentlich für die Wirkung des Verfahrens. Je nach Art der Durchführung spricht man von Vollstrombegasung (der gesamte zu behandelnde Wasserstrom wird mit Luft gesättigt) oder Teilstromabwasserbegasung (ein Teil des zu behandelnden Abwassers wird mit Luft gesättigt) bzw. Teilstromklarwasserbegasung (dies betrifft den Fall einer Begasung eines bereits gereinigten Teilstroms).

480 Die Wirkung der Druckentspannungsflotation beruht auf der Anlagerung von Gasblasen an die Partikel, die dadurch an die Oberfläche der Flüssigkeit getragen (flotiert) werden. Die an der Oberfläche angesammelten Feststoffe werden als Flotat bezeichnet, das unter der Oberfläche abgezogene feststoffarme Wasser ist das Flotationsklarwasser. Diese Trennung wirkt umso besser, je mehr die Partikel zu —> Flocken vereinigt sind, die eine hohe Neigung zur Anlagerung von Gasblasen haben. Dies wird durch den Einsatz von überwiegend organisch polymeren Hilfsmitteln (Flotationshilfsmittel, —> Flockungsmittel) erreicht, die gleichzeitig flockenbildend und hydrophobierend wirken. Die Hydrophobierung erleichtert die Anlagerung von Gasblasen. Das —• Klarwasser hat in den meisten Fällen eine Konzentration suspendierter Stoffe von 30 bis 80 mg/1, das Flotat weist in der Regel Trockensubstanz-Konzentrationen von 6 bis 8 % auf. Flotationsstofffänger werden im Mittel mit einer spez. hydraulischen Oberflächenbelastung von 4 bis 6 m/h betrieben. Eine weitere wesentliche verfahrenstechnische Kenngröße ist die spez. Feststoff-Flächenbelastung der Anlagen, die bei den Flotationsstofffängern im Bereich von 4 bis 8 kg/m 2 h liegt. MÖ

Flotationszelle (flotation cell) Flotationszellen sind Aggregate zum Abtrennen unerwünschter Partikel (z.B. —• Druckfarben, —> Stickies) aus —> Stoffsuspensionen oder —• Prozesswässern mittels —> Flotation. Installationen innerhalb der —• Stoffaufbereitung dienen dem —• Deinking von —• Altpapierstoffen sowie der —> Klärung von —• Kreislaufwasser. Bei der —> Abwasserreinigung wird mithilfe von Flotationszellen eine Entfernung ungelöster organischer und anorganischer Inhaltsstoffe aus dem Abwasser angestrebt. Die Vorgänge in einer Flotationszelle lassen sich in 3 Aufgabenbereiche untergliedern:

1) Erzeugung von Luftblasen in gewünschter Größe und Anzahl zur Belüftung der Suspension bzw. des Prozesswassers. 2) Mischen der Luftblasen mit der Suspension, wobei die abzutrennenden Partikel an die Luftblasen angelagert werden. 3) Separation der Luftblasen-PartikelKomplexe vom Faserstoff bzw. vom Prozesswasser und Transport an die Suspensionsoberfläche sowie Abtrennung des feststoffbeladenen Schaums von der Suspensionsoberfläche. Im Wesentlichen werden diese 3 Hauptaufgaben von 2 Apparateteilen ausgeführt, dem Belüftungselement und dem Zellenbehälter. Im Belüftungselement wird die für die Flotation erforderliche Luft in die Suspension eingebracht, wobei die vorherrschende mikroturbulente Strömung die Größe der erzeugten Luftblasen beeinflusst und die Anlagerung der Partikel an die Luftblasen durch eine hohe Kollisionswahrscheinlichkeit begünstigt. Die Mischvorgänge sowie die Anlagerung der abzutrennenden Partikel setzen sich im Übergangsbereich zum Zellenbehälter fort. Die Zelle selbst dient als Separationszone, in der der Auftrieb der beladenen Luftblasen an die Suspensionsoberfläche und deren Entfernung als Flotationsschaum erfolgen. Die Belüftung der Flotationszellen wird auf unterschiedliche Weise durchgeführt. Die meisten Apparate arbeiten pneumatisch mithilfe des Venturi-Prinzips (z.B. Injektor oder Stufendiffusor), wodurch die Flotationsluft selbstansaugend in die Suspension eingebracht wird. Das Luftvolumen, das, bezogen auf das Suspensionsvolumen, etwa 20 bis 40 % beträgt, ist durch Bauart und Suspensionsvolumenstrom festgelegt und lässt sich dabei nicht variieren. Bei Systemen, die mittels Druckluft fremdbelüftet werden, ist der Luftvolumenstrom vom Suspensionsvolumenstrom entkoppelt, so dass die Luftbeladung an die Erfordernisse der Flotation angepasst werden kann. So lassen sich Luftbefrachtungen von 100 bis größenordnungsmäßig 400 % in Form von sehr kleinen Bläschen

481 mithilfe von Niederdruckgebläsen in die Suspension eintragen, wo sie auf dem Weg zur Suspensionsoberfläche expandieren und so ein breites Größenspektrum an Blasen bilden. Das Erzeugen geeigneter Luftblasen und das Anlagern der Partikel kann mit statischen Mischern, mechanischen Rührwerken oder porösen Elementen unterstützt werden. Der gesamte Trennprozess kann im Erdschwerefeld oder im Zentrifugalfeld sowie unter Atmosphärendruck oder unter Über- bzw. Unterdruck erfolgen. Flotationszellen bestehen aus runden, ovalen, früher auch eckigen Behältern, die heute nur noch selten bewegte Teile (z.B. Laufrad) zum Ansaugen der Flotationsluft enthalten. In den unterschiedlichen Ausführungen werden Zonen für den Schaumaustrag vorgesehen, die z.B. entweder als Schaumrinne oder als zentrisch angeordnetes Schaumrohr ausgebildet sind. Dabei fließt der Schaum über ein Wehr in die vorgesehene Zone und wird dort mithilfe von Wasserdüsen niedergeschlagen. Bei anderen Zellenbauarten wird der Schaum mithilfe eines Paddels oder eines Abstreichers von der Flüssigkeitsoberfläche entfernt. Zur Vermeidung von Geruchsproblemen werden die Zellen heute geschlossen gebaut, wobei die Flotationsluft im Kreislauf als Prozessluft gefuhrt wird. Um den Platzbedarf von —> Deinkinganlagen zu verringern, werden oft 2 Zellen übereinander gestapelt. Flotationszellen in Deinkinganlagen werden in einer Primärstufe für das —• Akzept (Durchlauf) in Reihe geschaltet, während der Schaum (Flotat) in einer optioneilen Sekundärstufe zur Minimierung von Faserverlusten weiterbehandelt werden kann. Das Verhältnis der Zellenanzahl von Primärstufe zu Sekundärstufe liegt bei etwa 5:1. In —•Abwasserreinigungsanlagen wird das zu reinigende Abwasser üblicherweise nur in einer Flotationszelle behandelt. In Abhängigkeit von den zu behandelnden Abwassermengen können gelegentlich auch 2 Zellen parallel geschaltet werden. AC

Fluff (fluff) Fluff ist geflockter -> Zellstoff. Er wird hergestellt, indem getrocknete, von Zellstofffabriken bezogene Zellstoffbögen in nachgeschalteten Verarbeitungsbetrieben (z.B. Hersteller von Babywindeln) auf mechanischem Wege (z.B. Hammermühle) möglichst in unzerstörte Einzelfasern zerlegt werden. Derartig geflockter Zellstoff dient vor allem als sehr saugfähiges Einlagematerial in Babywindeln zwecks Aufnahme von Körperflüssigkeit und übernimmt damit eine wichtige Funktion zugunsten der Körperhygiene. GG

Flugasche (fly ash) Als Flugasche werden feinkörnige, von —> Rauchgasen einer Feuerung mitgerissene, nichtbrennbare Bestandteile fester Brennstoffe zusammengefasst. Die anfallende Menge ist von der Feuerungsart abhängig. Am größten ist sie bei der trockenen Kohlenstaubfeuerung, bei der die Flugasche meist durch SpülEntaschung in ein Absatzbecken gefordert, nach dem Absetzen abtransportiert und als pulverformiges industrielles Nebenprodukt vor allem bei der Baustoffherstellung verwendet wird. Bei Trockenfeuerungen liegen die Feuerraumtemperaturen unterhalb des Schmelzpunkts der Asche. Als Verbrennungsrückstände fallen gesinterte Grobasche und Flugasche an. Bei Schmelzkammerfeuerungen fällt die Asche in flüssiger Form an, die nach Abkühlung in einem Wasserbad als glasartiges Granulat vorliegt. Im Staubabscheider anfallende Flugasche kann in den Feuerraum zurückgeführt und ebenfalls in die Ascheschmelze eingebunden werden. Das Granulat ist weitgehend inert und für eine vielfältige Verwertung geeignet. Seit Mitte der 70er Jahre werden aufgrund des höheren Betriebsaufwands sowie der erhöhten Stickstoffoxidemissionen von Schmelzkammer-Feuerungen vermehrt Trockenfeuerungen gebaut, wobei für den erhöhten Flugascheanfall durchweg Verwertungsmöglichkeiten gefunden wurden. Die

482 jährlich anfallenden ca. 7 Mio t Aschen aus steinkohlegefeuerten Kraftwerken werden fast vollständig verwertet, z.B in der Baustoffindustrie als Betonzuschlagsstoff und im Straßenbau. Braunkohlenaschen mit jährlich ca. 6 Mio t Aschenanfall werden weitestgehend als Verfullmaterial in Tagebauen eingesetzt. DE

Fluoreszenz (fluorescence) Die Fluoreszenz stellt eine Form der Lumineszenz dar, worunter man die Lichtemission versteht, die auf andere als thermische Ursachen zurückzuführen ist, wie z.B. Fotolumineszenz, Chemolumineszenz oder Biolumineszenz. Fluoreszenz entsteht dann, wenn ein Atom oder Molekül durch Absorption von Strahlung (Licht, Röntgenstrahlung) oder durch Elektronenbeschuss angeregt wird und diese Anregungsenergie nach einer mittleren Lebensdauer des Anregungszustands von etwa 10 ~8 s wieder abgibt. Ist die Lebensdauer wesentlich größer, so spricht man von Phosphoreszenz (z.B. sind die Bildschirme von Speicheroszillographen mit phosphoreszierenden Stoffen belegt). Wird die aufgenommene Energie in nur einem Betrag durch Strahlung abgegeben, liegt Resonanzfluoreszenz vor. Erfolgt die Energieabgabe in Teilbeträgen, so ist das emittierte Fluoreszenzlicht langwelliger als die absorbierte Strahlung (Stoke'sche Regel). Der seltene Fall, dass das emittierte Fluoreszenzlicht kürzerwellig ist, beruht darauf, dass das abstrahlende Molekül den über der Anregungsenergie liegenden Energiebetrag aus anderen Energiequellen, z.B. den der Wärmebewegung, bezieht (Antistoke'sche Linien). Der Fall der Fluoreszenz durch Elektronenbeschuss mit Abstrahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums ist millionenfach realisiert in den Bildschirmen von PC-Monitoren und Fernsehempfangern. Bei den —•optischen Aufhellern (Weißtönern), die zur —• Aufhellung, d.h. Erhöhung der —> Reflexion von Papier oder Textil ver-

wendet werden, erfolgt die Absorption und Anregung vornehmlich im UV-Bereich mit Wiederausstrahlung im nur wenig verschobenen sichtbaren Wellenlängenbereich (430 bis 450 nm). KE

Fluorkohlenwasserstoffe (fluorinated hydrocarbons) Fluorkohlenwasserstoffe sind —• halogenierte Kohlenwasserstoffe, bei denen das Heteroatom mindestens ein Fluoratom ist. Sie werden auch als fluorierte Kohlenwasserstoffverbindungen bezeichnet. Fluor (F) ist ein Halogen, das unter Normalbedingungen gasförmig ist (Siedepunkt: 188° C), chlorähnlich riecht und eine blasse gelblichgrüne Farbe hat. Es ist das reaktionsfähigste Nichtmetall und reagiert mit Wasserstoff stark exotherm. Von großer Bedeutung sind natürliches oder synthetisch hergestelltes Kryolith (Eisstein) (Na3AlF 6) zur elektrolytischen Gewinnung von Aluminium aus Aluminiumoxid sowie von zahlreichen Fluorkohlenwasserstoffen. Letztere sind ungiftig und sehr reaktionsträge. Ihre hauptsächliche Verwendung finden sie als Kältemittel in der Klima- und Kältetechnik, als Treibmittel in Spraydosen und als Verschäumungsmittel bei der Kunststoffherstellung. Häufig enthalten Fluorkohlenwasserstoffe als weiteres Halogen auch —• Chlor. In diesem Fall spricht man von Fluorchlorkohlenwasserstoffen, oft mit FCKW abgekürzt. Trifluormethan (CHF 3 ) (Siedepunkt: -82° C) und Difluordichlormethan (CF2C12) (Siedepunkt: -29,8° C), auch als Frigen bekannt, sind chemisch stabile Verbindungen, die als Kältemittel verwendet werden bzw. wurden. Bei der Verschrottung von Kühlanlagen gelangen diese Verbindungen in die Atmosphäre, wo sie aufsteigen und wie andere halogenierte Kohlenwasserstoffe durch Bestrahlung mit UV-Licht in sehr reaktionsfähige Radikale zerlegt werden, die die Ozonmoleküle (—• Ozon in der Atmosphäre) angreifen und zersetzen. Damit tragen sie zum Abbau der schützenden Ozonschicht bei (—• Ozonloch).

483 1987 wurde in Montreal eine Vereinbarung von 24 Staaten und den EU-Staaten unterzeichnet, die Produktion und den Handel mit FCKW und anderen ähnlichen Substanzen bis zum Jahr 2005 weltweit vollständig einzustellen. Als Folge der Umsetzung des Montreal-Abkommens entstand die Deutsche FCKW-Halon-Verbotsverordnung. Hiervon sind auch Klima-, Kühl- und Trocknungsanlagen in Zellstoff- und Papierfabriken betroffen, die mit Dichlordifluormethan bzw. mit Monochlordifluormethan als Kältemittel betrieben werden. Industriell in großem Maßstab hergestellt wird Tetrafluorethen (F 2 C = CF 2 ) als Ausgangsprodukt des Fluor-Polymers PTFE (Teflon, Hostafion). Flüssige Fluorkohlenwasserstoffe werden als chemisch widerstandsfähige Schmiermittel verwendet. MO

Flurförderer (industrial trucks) Flurförderer dienen zum Fortbewegen von Gütern zwischen 2 in begrenzter Entfernung liegenden Orten. Für sehr kurze Entfernungen (bis 50 m Förderweg), kleine Tragfähigkeiten (bis 1 t) und zeitlich unregelmäßig anfallende Transporte finden gezogene oder geschobene Handfahrzeuge und Handhubwagen Verwendung (Karren, Wagen, Roller, Hubwagen). In allen anderen Fällen (schwere Lasten, längere Transportwege, regelmäßige Transporte) werden motorisch angetriebene Stückgutforderer, wie Wagen, Schlepper, —• Stapler oder fahrerlose Flurfforderzeuge, eingesetzt. Fahrerlose Flurforderzeuge, auch als FTSFahrzeuge bezeichnet (FTS = Fahrerloses Transportsystem), verkehren leitliniengeführt auf vorgegebenen Fahrkursen und dienen zur Verknüpfung von einzelnen Stationen in Lager, Fertigung und Montage. Sie fahren mit Schrittgeschwindigkeit und werden in der Papierindustrie hauptsächlich zwischen —• Querschneider, —• Verpackungsmaschinen und Lager eingesetzt. VO

Flüssigkeitsdicht (liquidproof, liquid tight) Unter flüssigkeitsdichten Papieren versteht man Papiere, die gegen das Eindringen von Flüssigkeiten, wie Wasser oder Öl, widerstandsfähig sind. Diese Materialien müssen eine möglichst geringe —• Flüssigkeitsdurchlässigkeit aufweisen. GZ

Flüssigkeitsdurchlässigkeit (liquid permeability) Die Flüssigkeitsdurchlässigkeit, speziell die Wasserdurchlässigkeit, ist ein wichtiger Parameter zur Beurteilung von —• Filtrierpapieren, aber auch von Papieren für Verpackungszwecke. Die Wasserdurchlässigkeit von Papieren kann mittels verschiedener Verfahren bestimmt werden. Die Auswahl des jeweiligen Prüfverfahrens richtet sich nach dem Verwendungszweck des Papiers und dem Ausmaß der Wasserdurchlässigkeit: 1) Bei der Prüfung stark wasserdurchlässiger Papiere (z.B. Filtrierpapiere) wird die Wassermenge bestimmt, die bei einem bestimmten Druck in einer bestimmten Zeit durch die Probe hindurchtritt. Für die Messung wird häufig der Wasserdurchlässigkeitsprüfer nach Schopper verwendet. 2) Bei dichteren Papieren kann der Druck bestimmt werden, bei dem das Wasser beginnt, die Probe zu durchdringen. Zur Messung wird die Probe mit Wasser unter Druck beaufschlagt. Während des Versuchs wird die Probenoberfläche beobachtet. Sobald Wassertropfen an der Oberfläche erscheinen, wird der erreichte Druck abgelesen. Zur Prüfung können entweder der Wasserdurchlässigkeitsprüfer nach Schopper oder der Wasserdruckprüfer nach Schopper eingesetzt werden. 3) Schließlich kann die Zeit bestimmt werden, die das Wasser für die Durchdringung der Probe benötigt. Hierfür werden insbesondere die Schwimmverfahren eingesetzt. Die Probe wird auf die Oberfläche einer Farbstofflösung aufgesetzt. Anschließend wird die

484 Zeit bestimmt, nach der der Farbstoff durch die Probe durchschlägt. Neben der Wasserdurchlässigkeit spielt auch die Öldichtigkeit von Papieren eine Rolle ( - » Fettdichtigkeit). Literatur: Handbuch der Papier- und Pappenfabrikation (Papierlexikon). Niederwalluf: Dr. Martin Sändig Verlag, 1971 GZ

Fluting (fluting, corrugating medium) Beim Fluting (engl.: flute = Welle) handelt es sich um ein Wellenpapier für —• Wellpappe, das nach seinem Riffeln (Wellen) in der Wellpappenmaschine zwischen —> Deckenpapier (meistens 2 Lagen) als „Abstandhalter" eingeklebt wird. Es wird entweder ausschließlich oder überwiegend aus —• Halbzellstoff und maximal 35 % Altpapier in einem Flächengewichtsbereich zwischen 100 und 180 g/m 2 hergestellt. Der Halbzellstoff wird aus —• Laubholz (z.B. —• Birke) als Hochausbeutezellstoff mithilfe des NSSCVerfahrens (-> NSSC-Halbzellstoff) gewonnen. Wellenpapier aus Altpapier (AP-Wellenpapier) gilt im deutschen Sprachgebrauch nicht als Fluting, sondern wird als —> Wellenstoff bezeichnet. Da in Deutschland kein Halbzellstoff produziert wird, muss Fluting aus dem Ausland (z.B. Österreich oder Nordeuropa) importiert werden. Fluting zeichnet sich durch einen hohen CMT-Wert (—• CMTMessung) als wichtigstes Qualitätsmerkmal von Wellenpapieren aus. GG

Flying Splice (flying splice) Der Flying Splice (fliegender Rollenwechsel) dient dazu, den Rollenwechsel diskontinuierlich arbeitender Maschinen so zu automatisieren, dass deren Betrieb ohne Unterbrechung weiterlaufen kann. Bei —• Streichmaschinen erfolgt der Rollenwechsel, auch als Tambourwechsel bezeichnet, mit Flying Splice

bei voller Maschinengeschwindigkeit bis zu 1 800 m/min. Die Aufwicklung geschieht mit für den kontinuierlichen Tambourwechsel geeigneten —> Wicklern. An —> Kalandern sorgen die für den Flying Splice erforderlichen, auch nachrüstbaren Einrichtungen an der Ab- und Aufrollung für einen nahezu kontinuierlichen Maschinenlauf. Bei Kalandern bedingt die zur Vermeidung von Beschädigungen an —• elastischen Walzen beim Durchlauf der Klebestelle (—• Spleißen) erforderliche Absenkung des Drucks eine Reduzierung der Geschwindigkeit auf ca. 40 m/min beim Tambourwechsel. 1) Flying Splice an der Abwicklung Dieses System besteht aus der —• Tamboureinrollvorrichtung und einem Schwenkarm mit Sekundärbremse, der Klebewalze und dem Abschlagmesser. Die volle Papierrolle (voller Tambour) wird in der Ablageposition der Einrollschiene für den Klebevorgang vorbereitet (Spleißen). Ist die laufende Papierrolle (leer werdender Tambour) bis auf einen vorgegebenen Restdurchmesser abgewickelt, werden die Aushebe(Schwenk-)arme abgesenkt, während die Geschwindigkeit reduziert und der Kalander auf Walzenlast geschaltet werden. Die Sekundärbremse übernimmt die Funktion des Bremsgenerators, der abgeschaltet und ausgekuppelt wird. Der nahezu vollständig abgewickelte Tambour wird aus den Abwickellagern gehoben, während der neue, volle Tambour in das Abwickellager eingerollt und dort fixiert wird. Nach Einkuppeln des Bremsgenerators wird der neue, volle Tambour auf Maschinengeschwindigkeit beschleunigt. Ist der Minimaldurchmesser des ablaufenden Tambours erreicht, wird die Papierbahn mit der Klebewalze im Bereich der markierten Klebestelle kurzzeitig gegen den vollen Tambour gedrückt, wodurch die Hosenträgerlaschen (—> Spleißen) festkleben, die Sollbruchstelle aufreißt und damit den Anfang der Papierbahn des vollen mit der des leer gewordenen Tambours verbindet. Hinter der Klebestelle wird die Papierbahn des leeren Tambours mit einem 'high speed' Abschlagmesser durchtrennt. Der leere Tambour wird abgebremst und

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Tambourhandlingsystem fur den fliegenden Rollenwechsel kann nun mit dem Kran aus den Aushebearmen entnommen und zum —> Tambourmagazin der Aufwicklung gebracht werden. 2) Flying Splice an der Aufwicklung Im Gegensatz zu den streng wickelnden —• Poperollern am Ende einer Papiermaschine muss bei —> satinierten Papieren ein schonenderes Aufwickelverfahren angewendet werden, um profilbedingte Wickelfehler zu vermeiden (Abb.). Wickler mit —• Anlagewalze erfordern fur den kontinuierlichen Rollenwechsel ein System, das die volle Rolle unter Beibehaltung des Bahnzugs (Sekundärantrieb) aus dem Wicklerlager herausbewegt. Dabei wird die Papierbahn von einer Zugwalze am Wickler gehalten, während der Tambourablegearm (—• Tambourhandlingsystem) den neuen, leeren Tambour in das Wicklerlager einlegt. Nach Einkuppeln des —» Antriebs wird die Anlagewalze wieder gegen den auf Maschinengeschwindigkeit beschleunigten Leertambour gefahren, um den die Papierbahnspitze mit einem Blassystem herumgelegt wird. Nachdem die Papierbahn wieder auf volle Breite gefahren ist, werden das Ende zum vollen Tambour durchtrennt, der Sekundärantrieb abgeschaltet und ausgekuppelt. Der Kalander kann nun wieder auf volle Produk-

tionsgeschwindigkeit hochgefahren werden. Der Schwenkarm bewegt den voll gewickelten Tambour zur Endposition der Ausrollschiene, wo er mit dem Kran entnommen und zur Weiterverarbeitung gebracht werden kann. SZ

fob (free on board) fob ist die Abkürzung fur free on board (engl.: frei an Bord) und bezeichnet als Bestandteil von WarenkaufVerträgen im internationalen Handel die Lieferung der Waren frei Schiff im Versandhafen. Der Verkäufer trägt damit die Kosten für die Beförderung vom Hersteller bzw. Lieferanten zum Versandhafen und für die Schiffsverladung. Die weitergehende Fracht vom Versandhafen bis zum Bestimmungsort einschließlich Versicherung und weiterer Kosten obliegt dem Käufer. PL

FOGRA FOGRA Forschungsgesellschaft Druck e. V., München. Die FOGRA wurde 1951 in München unter dem Namen Deutsche Gesellschaft für Forschung im grafischen Gewerbe gegründet, als

486 Nachfolger des früheren Forschungsinstituts für das grafische Gewerbe an der Berliner Technischen Universität. 1970 wurde der Name in Deutsche Forschungsgesellschaft für Druck- und Reproduktionstechnik e.V. und 1993 in FOGRA Forschungsgesellschaft Druck e.V. geändert. Die Forschungsabteilungen der FOGRA sind: Vorstufentechnik/Innovationsforschung, Druckpapier, Druckfarbe, Flachdruck, Zeitungsdruck, Endlosformulardruck, Siebdruck, Druckweiterverarbeitung mit Kartenprüflabor, Umweltschutz und Chemie. Jeder dieser Abteilungen ist ein Technischer Beirat mit Fachleuten aus der Druck- und Zulieferindustrie zugeordnet. Die Aufgaben der FOGRA sind: Forschung, Entwicklung, Wissenstransfer, Gremienarbeit sowie Beratung und Gutachten. FA

Durch den Foilwinkel wird selbsttätig ein —• Vakuum erzeugt, das die —> Suspension auf dem Sieb entwässert. Zusätzlich wird durch das Vakuum das Sieb kurzzeitig aus seiner waagerechten Lage nach unten ausgelenkt. Damit werden in vertikaler Richtung Beschleunigungskräfte erzeugt, die in der Suspension Strömungen (Turbulenzen) erzeugen, die die —• Formation des Papiers positiv beeinflussen. Der klassische Einsatzbereich von Foils ist das Langsieb. Auf dem Langsieb gibt es im Wesentlichen 3 Abschnitte: •

• •

Foil (foil) Foils werden am —» Langsieb und bei —•Doppelsiebformern von Papiermaschinen zur —»Entwässerung der gerade gebildeten Papierbahn eingesetzt. Foils sind unter dem —• Sieb angebrachte Entwässerungselemente, die mindestens 2 Flächen aufweisen (Abb. 1): Eine 5 bis 10 mm breite, das Sieb berührende Stützfläche und beim Winkelfoil eine anschließende Fläche, die mit dem Sieb einen Winkel von 0,5° bis 4° einschließt und zwischen 50 und 200 mm lang ist. Suspension Sieb

Druckprofil

Abb. 1 : Ein Foil unter dem Langsieb

Einen Anfangsbereich, in dem die Turbulenz des —> Stoffauflaufs noch wirksam ist. Einen zweiten Bereich, in dem die Turbulenz z.B. durch Foils erzeugt wird. Einen dritten Bereich, in dem die Bahn konsolidiert wird, die Fasern also nicht mehr beweglich sind (ab —•Wasserlinie).

Zu geringe Turbulenz ergibt keine Formationsverbesserung. Zu hohe Turbulenz kann zu einer Formationsverschlechterung führen. Grundsätzlich gibt es für ein Produkt und eine Papiermaschinengeschwindigkeit einen optimalen Turbulenzbereich. Dieser wird durch die Bestückung der —> Siebpartie, also durch Geometrie, Anzahl und Position der Foilleisten mitbestimmt. Foils werden in Foilkästen oder auch als Einzelfoils eingesetzt. In Foilkästen werden 5 bis 7 Foils angeordnet. Foils können seitlich ausziehbar und damit auch austauschbar sein. Je nach Produktanforderung kann die Foilbestückung (auch im Betrieb) optimiert werden. Ein Vorteil der Foilkästen ist die schwingungsarme Anordnung der Foils. Sind Foilkästen an eine externe Vakuumquelle angeschlossen, bezeichnet man sie als Vakuumfoilkästen. Einzelfoils haben den Vorteil der Einstellbarkeit des Foilwinkels im Betrieb. Die Geometrie der Foils wird nach herzustellendem Produkt und den Betriebsparametern ausgewählt (Abb. 2).

487 ren wie Kalandrieren, Gießen, Extrudieren, Blasen oder Strecken. Als Rohstoffe für die Folienherstellung können Kunststoffe oder Metalle dienen, die über geeignete Verfahren in einer möglichst gleichmäßigen Stärke porenfrei, mit gutem Planlageverhalten und in Abhängigkeit von ihrem späteren Einsatzzweck mit ganz bestimmten Eigenschaften produziert werden. Folien lassen sich vereinfachend in transparente, opake, glänzende und matte Folien unterscheiden. Die Folien können als homogene Schichten aufgebaut sein oder durch Verfahren, wie —> Extrudieren, —> Kaschieren, —• Lackieren oder Bedampfen mit Metallen (—> Metallisieren), zu Mehrschichtfolien verbunden sein. Abb. 2: Verschiedene Foils

•

Siebgeschwindigkeiten 100 bis 500 m/min für alle Foils: - Winkelfoils 4°

starke Entwässerung

- Isoflow

hohe Turbulenz

- Varifoils - Turbofoils - Vakuumfoils •

Siebgeschwindigkeiten 500 bis 1 200 m/min: - Stufenfoils

starke Entwässerung geringe Turbulenz

- Winkelfoil 0,5°

geringe Entwässerung geringe Turbulenz

- Vakuumfoil

starke Entwässerung hohe Turbulenz BU

Foilkasten (foil box) —» Foil

Folie (polymer film, foil) Die Möglichkeiten zur Herstellung einer Folie (lat. : folium = Blatt) bestehen in Verfah-

In der grafischen Industrie werden Folien in Form von Filmen in der Druckvorstufe verarbeitet. Einen wesentlich breiteren Anwendungsbereich bietet jedoch die Veredelung von Druckerzeugnissen und die Herstellung von Verpackungsmaterialien. Neben der Schutzwirkung, die mit transparenten Folien auf einem Druck erzeugt werden kann, sind immer mehr die Effekte erwünscht, die durch Glanzfolien oder Mattfolie einen breiten Spielraum für eine grafische Gestaltung ermöglichen. Um diese Veredelungsfolien klebefähig, bedruckbar oder prägefähig zu gestalten, muss als wesentliche Forderung eine Oberflächenspannung von ca. 40 mN/m gewährleistet sein. Eine Klebung bzw. Kaschierung der Folien lässt sich durch lösemittelfreie und lösemittelhaltige —• Klebstoffe, durch 100 %-Systeme, wie —• Hotmelts, oder durch vorbeschichtete Thermokaschierfolien vollziehen. Für eine ausreichende Stabilität und gute Maschinengängigkeit werden die Folien überwiegend biaxial gereckt. Während transparente Kaschierfolien geringe Schichtdicken von 12 bis 24 μηι aufweisen, werden transparente Folien für die Verwendung in Skin- und —• Blisterverpackungen mit erheblich höheren Schichtdicken produziert. In der Buchherstellung finden oftmals opake Folien als Bucheinbandmaterialien Verwendung. Für die Herstellung von Verpackungen sind durch bedruckbare Verbundfolien die Möglichkeiten gegeben, Wasserdampfsperren,

488 Aromadichtigkeit (—• aromadicht), —• Fettdichtigkeit oder Temperaturisolierungen für das Packgut gezielt zu steuern. Der Einsatz von Folien für die Herstellung von —> ID-Karten in den Druckereien hat sich bereits vor Jahren erfolgreich durchgesetzt und weist derzeit die höchsten Zuwachsraten auf. Eine Sonderstellung nehmen auch die Heißprägefolien ein, die neben der klassischen Schriftprägung auch als Magnet-, Signier· oder Hologrammfolien (—> Hologramm) im Fälschungsschutz für Banknoten, Kreditkarten und andere amtliche Dokumente zum Einsatz kommen. SD

Folienbeschichtung (film coating) Eine Folienbeschichtung ist eine auf Folie aufgebrachte, fest haftende Schicht (—• Beschichtung) aus formlosem Stoff. Übliche Beschichtungsmittel sind bei Metallfolien —> Lacke (Schutz- und Glanzwirkung) oder thermoplastische Materialien ( - » Thermoplaste) (Siegelfähigkeit). —> Kunststofffolien werden beim Veredeln häufig lackiert oder metallisiert (—> Metallisieren). Bei der Herstellung von Haftverbundmaterialien (Klebebänder oder —> Etiketten) werden u.a. Kunststofffolien mit Haftklebstoffen beschichtet. Haupteinsatzgebiet für beschichtete Folien in Kombination mit Papier und Aluminiumfolien ist die Herstellung von —• flexiblen Verpackungen. Z.B. werden zur Erniedrigung der Sauerstoffdurchlässigkeit Polyethylenfolien oder Papier-Polyethylen-Verbünde mit Polyvinylidenchlorid (PVDC) beschichtet. KB Folienkaschiermaschine (laminator) Anlage zum —> Kaschieren von Papier und Karton mit —> Kunststoff- oder Metallfolien. Insbesondere beim Kaschieren mit Kunststofffolien reicht die Spanne an verwendeten Maschinen von Tischgeräten mit manueller Bogenzuführung zur Veredelung kleinformatiger, individueller Auflagen (z.B. Visitenkarten, Speisekarten) bis hin zu vollautomatischen Anlagen zur Produktion großer Aufla-

gen (z.B. Bucheinbände, Landkarten), die mit Kaschiergeschwindigkeiten von 300 m/min betrieben werden. Die Prinzipien, nach denen Folienkaschiermaschinen arbeiten, können sehr unterschiedlich sein (—> Kaschiermaschine). Sie richten sich nach den eingesetzten Materialien und den erreichbaren Geschwindigkeiten. Im Allgemeinen müssen folgende Arbeitsabläufe verfahrenstechnisch umgesetzt werden: Sofern es sich nicht um eine —> Folie mit heißsiegelfähiger Beschichtung handelt, wird diese zunächst mit einem —• Klebstoff (—> Dispersionsklebstoff, lösemittelhaltiger Klebstoff) oder einer Schmelzmasse (z.B. —> Kaschierwachs) beschichtet, angetrocknet und mittels Wärme und Druck gegen die zu kaschierende Bahn oder die zu kaschierenden Bogen aus Papier oder Karton gepresst. Dadurch wird eine feste Verbindung zwischen Folie und Papier oder Karton erreicht. KB

Folienprüfgerät (test device for films/foils) Folienprüfgeräte dienen zur Bestimmung einer Verarbeitungseigenschaft, einer Anwendungseigenschaft oder eines Qualitätsmerkmals von Folien. Die wichtigsten pysikalischen Folieneigenschaften, die mit einem jeweils dafür entwickelten Prüfgerät bestimmt werden, sind: • • • • • • • • •

Dicke Flächenbezogene Masse Opazität Reibungskoeffizient Oberflächenspannung Siegeltemperatur Wasserdampfdurchlässigkeit Sauerstoffdurchlässigkeit Zugkraft-Dehnungsverhalten.

Folienquerschneider (foil cross cutter) —> Schneidmaschine

KB

489 Folienrollenschneidmaschine (roll foil cutting) - » Schneidmaschine

Foliiereii (paging, foliation) In der grafischen Industrie wird unter der veralteten Bezeichnung Foliieren die fortlaufende Nummerierung von Druckbogenseiten verstanden. In der Umgangssprache wird die Bezeichnung Foliierung oft für einen Überzug bzw. eine Unterlegung mit einer dünnen —> Folie (Kunststoff- oder Metallfolie) gewählt. SD

Fordbecher (ford cup) Als Fordbecher wird ein zylindrisches Gefäß mit konischem Unterteil und einer definierten Ausflussöffnung im Boden (z.B. 3 mm Durchmesser) bezeichnet, mit dessen Hilfe auf einfachste Weise in der Druck- oder Wellpappenindustrie die Fließfähigkeit von niedrigviskosen Flüssigkeiten als Auslaufzeit in [s] eines bestimmten Volumens (z.B. 100 ml) gemessen wird. Durch Messung der Ausflusszeit von Flüssigkeiten kann zwar nicht die —• Viskosität ermittelt werden, doch genügt diese einfache Messmethode für viele Fälle, um einen Eindruck vom Fließverhalten einer Flüssigkeit oder Dispersion zu gewinnen. Eine häufige Anwendung findet diese Methode vorwiegend im —• Tiefdruck, wo —> Tiefdruckfarben routinemäßig damit untersucht und auch Verdünnungen mit —• Toluol aufgrund dieser Messungen durchgeführt werden. Der Fordbecher wird in der Wellpappenindustrie zur indirekten Messung der Viskosität von Stärkelösungen als —> Klebstoff zum Verbinden von —• Deckenpapier und gewelltem —> Wellenpapier herangezogen. EI

Förderrolle (conveyor reel) —> Bogenanleger

Förderung im Luftstrom (pneumatic conveyors) Für den pneumatischen Transport von Gutteilchen von einer Aufnahme- zu einer Austragsstelle ist in der Förderrohrleitung eine Mindestluftgeschwindigkeit erforderlich. Je nach Erzeugung des Luftstroms unterscheidet man 2 Förderarten: •

•

Förderung im Saugluftstrom (Gebläse am Ende der Förderstrecke und Förderung von mehreren Aufnahmestellen zu einer Sammelstelle). Förderung im Druckluftstrom (Drucklufteinführung am Anfang der Förderstrecke und Förderung von einer Aufgabestelle zu mehreren Verteilerstellen).

Beide Verfahren eignen sich für den Transport von staubförmigen, körnigen oder kleinstückigen Schüttgütern. In der Zellstoff- und Papierindustrie werden —> Ausschuss, Strohhäcksel, Krümelstoff und —• Hackschnitzel, z.T. auch durch —• Schneckenpressen eingedickte Halbstoffe (-> Holzstoff, - » Z e l l stoff, —• Deinkingstoff) im Luftstrom transportiert. Am stärksten ist die Luftstromförderung beim Transport von Hackschnitzeln von der Hackerei (—• Hackmaschine) auf —• Piles als Zwischenlager vor einer Zellstoffkocherei verbreitet. VO

Förderwalze (conveyor roller) —• Bogenanleger

Formaceli-Verfahren (Formaceli pulping) Das Formaceli-Verfahren zur Zellstofferzeugung ist eine Weiterentwicklung des an der Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft in Hamburg entwickelten —• Acetocell-Verfahrens. Die Verbesserung gegenüber dem Acetocell-Verfahren besteht darin, dass durch den Zusatz von 5 bis 10 % Ameisensäure zur —• Essigsäure beim Aufschluss —• Zellstoffe mit niedrigeren Gehalten an —• Restlignin, höheren —• Weißgraden

490 und verbesserten Festigkeiten erhalten werden. Die Formacell-Zellstoffe lassen sich mit —> Ozon in Essigsäure und mit Peressigsäure (—• Persäuren) in Butylacetat auf hohe Weißgrade bleichen. Ein zusätzlicher Wasserkreislauf mit —> Natronlauge entfällt. Die Rückgewinnung der Aufschlusschemikalien Ameisensäure und Essigsäure erfolgt durch Destillation. Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zum Formaceli-Verfahren beschränken sich bisher nur auf den Labormaßstab. Der gegenwärtige Kenntnisstand erlaubt noch keine sichere Bewertung dieses Holzaufschlussverfahrens. Literatur: N.N. : Umweltverträgliche Holzaufschlussverfahren. Schriftenreihe „Nachwachsende Rohstoffe", Bd. 8, Münster: Landwirtschaftsverlag GmbH, 1997 HA

Formaldehyd (formaldehyde) In reinem Zustand ist Formaldehyd (Methanal, C H 2 0 ) ein farbloses Gas (Schmelzpunkt: -117° C, Siedepunkt: -19° C). Die Dämpfe sind brennbar, Gemische mit Luft explosionsfähig. Formaldehyd ist leicht löslich in Wasser, Alkoholen und anderen polaren —• Lösemitteln. Formaldehyd ist in der Natur weit verbreitet. In der Luft entsteht er durch fotochemische Prozesse, in pflanzlichen und tierischen Organismen ist er ein wichtiges Stoffwechselprodukt für die Biosynthese. Formaldehyd entsteht bei jeder unvollständigen Verbrennung und ist deshalb in Verbrennungsgasen von Kraftfahrzeugen, Heizungen, Gasherden oder Zigaretten enthalten. Technisch wird Formaldehyd durch katalytische Oxidation von —» Methanol hergestellt. Wegen der hohen Polymerisationsneigung des Formaldehyds sind als Handelsformen gebräuchlich: 1) Wässrige Lösungen (35 bis 55 %), in denen Formaldehyd überwiegend als Hydrat oder als Gemisch von Oligooxymethylenglykolen vorliegt.

2) Das cyclische Trimere Trioxan (Schmelzpunkt: 63° C, Siedepunkt: 115° C).

Λ

0 ^ 0 3) Das lineare Polymere Paraformaldehyd.

Formaldehyd ist hochreaktiv und setzt sich mit einer Vielzahl chemischer Verbindungen um. Das Gas ist stark äugen- und atemwegsreizend, die wässrigen Lösungen führen zu Verätzungen von Haut und Augen. Etwa 40 % des produzierten Formaldehyds werden zur Herstellung von Harzen verwendet (-> Formaldehydharze, Melaminharze). Der gleiche Anteil dient als Synthesebaustein. Wichtige Folgeprodukte sind: 1) Diole, z.B. 1,4-Butandiol, Trimethylolpropan und Neopentylglykol, die bei der Polyurethan- und Polyesterherstellung eingesetzt werden. 2) 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI) als Rohstoff für Polyurethanschäume. 3) Nitrilotriessigsäure (NTA) und Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) als wichtige —• Komplexbildner in Detergentien. 4) Trioxan als Rohstoff bei der Polyoxymethylen-Synthese (POM, thermoplastische Kunststoffe). Nur noch ein geringer Anteil des produzierten Formaldehyds wird direkt verwendet. Neben dem Einsatz als Reduktionsmittel steht hier die desinfizierende Wirkung (—> Desinfektion) im Vordergrund. NI

Formaldehydharze (formaldehyde resins) Formaldehydharze sind Oligomere bzw. polymere Umsetzungsprodukte von —• Formal-

491 dehyd und nucleophilen Komponenten, z.B. Amiden, wie Harnstoff oder Melamin (-> Melaminharze), —> Phenol, Carbamaten, Ketonen u.a.. Der erste Reaktionsschritt besteht in einer Addition des Nucleophils an Formaldehyd unter Ausbildung einer Methylol-Verbindung (Hydroxymethylierung).

^

H2N^

TT

H ^ISk

^OH

Ν γ Ν nh2 Methylolmelamin

Im zweiten Schritt erfolgt die Anlagerung eines weiteren nucleophilen Reaktionspartners unter Abspaltung von Wasser (Kondensation). Je nach Reaktionsbedingungen, vor allem pH-Wert, laufen beide Reaktionen parallel ab. Als Reaktionspartner im Kondensationsschritt kommen neben den Amiden auch die Hydroxymethylgruppen in Frage, so dass neben Methylen-Gruppen auch Methylenether-Gruppen gebildet werden.

Ν

Ν

Methylengruppe

.CH 0

.CH 0

π

V

Ethergruppe

Wegen der vielen Reaktionsmöglichkeiten werden im Allgemeinen Oligomerengemische erhalten, deren Zusammensetzung durch die EinsatzstoffVerhältnisse gesteuert werden kann. Die Kondensationsreaktionen werden meist durch pH-Änderung gestoppt und erst

bei der Anwendung durch die Zugabe von Säuren oder durch Temperaturerhöhung fortgesetzt. Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukte werden unter sauren Verfahrensbedingungen als wärmehärtende Nassfestharze (—> Nassfestmittel) eingesetzt. Anionische Harzkolloide ziehen in Gegenwart von —• Aluminiumsulfat beim Zusetzen zur Masse auf —> Faserstoff auf. Kationische Harzkolloide benötigen beim Massezusatz in der Regel keine Fixiermittel. Bei der Papiertrocknung kondensiert das Harz infolge der Wärmeeinwirkung und der sauren Reaktion der Papierbahn weiter. Die dabei entstehende Nassfestigkeit (z.B. —> Nassbruchkraft) erreicht im frisch erzeugten Papier noch nicht ihr Maximum. Vielmehr stellt sich der volle Effekt erst nach einer Papierlagerung von ca. 14 Tagen ein. Als Härtungsmittel zur Verbesserung der Wasserfestigkeit von Pigmentstrichen (—> Strich) und Oberflächenpräparationen (—• Oberflächenleimung) werden modifizierte Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukte eingesetzt, die auch im alkalischen Bereich mit Polymerdispersionen und wasserlöslichen -> Bindemitteln reagieren. N I

Formamidinsulfinsäure (FAS) (formamidinesulfinic acid, FAS) Formamidinsulfinsäure (CH 4 N 2 0 2 S) wird überwiegend zur Bleiche von —> Deinkingstoff aus höherwertigen —• Altpapiersorten eingesetzt, wenn dieser durch —•Farbstoffe in der Masse gefärbt ist. Die Bleiche der Farbstoffe erfolgt unter alkalischen Bedingungen bei möglichst hoher Temperatur. Günstig ist die Anwendung in einem —> Disperger innerhalb einer —• Stoffaufbereitungsanlage. Eine —> Bleichlösung mit einem Gehalt zwischen 50 und maximal 100 g FAS/1 wird kontinuierlich in einer Löseanlage aus FAS und —• Natronlauge bereitet. Die Bleichlösung muss sofort verwendet werden, eine Lagerung ist nicht möglich. Wegen der Gefahr der Zersetzung darf FAS nicht bei erhöhter Temperatur oder in Kontakt mit Alkalien gelagert werden. SÜ

492 Format (format, sheet size , size) Als Format (lat.: formatus = das Geformte) bezeichnet man die Angabe über die Größe eines Blatts oder Bogens, die in den Maßen Breite x Länge angegeben wird, wobei die Breite stets das kleinere Maß ist. Formatangaben gibt es für verschiedene Erzeugnisse der Papier- und Druckindustrie (z.B. Papierformate, Buchformate, typografische Formate, fotografische Formate). 1) Papierformate 1883 wurden in Deutschland Normalformate eingeführt, von denen das bekannteste das sog. Reichs- oder Kanzleiformat (33 cm x 42 cm) ist. Allerdings konnten sich diese Normalformate nicht durchsetzen: Bezeichnung Reichsformat Proportia Register Median Regal Imperial

Normalformat [cml 33x42 36x45 40x50 44x56 48x64 54x68

Die heute gültigen Papier-Normalformate sind nach D I N 476 festgelegte Abmessungen für Papierbogen (—> DIN-Formate). Grundformat ist die Bogengröße AO mit der Fläche 2

1 m und dem Seitenverhältnis 1 : ^ 2 · Durch Halbieren der Fläche entsteht jeweils das nächstkleinere Format ( A l , A2 usw.). Die ISO-A-Reihe (Grundformat: AO = 841 mm x 1189 mm) legt die Papierendformate für administrative, kaufmännische und technische Zwecke (z.B. —» Schreibpapier, Karteikarten) sowie für eine bestimmte Gruppe von Drucksachen (z.B. Fernsprechbücher, Amtsblätter) fest. Die Endformate der ISO-B-Reihe (Grundformat: BO = 1000 mm x 1414 mm) sollen nur in Ausnahmefällen, in denen Zwischenformate zwischen 2 Formaten der AReihe benötigt werden, benutzt werden. Formate der C-Reihe (Grundformat: CO = 917 mm χ 1297 mm) gelten für Papiererzeugnisse, die zur Unterbringung von Papier-

erzeugnissen in Formaten der Α-Reihe bestimmt sind, z.B. Briefhüllen, Mappen, Aktendeckel. Als Endformat bezeichnet man ein Format in den Maßen des Endverbrauchers, z.B. das Format eines Druckerzeugnisses nach dessen Herstellung in der Druckindustrie. Das Endformat ist meistens mit dem Format des Erzeugnisses nach dem —> Falzen und nach dem Beschneiden (beschnittenes Format) identisch. Bei gefalzten Erzeugnissen gilt als Format die Größe des Blatts nach dem Falzen. Rohbogenformate sind etwa um 5 % größer als die Endformate und berücksichtigen den nötigen Beschnitt. Rohformate für die Endformate der Α-Reihe werden - abhängig von der flächenbezogenen Masse - in folgenden Größen hergestellt: Rohformat [mm] 430 χ 610 610 x 860 700 χ 1000 730 χ 1040 880 x 1240 1000 x 1400

Flächenbezogene Masse [g/m2] 70, 80, 90 70, 80, 90, 100, 120, 150, 170, 190, 250 70, 80, 90, 100, 110, 120, 150, 170, 250 80 100, 120, 150, 170 100, 120, 170

Die Abmessungen von Endlosvordrucken sind in der Norm DIN 9771 vereinheitlicht. Die Höhe des Formats A4 (297 mm) gilt als Richtlinie für die Maximalhöhe von vereinzelten Endlosvordrucken. Die Formatbreiten der ISO-A-Reihe sollen nach Entfernen der Führungslöcher für die Einzelvordrucke eingehalten werden. 2) Formate für Zeitungen sind nicht standardisiert, jedoch werden folgende Bezeichnungen für Zeitungsformate verwendet: Berliner Format: Rheinisches Format: Norddeutsches Format:

315 mm x 470 mm 350 mm x 510 mm 400 mm x 570 mm

3) Das Buchformat ist ein Maß, nach der die Größe eines Buchs angegeben wird. Neben

493 der Angabe von Höhe in [cm] χ Breite in [cm] gibt es Formatbezeichnungen für Größengruppen, die sich vom Vorgang des Falzens der Druckbogen herleiten. Die Zahl der beim Falzen entstehenden Blätter führt zu folgenden Formatbezeichnungen: •

•

•

•

Folio, 2° (lat.: folium = Blatt), das größte Format des nur einmal gefalzten Bogens (ca. 42 cm χ 33 cm), der dann 2 Blätter (4 Seiten) ergibt. Es war das beliebteste Format im 15./16. Jh., als der Buchdruck noch unter dem Eindruck der bis zu 75 cm χ 50 cm großen Folianten des Mittelalters stand. Heute ist Folio noch für Atlanten gebräuchlich. Quart, 4° (lat.: quartus = der Vierte), bei dem der Bogen zweimal in 4 Blätter (8 Seiten) gefaltet wird. Quart ist heute noch üblich für großformatige Kunstbände und Tafelwerke. Oktav, 8° (lat.: octavus = der Achte) ergibt die Falzung in 8 Blätter (16 Seiten) und ist das häufigste Buchformat. Sedez, 16° (lat.: sedecim = sechszehn) ist ein in 16 Blätter gefalzter Bogen.

Anstelle der Bogenfalzung hat sich heute die Formatbezeichnung nach der Höhe eines Buchs bzw. des Buchdeckels (querformatige Bücher erhalten den Zusatz „Quer-", z.B. Quer-Oktav) durchgesetzt. So gelten für die deutsche Bibliographie: Sedez: Klein-Oktav: Oktav: Groß-Oktav: Lexikon-Oktav: Quart: Groß-Quart: Folio: Groß-Folio:

bis bis bis bis bis bis bis bis über

15 cm 18,5 cm 22 cm 25 cm 30 cm 35 cm 40 cm 45 cm 45 cm

Höhe Höhe Höhe Höhe Höhe Höhe Höhe Höhe Höhe NE

Formatausrüstung (format cutting department) Mit Formatausrüstung bezeichnet man in einer Papier- oder Kartonfabrik die Abteilung, in der

1) die von der Kartonmaschine kommenden, auf —• Tamboure gewickelten Kartonbahnen oder 2) die von einer —• Rollenschneidmaschine kommenden, auf —> Wickelhülsen gewickelten Papier- oder Kartonbahnen für die weitere Verwendung ausgerüstet, d.h. in Formate geschnitten werden. Darunter versteht man das —• Längs- und —> Querschneiden der Papier- oder Kartonbahnen auf einem bestimmten —• Querschneider zu bestimmten Formatgrößen (siehe auch —• Querschneiden). In der Formatausrüstung sind außer Querschneidern auch Schnellschneider, Rieseinschlagmaschinen sowie Palettenstapel-Verpackungsanlagen installiert. Die geschnittenen Formatstapel verlassen also die Formatausrüstung versandfertig. —> DIN-Formate werden auf Kleinformatstraßen nicht nur geschnitten, sondern auch eingeriest (—• Ries) und/oder in Kartonagen verpackt. KT

Formatbegrenzung (trim) Formatbegrenzung ist die Vorrichtung zur Einstellung der Breite der am —> Poperoller der Papiermaschine aufzuwickelnden Papierbahn. Bei schnell laufenden Papiermaschinen müssen die von der —* Siebpartie erzeugten Bahnränder (Randbändel) verworfen werden. Deshalb werden sie mit je einem —• Randspritzer auf —• Führer- und —> Triebseite am Ende der Siebpartie abgespritzt und gelangen in die —• Gautschbruchbütte. Die verbleibende Papierbahnbreite bestimmt - unter Berücksichtigung der —• Querschrumpfung in der —> Pressen- und —> Trockenpartie - die —• unbeschnittene Bahnbreite am Poperoller. KL Formatgenauigkeit (format preciseness) Als Formatgenauigkeit wird das Ausmaß der Annäherung an ein erforderliches —• Format bezeichnet. Die Nichteinhaltung von festge-

494 legten Formaten kann im Druckprozess und bei der Weiterverarbeitung zu Schwierigkeiten fuhren. Formatdifferenzen können z.B. —• Passerdifferenzen hervorrufen, insbesondere wenn nach dem —•Drucken noch gestanzt (—• Stanzen), geprägt (—• Prägen) oder mehrfach gefalzt (—»Falzen) werden muss. Eine hohe Formatgenauigkeit wird aber auch bei Bogen gefordert, die durch —• Umdrehen, —•Umschlagen und —•Umstülpen oder im —• Schön- und —• Widerdruck auf umschaltbaren —• Druckmaschinen gedruckt werden. In den Allgemeinen Verkaufsbedingungen der Papier- und Pappenhersteller der EG (—• CEPI) sind folgende Maßtoleranzen angegeben: •

•

Nettoformat: ± 0,2 %, aber mindestens ± 2 mm oder + 0,4 %, aber mindestens + 4 mm, wenn keine Toleranz nach unten akzeptiert wird. Bruttoformat: ± 0,4 %, aber mindestens ± 3 mm oder + 0,8 % , aber mindestens + 6 mm, wenn keine Toleranz nach unten akzeptiert wird.

Toleranzen für die Endformate der A- und BReihen ( - • DIN-Formate) sind in DIN 476 festgelegt. Danach gelten folgende zulässige Abweichungen: • • •

für Maße bis zu einschließlich 150 mm: ± 1,5 mm für Maße größer als 150 mm und bis zu einschließlich 600 mm: ± 2 mm für Maße größer als 600 mm: ± 3 mm

Neben der Maßabweichung beeinträchtigen —• Schneidfehler, wie Hohlschnitte (konkav oder konvex) und Wellenschnitte bzw. mangelhaft oder nicht winklig beschnittene Bedruckstoffe ebenfalls die Formatgenauigkeit. NE Formation (formation) Formation ist nach ISO 4046 definiert als die Art und Weise, wie —• Fasern verteilt, angeordnet und vermischt sind, um ein Papier zu bilden. Der Papiermacher versteht unter For-

mation (Durchsicht) kleinflächige, stochastische (regellose) Massenschwankungen mit Wellenlängen bis größenordnungsmäßig 100 mm, die üblicherweise durch visuelle Betrachtung im Durchlicht bewertet wird. Im Durchlicht kann weder das menschliche Auge noch ein Formationstester, der nach dem Prinzip der Lichttransmission arbeitet, diese kleinflächigen Massenschwankungen exakt erfassen, da neben der Masse auch die lokale —• Rohdichte und die —• Farbe die optischen Schwankungen beeinflussen. Deshalb wird nach Tab. 1 den nach dem Prinzip der Lichttransmission arbeitenden off-line- und on-line-Formationstestern eine Messung der „optischen Massenschwankungen" zugeordnet, wie sie auch vom Auge vollzogen wird. Exakte Messungen der Formation im Sinne von Massenschwankungen sind nur über Beta- (—• Betaradiographie) oder niedrigenergetische Elektronenstrahlen mit wenigen off-line-Geräten möglich. Für —• ungestrichene und —• unsatinierte Papiere korrelieren Licht- und Beta-Strahlentransmission sehr gut. Damit haben auch die auf Lichttransmission arbeitenden Formationsmessmethoden innerhalb einzelner Papiersortengruppen bzw. zwischen ähnlich aufgebauten Papieren ihre Daseinsberechtigung. Auf die visuelle Beurteilung der Formation haben die im Papier sichtbaren —• Flocken und Flockenagglomerate (Wolken) als Stellen hoher —• flächenbezogener Masse und damit höherer —• Opazität und ihr Kontrast, als Flächengewichtsdifferenz bzw. Opazitätsunterschied zwischen Flockenhochplateau und Niveau der umliegenden Tiefebene, maßgeblichen Einfluss. Der visuelle Eindruck der Blattinhomogenität ist die Leitlinie, an der sich eine objektive messtechnische Analyse zu orientieren hat. Mit Formationstestern werden im einfachsten Fall —• Standardabweichung, —• Variationskoeffizient oder andere Kennzahlen aus dem Histogramm der („optischen") Massenschwankungen ausgegeben. Andere Tester unterziehen die Signale einer Frequenzanalyse oder berechnen die Autokorrelationsfunktion. Alle genannten Algorithmen werden auch bei der zweidimensionalen Bildanalyse

495

Definition:

Art und Weise, wie die Fasern verteilt, angeordnet und vermischt sind, um ein Papier zu bilden (ISO-Norm)

I Kleinflächige Papierinhomogenität (Wellenlänge Natur- oder —• Streichrohpapier muss aus 100 % gebleichtem —• Zellstoff hergestellt sein mindestens 3 % —• Calciumcarbonat enthalten und einen pH-Wert zwischen 7,5 und 9 aufweisen.

Solche Papiere werden mithilfe der —> Neutralleimung hergestellt, die den Säurefraß von Papieren verhindern soll (—> Alterung). NE

Freiharz (free rosin) Unter Freiharz versteht man im Rahmen der —• Harzleimung natürliche nichtverseifite, also noch undissoziiert vorliegende —• Harzsäuren. —• Harzdispersionen enthalten über 90 % Freiharz. SE

Freistrahldüse (jet applicator) In bestimmten —> Auftragswerken mit separater Dosierung und in —• Walzen-Aufitragswerken werden Düsen eingesetzt, die in einem freien Strahl die —> Streichfarbe auf die Papier- oder Kartonbahn aufsprühen. KT

Freiwillige Selbstverpflichtung der AGRAPA (negotiated commitment for recovery recycling of graphic paper) A m 18. September 1992 legte das Bundesumweltministerium den Entwurf für eine Altpapierverordnung gemäß § 14 des damals geltenden Abfallgesetzes vor. Es folgte damit dem Auftrag, den der Bundesrat der Bundesregierung bei der Verabschiedung der —• Verpackungsverordnung erteilt hatte. Die Altpapierverordnung sah die Einhaltung von Verwertungsquoten sowie die Entlastung der Kommunen durch die Übernahme der Sammelkosten vor.

Zur Vermeidung dieser gesetzlichen Regelung vereinbarte die —• AGRAPA im Herbst 1994 eine Freiwillige Selbstverpflichtung zur Rücknahme und Verwertung gebrauchter grafischer Papiere mit dem Bundesumweltministerium. Darin verpflichten sich: •

•

•

•

die deutschen Hersteller grafischer Papiere, die stoffliche Verwertung grafischer —> Altpapiere bis zum Jahr 2000 auf 60 % zu steigern; hierzu sollen insbesondere recyclingfreundliche —• Faserstoffe, Papierhilfsmittel (—•Hilfsstoffe) und —• Füllstoffe eingesetzt werden; die Verleger und die Druckindustrie, zunehmend altpapierhaltige Papiere einzusetzen und diesbezüglich auf ihre jeweiligen Auftraggeber einzuwirken. Zugleich sollen Fertigungsmaterialien und Hilfsstoffe eingesetzt werden, die eine spätere Wiederverwertung nicht behindern; die Importeure grafischer Papiere, auf ihre Lieferanten einzuwirken, mehr Altpapier einzusetzen und ihre Papiere recyclingfreundlich herzustellen; der Papiergroßhandel, den Vertrieb altpapierhaltiger Papiere durch eine Ausweitung bzw. Diversifizierung des Angebots zu fordern.

Ferner verpflichtet sich die AGRAPA, eine Modellversuchsreihe zur getrennten Erfassung grafischer Papiere durchzuführen, um Hinweise fur eine Optimierung von Qualität, Quantität und Kosten der unterschiedlichen Sammelsysteme zu erhalten. andDie Ziele der Freiwilligen Selbstverpflichtung werden bereits seit Jahren mehr als erfüllt. So überschritt die Verwertungsquote von gebrauchten grafischen Papieren (Drukkerzeugnisse) im Jahr 1996 bereits die Marke von 80 %. Dies ist vor allem auf die Inbetriebnahme zahlreicher neuer Produktionskapazitäten im Bereich —• Zeitungsdruckpapier zurückzufuhren, die inzwischen ausschließlich Altpapier als Rohstoff einsetzen. KI

503 (z.B. —> Erdgas) und deren Preis, verfügbare Freiwillige Selbstverpflichtung zur ReduWasserkraft, Größe der Stromkennzahl (spez. zierung des spezifischen CC^-Ausstoßes Strombedarf/spez. Wärmebedarf) bei der aus fossilen Energieträgern —• Kraft-Wärme-Kopplung, Sicherung eines (voluntary agreement on the reduction of netzunabhängigen Betriebs, Nutzung von im specific CO2 emissions from the use of fossil fuels) Betrieb anfallenden —> Abfällen (z.B. —• Rinde) bzw. Unterhaltung von EntsorgungsweZur Vermeidung einer drohenden nationalen gen (Mitverbrennung von Abfällen aus der bzw. europäischen Energiesteuer wurde von —• Altpapieraufbereitung und von Rinde). DE 10 Branchen der deutschen Wirtschaft 1995 die Erklärung der deutschen Wirtschaft zur Klimavorsorge der Bundesregierung vorgelegt. Hierin wurde zugesagt, auf Basis des Frequenzmodulierte Rasterung Jahres 1987 den Ausstoß von spezifischen (stochastic screening) C0 2 -Emissionen bis zum Jahre 2005 um bis Als frequenzmodulierte Rasterung (Abk.: zu 20 % zu verringern. 1996 wurde die FM-Rasterung) bezeichnet man eine RasterSelbstverpflichtung auf 14 Branchen erweistruktur, bei der die —> Tonwerte (—• Rastertert. Auf Wunsch der Bundesregierung wurde tonwert) aus stets flächengleichen —> Rasterals Basisjahr das Jahr 1990 gewählt und die punkten erzeugt werden, wobei die Anzahl Vereinbarung lautetete, den spez. C 0 2 - der Punkte pro Flächeneinheit aber unterAusstoß um 20 % zu verringern. Die Selbstschiedlich ist (—• Flächendeckungsgrad). Die verpflichtung der Branchen fiel dabei unterflächige Anordnung der Rasterpunkte erfolgt schiedlich aus. Einige sicherten sogar absoauf Basis verschiedener Algorithmen, die die lute C02-Minderungen zu. Punkte entsprechend einer statistischen Vorgabe zufällig verteilen. Diese Art der RasteDie deutsche Zellstoff- und Papierindustrie verpflichtete sich, den spez. C0 2 -Ausstoß um rung (—> Rastern) kann mit fotografischen Mitteln nicht erzeugt werden, sondern nur 22 % und den spez. Energieeinsatz um 20 % durch elektronische Rasterung (Abb.). zu reduzieren. Das Ziel der freiwilligen Selbstverpflichtung wurde bereits im Jahre Amplitudenmodulierte Rasterung Frequenzmodulierte Rasterung 1997 erfüllt. Ursachen hierfür waren hauptsächlich der vermehrte Altpapiereinsatz, die Substitution von kohlenstoffreichen durch kohlenstoffarme Energieträger (z.B. Kohle • • m • • • • Η Β Η durch —» Erdgas) sowie der verstärkte Einsatz von Energie aus nachwachsenden Brennstoffen (Produktionsreststoffe). GT

cjcjl^ss!

1

Rasterflôchen mit einem Flächendeckungsgrad von 37,5 %.

Fremdstoffe (foreign matter, contraries , impurities) —• Papierfremde Bestandteile

Amplitudenmodulierte und frequenzmodulierte Rasterung (Quelle: Institut fur Papierfabrikation, TU Darmstadt)

Fremdstrom (purchased power, grid power) Anteil des Strombedarfs eines Industriebetriebs, der aus dem Stromnetz bezogen wird, also nicht durch Erzeugung in einem eigenen Kraftwerk erzeugt wird (—• Eigenstrom). Einfluss auf diesen Anteil haben insbesondere die Verfügbarkeit von Primärenergieträgern

Bis Mitte der 90er Jahre gab es über 30 verschiedene FM-Rastersysteme, von denen die folgenden am bekanntesten sind: • • • •

Agfa CristalRaster Barco Monet Crosfield Diamond Screening (Linotype Hell)

504 • • • •

Dither-Verfahren Errordiffusions-Verfahren Scitex Fulltone UGRA Velvet Screen.

Die FM-Rasterung vermeidet die Nachteile (Punktschluss, Punktabriss, Zulaufen und —> Moiré) der konventionellen —• amplitudenmodulierten Rasterung (AM- Rasterung), jedoch können bildfremde Strukturen in Abhängigkeit von der Aufzeichnungsfeinheit und vom Algorithmus auftreten. Aufgrund des ungünstigeren Verhältnisses zwischen —• Flächendeckung und Länge der PapierDruckfarbe-Begrenzungslinie nehmen optische Eigenschaften des Bedruckstoffs (—> Lichtfang) bei der FM-Rasterung einen stärkerer Einfluss auf die Reproduktion eines Tonwertes als bei der A M - Rasterung. NE

Frickel Ψ A

Friktionierkalander (friction calender) —• Kalander

Frischfaser (virgin fiber) — Primärfaser

Frischlauge (fresh liquor) Frischlauge ist die veraltete Bezeichnung für bestimmte Aufschlusslösungen zur Zellstoffgewinnung nach dem Sulfit- oder Sulfatverfahren. Beim Sulfitverfahren (—• Sulfitzellstoff) bezeichnet sie die nicht aufgestärkte (aufgegaste) —> Kochsäure und entspricht damit dem heute unüblichen Begriff der Turmsäure (—• Calciumbisulfit). Beim Sulfatverfahren (—> Sulfatzellstoff) entspricht der Begriff Frischlauge der —• Weißlauge. AR

a

ν·'

ν ,

Frickel auf einer Kartonoberfläche (Quelle: Institut fur Papierfabrikation, TU Darmstadt) Ein Frickel entsteht, wenn die Oberfläche eines Kartons bei der Weiterverarbeitung (z.B. auf der —> Rollenschneidmaschine) beschädigt wird und dann an dieser Stelle beim weiteren Transport durch Schieben (Lagenverschiebungen) oder Schleifen eine Aufrollung der oberen Faserschichten erfolgt (Abb.). NE

Frischwasser (fresh water) Das aus —> Oberflächenwasser oder —> Grundwasser gewonnene —> Rohwasser wird nach der —> Wasseraufbereitung als —• Frischwasser in den Prozess (z.B. Papierproduktion) eingespeist. Aufgrund beschränkter Ressourcen an Grundwasser wird der überwiegende Anteil des Wasserbedarfs in der Zellstoff- und Papierindustrie durch Oberflächenwasser gedeckt. Im Vergleich zum Oberflächenwasser ist Grundwasser durch die Filterwirkung der durchströmten Erdschichten meist frei von mechanischen Verunreinigungen, wie Grob- und Schwebstoffen. Es ist mit einer Temperatur von ca. 5 bis 14° C kälter als Oberflächenwasser. Die Temperatur unterliegt kaum jahreszeitlichen Schwankungen. Grundwasser kann durch die Umwandlung von —> Kalk zu Calciumhydrogencarbonat eine hohe —• Wasserhärte erreichen. Die mechanische Rohwasseraufbereitung zu Frischwasser erfolgt ein- oder mehrstufig über die Verfahrensschritte

505 • • •

Siebung Flockung mit Sedimentation / Flotation Filtration.

Diese Verfahren sind meist ausreichend, um ein feststofffreies Frischwasser zu erhalten. Zur Erzeugung von Frischwasser für höchste Ansprüche sowie zur Verwendung als —• Kesselspeisewasser sind weitergehende Behandlungsschritte erforderlich: • Entsäuerung (zur Entfernung von Kohlensäure) • Enthärtung (Entcarbonisierung) • Reduzierung von Eisen- und Manganverbindungen. Frischwasser wird erwärmt (durch vorherige Verwendung als —• Kühlwasser ohne Berührung mit —• Fabrikationswasser oder durch Wärmetausch gegen Kreislaufwasser oder Brüden) und dann als Warmwasser in den Prozess eingespeist. Frischwasser wird primär an —• Hochdruckspritzrohren (z.B. in der —> Pressenpartie von Papiermaschinen) und zur Chemikalienaufbereitung eingesetzt, aber auch Gleitringdichtungen und Kondensationskühler benötigen teilweise gereinigtes Frischwasser. Darüber hinaus dient es zur Ergänzung des Wasserverlusts durch Abwasserableitung, um das erforderliche CSBKonzentrationsniveau in Abhängigkeit vom Sortenprogramm im Kreislauf einzuhalten. In modernen —> Wasserkreislaufsystemen wird das Frischwasser ausschließlich im Bereich des —• Konstanten Teils und der Papiermaschine dem Herstellungsprozess zugeführt. SW Frühholz (earlywood) —• Jahrring

FSC - Forest Stewardship Council Der FSC ist eine internationale, private und gemeinnützige Organisation mit Sitz in Oaxaca, Mexiko. Er wurde im Jahr 1993 von 130 Teilnehmern aus 25 Ländern gegründet. Dominierend sind die umweltpolitisch orientierten Nichtregierungsorganisationen (Um-

weltverbände). Inzwischen sind jedoch auch Gewerkschaften, Holzhändler, Supermärkte und Forstbetriebe Mitglied. Der FSC setzt sich für eine umweltgerechte, sozialverträgliche und wirtschaftlich tragfähige Bewirtschaftung der Wälder weltweit ein. Er prüft und beurteilt die Bewirtschaftung der Wälder nicht selbst, sondern akkreditiert ausgewählte Zertifizierungsunternehmen, die mit den 10 Grundsätzen und Prinzipien des FSC übereinstimmen: 1) Übereinstimmung mit Gesetzen und FSCPrinzipien Die Bewirtschaftung der Wälder in einem Land soll alle gültigen Gesetze des jeweiligen Landes sowie alle internationalen Verträge und Vereinbarungen, zu denen sich das jeweilige Land verpflichtet hat, respektieren. 2) Pacht, Nutzungsrechte und Verbindlichkeiten Langfristige Pacht- und Nutzungsrechte an Land und Waldressourcen sollen klar festgelegt, dokumentiert und rechtskräftig verankert sein. 3) Rechte indigener Bevölkerung (Ureinwohner) Die gesetzlichen Rechte und Gewohnheitsrechte der indigenen Bevölkerung sollen anerkannt und respektiert sein. 4) Kommunale Beziehungen und recht Die Bewirtschaftung des Waldes langfristigen, ökonomischen und Verhältnisse der Waldarbeiter und Gemeinden erhalten oder verbessern.

Arbeitssoll die sozialen lokalen

5) Nutzung aus dem Wald Die Waldbewirtschaftung soll die effiziente Nutzung der verschiedenen Produkte des Waldes fordern. 6) Einfluss auf die Umwelt Die Bewirtschaftung des Waldes soll die biologische Vielfalt, die Wasserressourcen, die Böden sowie einzigartige und bedrohte Ökosysteme bewahren und erhalten.

506 7) Bewirtschaftungsplan Ein nach Größe und Intensität der Bewirtschaftung angemessener Betriebsplan soll aufgestellt, umgesetzt und auf dem aktuellen Stand gehalten werden. Die langfristigen Ziele der Waldbewirtschaftung sowie die Mittel zu ihrer Erreichung sollen klar festgelegt sein. 8) Überwachung und Beurteilung Eine nach Größe und Intensität der Bewirtschaftung angemessene Überwachung soll durchgeführt werden. 9) Erhaltung der natürlichen Wälder Primärwälder (Urwälder), weit entwickelte Sekundärwälder sowie Orte von besonderer sozialer oder kultureller Bedeutung sollen erhalten werden. 10) Plantagen Plantagen sollen in Übereinstimmung mit den Prinzipien 1 bis 9 sowie seinen Kriterien geplant und bewirtschaftet werden. Anhand der Einhaltung der Prinzipien erfolgt die Beurteilung, ob der Forstbetrieb die Kriterien für eine —» nachhaltige Forstwirtschaft erfüllt. Trifft dies zu, kann das in diesen Wäldern erzeugte —> Holz das FSC-Logo tragen und als Marketingsymbol Verwendung finden. Besondere Bedeutung hat das Symbol inzwischen in Großbritannien erlangt, wo sich bestimmte Baumarktketten das Ziel gesetzt haben, möglichst bis 1999 nur noch Holzprodukte anzubieten, die das FSC-Logo tragen. Weltweit sind inzwischen einzelne Forstbetriebe, z.B. in Neuseeland, den USA, in Großbritannien und Schweden, zertifiziert. Umstritten ist die Zertifizierung von Wäldern in Polen und Gabun. Nationale FSC-Standards wurden für Schweden erarbeitet und am 26. Januar 1998 vom FSC-Vorstand akzeptiert und bestätigt. Mehr als 50% der Waldbesitzer in Schweden akzeptieren jedoch die FSC-Standards nicht, sondern erarbeiten eigene Kriterien. Am 01. Oktober 1997 wurde in Deutschland eine nationale FSC-Arbeitsgruppe ge-

gründet. Die Verbände der Forst- und Holzwirtschaft arbeiten dort nicht mit. Für die deutsche Forstwirtschaft ist eine Mitarbeit nicht akzeptabel. Insbesondere wird befürchtet, dass die Eigentumsrechte durch die Teilnahme am FSC-Prozess verletzt werden könnten. Eine einzelbetriebliche Zertifizierung teilweise sehr kleiner Forstbetriebe ist schon aus Kostengründen nicht tragbar. Der Verband Deutscher Papierfabriken (VDP) und der Verband Deutscher Zeitungsverleger (VDZ) haben stattdessen die deutsche Forstwirtschaft aufgerufen, das nationale Herkunftszeichen in ein internationales europäisches Nachhaltigkeitszertifikat umzuwandeln. Die deutsche Forstwirtschaft hat signalisiert, dass sie diesen Weg einschlagen und diesbezügliche Vorschläge vorlegen will. K I

Führerseite (operating side , tending side) Die Führerseite an Papier-, Karton- und —> Streichmaschinen bezeichnet diejenige Längsseite, an der sich alle Bedienungsorgane und Schaltwarten befinden und die Bedienungsmannschaft stationiert ist. Der Raum auf der Führerseite wird wegen der hohen Temperaturen, die sich durch die Wärmeabstrahlung der Maschinen ergeben, mit temperierter Raumluft versorgt, um die klimatischen Bedingungen in diesem Bereich möglichst bedienerfreundlich zu gestalten. Der Führerseite gegenüber liegt die —> Triebseite, wo die —• Antriebe (Motoren) platziert sind. HC

Führungskopf (core chuck) —> Maschinenelemente in der —> Abroll- oder —• Aufrolleinrichtung für —• Rollenschneidmaschinen, die in die —• Wickelhülsen eingeführt werden und so die ab- oder aufzuwickelnde —> Rolle tragen oder in Achsrichtung führen. Das Drehmoment eines Antriebsmotors kann damit nicht übertragen werden. KT

507 Füllen (mit Füllstoff) (filling) Bei der Papierherstellung versteht man unter Füllen die Zugabe von —• Füllstoffen zu Faserstoffsuspensionen zur Verbesserung von optischen (z.B. —• Opazität) und Bedruckbarkeitseigenschafiten (z.B. —• Glätte). SE

Füllstoffe (filier) Bei Füllstoffen handelt es sich fast ausschließlich um anorganische Stoffe entweder mineralischer oder chemisch gefällter Herkunft. Mit Anteilen bis z.T. über 30 Gewichtsprozent stellen sie nach den Faserstoffen den höchsten Anteil an Rohstoffen zur Papier- und Kartonerzeugung. Zugesetzt im Rahmen der —> Stoffaufbereitung entweder in Form trockener Pulver oder als Slurry (wässrige Aufschlämmungen) tragen sie in vielfältiger Weise zur Verbesserung von Papiereigenschaften bei, die vom Fasermaterial allein nicht in ausreichendem Maße gegeben sind. Dazu zählen —• Glanz und —> Glätte, —• Opazität, —> Weißgrad oder —> Bedruckbarkeit. Einzelne Füllstoffe, wie z.B. —> Calciumcarbonat, dienen darüber hinaus als schwach alkalische Puffersubstanzen zur Verhinderung der —• Alterung von Papier. Mit Ausnahme einiger gefällter Produkte, wie —• Titandioxid, sind Füllstoffe deutlich billiger als Faserstoffe. An Füllstoffe werden im Allgemeinen folgende Anforderungen gestellt: Möglichst hoher —• Weißgrad, hohe Teilchenfeinheit, ein gegenüber Faserstoffen höheres Name

Chemische Zusammensetzung

Kaolin Calciumcarbonat (Marmor, Kreide) Gefälltes Calciumcarbonat (PCC) Talkum Titandioxid Bariumsulfat Calciumsulfat (Gips)

Al 4 [(OH) 8 Si 4 O 1 0 l CaC0 3

Lichtbrechungsvermögen, weitestgehende Unlöslichkeit in Wasser, frei von abrasiven Bestandteilen. Diese Anforderungen werden in mehr oder weniger starkem Maße vor allem von den in der Tabelle mit ihren wichtigsten Eigenschaften aufgeführten Füllstoffen erfüllt. Weltweit beträgt der Verbrauch an Füllstoffen ca. 8 Mio t. Davon entfällt ca. die Hälfte auf Europa, die sich wiederum wie folgt aufteilt: natürliches Calciumcarbonat ca. 50 %, Kaolin ca. 34 %, Talkum 14 %, Rest 2 %. Ungestrichene holzhaltige Papiersorten in Europa enthalten bis über 35 % Füllstoffe, holzfrei gestrichene Qualitäten bis 30 %, —•Zeitungsdruckpapiere bis 15 %. Eine Begrenzung dieser Mengen je nach Papiersorte ist dadurch gegeben, dass mit zunehmendem Füllstoffgehalt Eigenschaften, wie Festigkeit, —> Biegesteifigkeit, —• spez. Volumen, —> Stauben oder Abrasion negativ beeinflusst werden. SE

Füllstoffe (historisch) (fillers) (historical) Um das Papier in seinen Eigenschaften zu verändern oder um Faserstoff einzusparen, werden —• Füllstoffe zugegeben. Im alten China finden sich sowohl mineralische (—> Kaolin, —• Calciumcarbonat) als auch organische Füllstoffe (—> Stärke) in geringer Menge im Papier. Die europäischen Papiermacher der frühen Neuzeit füllten ihr Papier unabsichtlich mit den Calciumcarbonatresten der beim Faulprozess eingesetzten —• KalkBrechungsindex

[%1 70-88 82-90

Teilchengröße [μηι] 0,3- 5 0,5- 5

CaC0 3

95-98

0,2 - 0,5

1,56

Mg3r(OH)2SÌ4O10l

70-88 97-99 95-98 92-98

0,20,2 0,51-

1,57 2,60 1,64 1,58

Ti02 BaS0 4 CaS0 4

Füllstoffe für die Papierindustrie

Weißgrad

5 0,5 1 5

1,56 1,58

508 milch und, um Fasern zu sparen, durch den Einsatz zu kurzer oder ungeeigneter Fasern (Wolle, Textilabfälle) sowie von —• Kreide in geringen Mengen. Erst mit dem Beginn der Maschinenzeit werden Füllstoffe in großem Ausmaß (bis zu 35 %) eingesetzt: —• Talk, Kaolin, Kreide, —• Gips, —> Bariumsulfat. Ein Füllen von Papierstoff für Spezialzwecke hat alte Tradition: 1785 stellt der Schwede Faxe in Carlscrona unbrennbare Steinpappe unter Zugabe von 40 % Eisenerde und 20 % tierischem Öl her. Seit Anfang des 19. Jh. wird Lederpappe unter Beigabe von 50 % gemahlenen Lederabfällen fabriziert. TS

Füllstoffgehalt (filier content) Papier enthält neben den seinen Wesenscharakter bestimmenden —• Faserstoffen im Allgemeinen noch verschiedene —> Hilfsstoffe. Dazu gehören die —•Füllstoffe, im engeren Sinn anorganische Füllstoffe. Der Zweck der in der Masse zugesetzten, sehr feinteiligen Füllstoffe bestimmt deren Art und Menge. Die am häufigsten eingesetzten Füllstoffe sind: • • • •

Silikate (Al) (z.B.-> Kaolin) Carbonate (Ca) (z.B.—> Calciumcarbonat) Sulfate (Ba, Ca) (z.B.-> Bariumsulfat) Oxide (Ti) (z.B.—• Titandioxid).

Durch die Füllstoffzugabe werden folgende Ziele verfolgt: •

• • •

Steigerung der —• Opazität durch Steuerung der —• Lichtstreuung und —• Lichtabsorption Steuerung des —• Farbortes Steigerung der —•Glätte durch Vergleichmäßigung der Blattoberfläche Senkung der Papierherstellungskosten durch Einsatz von im Vergleich zu Faserstoffen kostengünstigeren Füllstoffen

•

•

Beeinflussung der —> Biegesteifigkeit, die gewünscht ist (geschmeidigeres Papier), aber auch ungewollt sein kann, da grundsätzlich die mechanischen Eigenschaften durch Füllstoffzugabe reduziert werden Steuerung sonstiger Gebrauchseigenschaften, z.B. Brennbarkeitsregelung von —• Zigarettenpapier.

Neben diesen Aufgaben haben die Füllstoffe die grundsätzliche Verträglichkeitsanforderung mit den übrigen Papierhilfsstoffen zu erfüllen, was zu einer Einschränkung der Einsatzfähigkeit führen kann. KE

Füllstoffverteilung (filier distribution) Während die Füllstoffverteilung (—• Füllstoffgehalt) innerhalb der Blattebene als vergleichsweise homogen anzusehen ist, kann sie senkrecht dazu, also in —• z-Richtung, starke Gradienten aufweisen. Ursache dafür ist die für die —> Blattbildung notwendige —• Entwässerung in der Papiermaschine, die vornehmlich von den Eigenschaften der Blattbildungssysteme, aber auch von Faserund Hilfsstoffeigenschaften abhängt. Aufgrund des sehr niedrigen Feststoffgehalts der Stoffsuspension (etwa 1 %) im —• Stoffauflauf von Papiermaschinen sind hohe Entwässerungsleistungen der Blattbildungssysteme erforderlich. Bei dieser Entwässerung, die zur —> Siebseite erfolgt, werden vornehmlich die —> Feinstoffe und —•Füllstoffe aus dem sich bildenden Blatt herausgeschwemmt. Die Folge ist eine mehr oder minder starke FüllstoffVerarmung der Siebseite, was z.B. bei einem Papier einer —• Langsiebmaschine insgesamt zu einer entsprechenden —• Zweiseitigkeit von —• Glätte und —• Porosität führt. In modernen Blattbilals dungssystemen (z.B. —> Gapformer —> Doppelsiebformer) kann die Entwässerung nach beiden Blattseiten erfolgen, wodurch eine Symmetrisierung der Füllstoffverteilung mit einem Maximum im Blattinneren erreicht wird. KE

509 Fungizide (fungicides) Als Fungizide werden mikrobizide Stoffe bezeichnet, die Pilze und deren Sporen abtöten oder deren Wachstum hemmen. Bei hemmender Wirkung ist auch die Bezeichnung Fungistatika gebräuchlich. Medizinische Fungizide (gegen Hautpilze und Flechten) werden meist als Antimykotika bezeichnet und sind nicht dem Begriff Fungizide untergeordnet. Im engeren Sinne versteht man unter Fungiziden Chemikalien, die im Pflanzenschutz angewendet werden, oder die das Wachstum von Schadpilzen, z.B. auf Lebensmitteln, Textilien, Holz, Farben oder Papier, verhindern sollen. Eine besondere Bedeutung kommt der Abtötung oder Hemmung von Schimmelpilzen zu, die durch Ausscheiden von Mykotoxinen Lebensmittelvergiftungen (z.B. Aflatoxin-Vergiftungen) hervorrufen können. HA

Furane (furans) Furan (C4H4O), auch Oxol genannt, und seine Derivate sind organische Verbindungen und werden allgemein als Furane bezeichnet. Furan ist eine heterozyklische KohlenwasserstoffVerbindung. Kennzeichnend für heterozyklische KohlenwasserstoffVerbindungen sind die ringförmigen, mindestens 3-gliedrigen Moleküle, bei denen ein oder mehrere C-Atome durch Heteroatome, zumeist Stickstoff- (N), Sauerstoff· (O) oder Schwefelatome (S), ersetzt sind. Furan besteht aus aus einem 5gliedrigen Ringmolekül mit einem Sauerstoffatom als Heteroatom. HC

CH

Furan Furan ist eine farblose, leicht flüchtige und chloroformartig riechende Flüssigkeit (Siede-

punkt: 32° C). Der Nachweis von Furan wird mit einem mit —> Salzsäure befeuchteten Fichtenspan gefuhrt, der bei Vorhandensein von Furan intensiv grün gefärbt wird. Durch Anlagerungen an die C-Atome entstehen Furanderivate. Wichtigstes Derivat ist das Furfural, auch Furankarbonal-(2) genannt (früher als Furfurol bezeichnet). Furfural ist eine farblose, nach frischem Brot riechende Flüssigkeit (Siedepunkt: 161,6° C). Sie entsteht durch das Erhitzen von —> Pentosen mit verdünnten —> Säuren, in der Zellstoffindustrie in der —• Ablauge durch Erhitzen von Pentosen mit —• Schwefelsäure. Pentosen sind Baugruppen mit 5 O-Atomen in Oligo- und —> Polysacchariden. Sie kommen in der Natur nur gebunden vor, z.B. im —> Holz. Furfural kann auch technisch aus entkörnten Maiskolben und Kleie (lat.: furfur) gewonnen werden. Furfural lässt sich zu Furfurylalkohol reduzieren oder zu Brenzschleimsäure oxidieren. HC,

CH

Ο HC

-

C - CHO

h 2 c Furfural c h 2

Tetrahydrofiiran Tetrahydrofuran, auch Oxolan genannt (Siedepunkt: 66° C), entsteht durch vollständige katalytische Hydrierung von Furan und hat die typischen Eigenschaften von Estern. Tetrahydrofuran (THF) ist ein sehr gutes —> Lösungsmittel. Sehr giftige Verbindungen sind die mit den —> Dioxinen eng verwandten, zur Klasse der aromatischen Ether gehörenden 135 verschiedenen polychlorierten Dibenzofurane. Dabei handelt es sich um Moleküle, bei denen zwei Benzolringe durch einen FuranRing verbunden sind.

510 Im Aufbau und in der Toxizität unterscheiden sich die Isomeren durch die Anzahl und den Ort der angelagerten Chloratome. 9

Cl 6

1

5

Cl

4

polychlorierte Dibenzofurane Polychlorierte Dibenzofurane entstehen wie die polychlorierten Dioxine als unerwünschte Nebenprodukte insbesondere bei der industriellen Herstellung und Verarbeitung von —» Chlorphenolen, chlorierten Benzolen, chlorierten Biphenylen (—• polychlorierte Biphenyle), chlorierten Diphenylethern oder bei Verbrennungsprozessen. In der Zellstoffindustrie werden sie bei der —> Zellstoffbleiche mit —• Chlor gebildet. (Zur Belastung von Zellstoffen und Papierprodukten mit polychlorierten Furanen siehe —• Dioxine.) Daneben entstehen Dibenzofurane durch fotochemische Reaktionen, bei denen chlorierte organische Verbindungen durch die Einwirkung von Licht in sehr reaktionsfähige Radikale aufgespalten werden und sich zu den chemisch stabilen Dibenzofuranen oder zu Dioxinen verbinden. Bei allen Entstehungsprozessen werden immer mehrere Isomere gleichzeitig gebildet. Die geringe natürliche —> Abbaubarkeit, die —• Bioakkumulation in Fettgewebe und die Ubiquität verschärfen die Problematik der ökotoxischen und humantoxischen Wirkungen der Dibenzofurane. Zudem ist der Nachweis, dass Vergiftungen auf halogenierte Dibenzofurane zurückzufuhren sind, in der Praxis nur sehr schwer zu führen, da die Krankheitbilder sehr heterogen sind und sich eine Vergiftung meistens erst nach einer Langzeitschädigung von Organen erkennen lässt. MO

F-Welle (F-flute) —> Wellpappe

•10 Nr. 19

Inhalte des Informationsdienstes EUWID Papier sind auf Eigenrecherche basierende Marktberichte, Preisberichterstattungen, Firmenberichte, Entwicklungen und Trends aus der Papierindustrie.

Im Konkreten heißt das: • Marktbeobachtung in Deutschland aber auch in Frankreich, Großbritannien, Italien, Spanien, USA usw. für: Zellstoff Grafische Papiere Verpackungspapiere Wellpappe Hygienepapier

Altpapier Pressepapiere Karton Spezialpapiere Dekorpapiere

Preisspiegel für obige Sorten per Monat und Quartal Produktionsstatistiken der wichtigsten europäischen Länder sowie USA, Kanada und Japan Nationale und internationale Firmenmeldungen, wie z.B. Geschäftszahlen, Übernahmen, Fusionen, Produktentwicklungen. Personalmeldungen, Veranstaltungshinweise, Messeberichte usw.

EUWID Europäischer Wirtschaftsdienst GmbH Postfach 13 32 · D-76586 Gernsbach · Tel. 07224/9397-0 - Fax 07224/9397-80 eMail [email protected] · http://www.euwld.de

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Band 1 Vorwort Prof. Dr. Lothar Göttsching Vorwort Dr. Casimir Katz Fachbegriffe A - F

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Band 3 Fachbegriffe R - Ζ Anhang Literaturhinweise Neue Europäische Altpapiersortenliste Abkürzungsverzeichnis Autorenverzeichnis

7

7 Ganzstoff GAA Gravure Association of America, Rochester(prepared , stock, stock, stuffi Ganzstoff ist ein älterer, heute kaum noch USA. verwendeter Begriff fur die meistens aus Amerikanische Tiefdruck-Vereinigung. teilweise mehreren Stoffkomponenten besteDie GAA wurde 1987 als Zusammenschluss hende Stoffsuspension, die, von der —> Mavon GRI (Gravure Research Institute) und schinenbütte am Ende einer —• StoffaufbeGTA (Gravure Technical Association) in Roreitung kommend, der —• Papiermaschine zuchester, USA, gegründet. Die 250 Firmengeführt wird. Ganzstoff besteht aus —• Fasermitglieder sind: Zeitschriftendrucker, Verstoffen), —> Füllstoff und den in der Masse packungsdrucker, Verlage, Druckformenherzugesetzten —• Hilfsstoffen (z.B. —• Stärke), steller, Papier-, Druckfarben-, Druckmaschiund zwar in dem endgültigen Mischungsvernen- und Systemhersteller in den USA und hältnis für die jeweils erzeugte Papiersorte. weltweit. Demgegenüber wird der Faserstoff, der in der Wesentliche Aktivitäten sind: GAA JahresStoffaufbereitung vor der Papiermaschine treffen „Gravüre Convention" mit den noch behandelt wird, —> Halbstoff genannt. Schwerpunkten: Technologie, Wirtschaft, Marketing und Entwicklungen im Tiefdruck. GG Tiefdruck-Seminare zur Aus- und Weiterbildung. Die GAA unterhält in Rochester ein Gapformer Gravure Center mit Bibliothek und Service(gap former) Einrichtungen. FA Der Gapformer (engl.: gap = Spalt) ist als —> Doppelsiebformer die —> Siebpartie einer Papiermaschine mit folgenden Kennzeichen: Galaktomannan (galactomannan) • Doppelsiebanordnung (—> Unter- und Galaktomannan, auch Mannogalaktan ge—> Obersieb) mit zweiseitiger —> Entwäsnannt, ist eine Bezeichnung fur eine Gruppe serung. von —> Polysacchariden, die bei saurer • Die Stoffsuspension wird nach Verlassen —• Hydrolyse überwiegend die —> Hexosen des —» Stoffauflaufs als kompakter Strahl Galactose und Mannose liefern. Diese werauf möglichst kurzem Weg in den Spalt den vor allem aus Pflanzensamen (z.B. Guar: zwischen Ober- und Untersieb gespritzt. Gummi aus Guarsamen) gewonnen. Bei der Papierherstellung werden sie als MahlhilfsDie geometrische Anordnung der Entwässemittel (—> Mahlung) und in der —• Siebpartie rungszone ist beliebig. Bevorzugt werden hofür die Verbesserung der —> Blattbildung rizontale, vertikale und 45°-Anordnungen. (—» Formation) und der Faser-Faser-Bindung Gapformertypen unterscheiden sich hinsicht(Erhöhung der Trockenfestigkeit) eingesetzt. lich Entwässerung und —> Blattbildung in der Die Bezeichnung Galaktomannan sollte Anordnung der —> Entwässerungselemente in nicht mit Galaktoglucomannan verwechselt 3 Grundformen: werden. Letztere bezieht sich auf eine Gruppe von —• Polyosen, die in —> Nadelhölzern vor- • Roll/Blade-Former kommen. • Blade/Roll-Former Literatur: Fengel, D.; Wegener, G.: Wood. Berlin: de Gruyter, 1984 GU

•

Roll-Former (für —» Tissuepapiere).

Gapformer sind bei Papiermaschinen mit Geschwindigkeiten > 1 200 m/min fast ausschließlich im Einsatz. Ab 1 400 m/min ist es ein Muss, da bei entsprechenden —» Langsiebmaschinen die Restvarianz für die flächenbezogene Masse (—• Varianzanalyse)

8 zunimmt und andere Qualitätsparameter in Längs- und Querrichtung der Papierbahn aufgrund von zwangsläufigen Defekten bei der Blattbildung in der Vorentwässerungsstrecke (—• Langsieb) beeinträchtigt werden. Beispiel fur Aufbau und Wirkungsweise eines Gapformers (Abb.): • • •

•

• • • • •

—• Brustwalze (1) Besaugte —> Formierwalze (2) Besaugte Auffangrinne für das von Brustwalze und im Formierwalzenbereich abgeschleuderte und nach oben austretende —• Siebwasser (3) Besaugte Abteile des Obersiebsaugkastens (4-7) für Siebwasser, das von Leisten abgestreift wird, unterstützt durch —• Vakuum —> Formierleisten (8) mit kontrollierter, flexibler, pneumatischer Einstellung —• Nasssauger (9) Trennsauger (10) —• Flachsauger (11) —• Siebsaugwalze (12).

Der aus dem Stoffauflauf austretende Suspensionsstrahl trifft z.T. auf die Formierwalze auf, in deren Bereich mehr als 50 % der gesamten Entwässerung der Suspension (im Siebbereich) stattfindet. Von dieser entwässerten Menge wird mehr als die Hälfte im Saugwalzenmantel gespeichert und anschließend in das —• Siebschiff abgeschleudert. Bei (4) liegt die sog. Skimmerleiste auf dem Obersieb auf und schabt Siebwasser ab, das in (4) unter Mithilfe von Vakuum hochgeschleudert wird. Bis dahin hat die nasse Papierbahn Trockengehalte erreicht, die noch eine Faserbewegung durch Druckpulse bei (8) zulassen, was die —> Formation verbessert. Dabei ist die Entwässerung fast ausschließlich bei (5) und (6) wegen Vakuum nach oben gerichtet. Die weitere Entwässerung erfolgt bei (9) und (10), bei (10) mit dem Zusatzeffekt, dass sich die Siebe trennen und das Vakuum des Trennsaugers die Bahn auf dem Untersieb hält. Flachsauger (11) und Siebsaugwalze (12) steigern den Trockengehalt mit zusätzlicher Wirkung auf die —> Füllstoff- und FeinstoffVerteilung. Bei marktgängigen Konstruktionen werden die Siebe ohne Trennsau-

Obersieb

Pick-upWalze

Stoffauflauf Gapformer

Untersieb

9 ger im Bereich der Saugkästen der Siebsaugwalze voneinander getrennt. Saugkästen im Bereich des Untersiebes zwischen Siebsaugwalze und —> Pick-up-Walze sind im Einsatz. KL Gärung (fermentation) Unter Gärung versteht man einen durch —• Mikroorganismen unter anaeroben Bedingungen verursachten enzymatischen Abbau energiereicher organischer Substanzen (z.B. hochmolekulare Verbindungen) zu bestimmten energieärmeren Verbindungen (z.B. organische Säuren), bei dem Energie gewonnen wird. Für streng anaerobe Mikroorganismen ist die Gärung die einzige Möglichkeit, Energie für den Zellaufbau zu gewinnen. Verschiedene Bakteriengattungen und Hefen sind fakultativ anaerob, d.h. sie können in Gegenwart von —> Sauerstoff das Substrat veratmen und in Abwesenheit von Sauerstoff (anaerob) vergären. Je nach dem entstehenden Stoffwechselprodukt spricht man z.B. von alkoholischer Gärung oder Milchsäure-Gärung zur Herstellung von Sauermilchprodukten. Unter Gärung im weitesten Sinne versteht man auch die anaerobe Schlammstabilisierung (Schlammfaulung) mit Biogasentstehung (—> Methan und —> Kohlendioxid). Die nach der Gärung übrig bleibenden flüssigen Substrate sind noch stark organisch verunreinigt und müssen weiter behandelt werden (—> anaerobe Abwasserbehandlung). DE

Gasdicht (gastight) Bei Papieren für die Lebensmittelverpackung (—> Lebensmittelverpackungspapiere) wird eine möglichst hohe Gasdichtigkeit gefordert. Oft wird die Gasdichtigkeit mit der Aromadichtigkeit (—• aromadicht) gleichgesetzt. Papiere haben infolge ihrer Faserstruktur eine relativ hohe —> Porosität und damit eine bestimmte Gasdurchlässigkeit. Diese ist von der Herstellung der einzelnen Papiersorte abhängig, wie z.B. von der Stoffzusammensetzung, dem —• Mahlgrad des Faserstoffs, der —> Sa-

tinage oder der Dicke des Materials. Durch fibrillierende —> Mahlung, —• Beschichten, —> Imprägnieren oder —• Kaschieren können Papiere hergestellt werden, durch die Gase nicht direkt hindurchströmen können. Allerdings ist auch bei diesen Materialien ein Durchdringen von Gasen durch Diffusion möglich. Die Prüfung der Gasdurchlässigkeit erfolgt mittels der —• Luftdurchlässigkeitsprüfer nach Schopper oder nach Bendtsen. Hierbei wird eine Papierprobe mit einer definierten Prüffläche eingespannt. Durch die Probe werden ein Luftstrom gepresst und das Luftvolumen gemessen, das pro Zeiteinheit bei konstantem Druck durch die Papierprobe strömt. GZ

Gasinfrarottrockner (gas infrared dryer) —> Infrarottrockner

Gasturbine (gas turbine) Gasturbinen bestehen im Wesentlichen aus Verdichter, Brennkammer und der eigentlichen Turbine. Im Verdichter, der von der Turbine angetrieben wird und mit dieser zumeist auf einer gemeinsamen Welle sitzt, wird Umgebungsluft angesaugt und auf hohen Druck (10 bis 20 bar) verdichtet und dabei stark erwärmt. In der Brennkammer erfolgt die Zusammenfuhrung von verdichteter Luft und Brennstoff (meist —> Erdgas, aber auch Öl möglich), der sich dort entzündet und bei starker Temperaturerhöhung ausdehnt. Beim anschließenden Durchgang durch die Turbine wird ein Teil der Wärmeenergie des heißen Gases in Bewegungsenergie des Turbinenläufers umgewandelt und kann an der Welle abgegriffen werden, um z.B. einen Generator für die Stromerzeugung anzutreiben. Prinzipiell lassen sich offene und geschlossene Gasturbinenprozesse unterscheiden. Beim offenen Prozess entweicht das Abgas aus der Turbine direkt in die Atmosphäre, während beim geschlossenen Prozess das Arbeitsfluid (z.B. Luft oder Helium) im Kreis-

10 lauf geführt und über —> Wärmetauscher erhitzt und abgekühlt wird. Die hohe Abgastemperatur von 400 bis 500° C beim offenen Gasturbinenprozess lässt sich weiter nutzen, indem die verdichtete Frischluft über einen Wärmetauscher erwärmt wird, wodurch sich der thermische Wirkungsgrad der Turbine erhöht. Eine andere Möglichkeit bietet sich bei der Kombination von Gas- und Dampfkraftprozessen. In diesem Fall wird der heiße Abgasstrom der Gasturbine dazu genutzt, den Frischdampf des Dampfprozesses zu erzeugen. Die Kopplung der beiden Prozesse erfolgt dabei im —• Abhitzekessel. HC

Gate-Roll-Streichverfahren (gate-roll coating) Bezeichnung für ein spezielles tragswerk mit separater Dosierung.

—> AufKT

GATF Graphic Arts Technical Foundation, Sewickley, USA. Stiftung für Drucktechnik. Die GATF wurde 1924 als Lithographie Technical Foundation (LTF) gegründet und 1965 in GATF umbenannt. GATF ist eine Ausbildungs- und Forschungsorganisation der Druckindustrie der USA mit etwa 2 200 Mitgliedern in 60 Ländern. Die Dienstleistungsangebote von GATF umfassen: Angewandte Forschung im Offsetdruck, Beratung in Technologie und Umweltschutz, Druckversuche und Laboruntersuchungen, Informationsdienste für Umweltschutz, Gesundheit und Arbeitssicherheit, Seminare für Drucktechnik und für —> Desktop Publishing. FA

Gaufrieren (embossing) —• Prägen

Gaufrierkalander (embossing calender) —> Prägekalander

Gautschbruchbütte (couch pit) Die Gautschbruchbütte ist eine —• Bütte unter der —> Pick-up-Walze an der Überführung der feuchten Papierbahn von der —• Sieb- zur —• Pressenpartie der Papiermaschine. In die Gautschbruchbütte werden während der Normalproduktion die beiden abgespritzten Bahnränder (—* Randspritzer) und beim Anfahren der Papiermaschine sowie im Störfall die gesamte Stoffbahn abgeführt. Die Gautschbruchbütte ist mit einem —> Rührwerk ausgerüstet, das mischt und zusätzlich die nasse Papierbahn bis zu einem bestimmten Grad desintegrieren (suspendieren) kann. Zumindest muss der Inhalt der Gautschbruchbütte pumpfähig sein. Im besten Fall ist der Stoff annähernd stippenfrei (—> Stippe), so dass er z.B. direkt in die —> Mischbütte zurückgeführt werden kann. HO

Gautsche (couch) Unter der herkömmlichen, nicht mehr gebräuchlichen Gautsche versteht man die —> Gautschpresse am Ende der —» Siebpartie einer Papiermaschine. Mithilfe einer Gautsche wird der Trockengehalt der Papierbahn von etwa 12 auf ca. 20 % erhöht. Anschließend gelangt das Papier in die —> Pressenpartie. Ist nur die untere Walze der Gautschpresse vorhanden und ist diese Walze besaugt, so handelt es sich um die heutige —> Siebsaugwalze, früher Sauggautsche (suction couch roll) genannt. BU

Gautschen (couching) Beim Gautschen handelt es sich um das erstmalige Auspressen der nassen Papierbahn in einer —• Gautschpresse. Unter Vorgautschen versteht man das sanfte Vorpressen einer nassen Papier- oder Kartonbahn durch einen

11 —• Filz vor dem eigentlichen —> Pressnip der - > Pressenpartie einer Papier- oder Kartonmaschine. BU

Gautschknecht (couch squirt , cut squirt, tail cutter) Der Gautschknecht ist eine nach dem letzten —> Saugkasten und vor der —• Siebsaugwalze am Ende der —• Siebpartie einer Papiermaschine seitlich auf der —• Führerseite angeordnete, über die Breite der Papierbahn verschiebbare Spritzdüse, deren Wasserdruck mindestens 14 bar betragen muss. Die Düse wird automatisch oder manuell quer über die Papierbahnbreite auf dem —> Sieb geführt. Die Papierbahn wird geteilt, um das Weiterführen des schmäleren Teils (Streifen) durch die —» Pressen- und —> Trockenpartie nach Bahnabrissen zu erleichtern. Der schmale, führerseitige Streifen der Papierbahn, geschnitten vom —> Randspritzer und Gautschknecht, wird als ca. 20 cm breiter Streifen durch die gesamte Papiermaschine geführt. Ist dieser schmale Streifen am —> Poperoller angelangt, wird der Gautschknecht über die volle Papierbahnbreite zur — Triebseite gefahren und die ursprüngliche Papierbahnbreite wieder hergestellt. Der nicht zum führerseitigen Randstreifen gehörige, wesentliche Teil der Papierbahn fällt am Ende der Siebpartie nach unten und wird in der —> Gautschbruchbütte wieder suspendiert und dem —• Dickstoff (aus der —> Stoffaufbereitung) direkt vor der Papiermaschine mithilfe BU der —> Mischpumpe wieder zugeführt.

Gautschpresse (couch press) Die erste Presse am Ende der —• Siebpartie einer Papiermaschine wurde Gautschpresse genannt (alemannisch: gautschen = schaukeln). Um 1930 bestanden Gautschpressen aus einer großen Oberwalze und einer kleinen Unterwalze. Die Oberwalze wurde über einen Hebelmechanismus an die Unterwalze, —> Sieb und nasse Papierbahn angedrückt. Die Oberwalze wurde mit einem Filz überzogen, dem sog. Manchon (—> Manchonfilz).

Der Filz wurde mithilfe einer Abnahmewalze mit Schaber gereinigt. Die —• Linienkräfte betrugen ca. 20 kN/m bei erreichten —• Trockengehalten um 10 bis 12 %. Folgende Nachteile ergaben sich beim Betrieb einer Gautschpresse: • • • • •

Beschädigung von Sieben Markierungen der Papieroberfläche Verdrückung der Bahn Bahnabrisse Hohe Unfallgefahr.

Durch die Erfindung der —> Siebsaugwalze und dank eines hohen —»Vakuums konnte auf den —• Pressnip der Gautschpresse verzichtet werden. Gautschpressen werden selbst bei —>Verpackungspapieren, —»Karton und —> Pappe kaum noch eingesetzt. BU

Gautschrolle (couch roll) Die Gautschrolle dient neben einem Trägerkarton und einem Deckblatt als Übertragungsorgan für das nasse —> Faservlies bei der Herstellung von —> Laborblättern für physikalische Prüfungen gemäß D I N 54358 auf dem —• Laborblattbildner. Der Vorgang ist vergleichbar mit dem —> Abgautschen als Abnehmen der feuchten Papierbahn vom —• Sieb einer Papiermaschine mittels —> Abgautschwalze (—> Pick-up-Walze) und —> Abnahmefilz. Die Gautschrolle hat einen Durchmesser von 120 bis 130 mm, eine Länge von 240 bis 260 mm und eine Masse von 3 kg. Die Mantelfläche muss sehr elastisch sein. Sie besteht vorteilhafterweise aus einem etwa 20 mm dicken Filz. Nachdem der Trägerkarton auf das nasse Laborblatt gelegt wurde, lässt man die Gautschrolle ohne zusätzlichen Druck in 2 zueinander senkrechten Richtungen innerhalb von 2 s je einmal über das Laborblatt hin- und herrollen. Auf diese Weise wird das nasse Laborblatt gleichmäßig auf den Trägerkarton übertragen und lässt sich anschließend mit diesem zusammen vom Blattbildungssieb (Rapid-Köthen-Blattbildner) abschlagen. BR

12 Gebrannter Kalk (lime, calcium oxide) Gebrannter Kalk entsteht durch längeres Erhitzen von —> Kalk in —• Drehrohr- oder anderen Öfen bei 900 bis 1 300° C. Bei diesem Vorgang zersetzt sich Kalk (CaC0 3 ) unter Abspaltung von —• Kohlendioxid (CO2) nach folgender Reaktion: CaC0 3

CaO + C 0 2

Das entstehende pulverformige Produkt besteht zu über 90 % aus Calciumoxid (CaO). Durch Verunreinigungen, wie Kohlenstoff, Eisenoxide oder anderen Metallverbindungen, ist der gebrannte Kalk des Handels schwach gefärbt (weißgrau, gelblich, bräunlich). Sein Hauptverwendungszweck ist die Herstellung von —• gelöschtem Kalk, der in großen Mengen als Baustoff sowie als billige industrielle Base dient, u.a. im Rahmen der —• Chemikalienrückgewinnung von —• Sulfatzellstoff. SE

Gefahrdungshaftung (risk liability) Beim Eintritt eines Schadens kann die Haftung hierfür ohne jedes Verschulden allein aus dem Betreiben dieser Gefahrenquelle resultieren, wenn eine Gefahrdungshaftung normiert ist. Üblicherweise besteht eine Schadensersatzpflicht nur, wenn dem Schadensverursacher ein Verschulden nachgewiesen werden kann. Es gibt jedoch Gefahrenquellen, bei denen die Rechtsordnung dem Geschädigten nicht zumuten will, ein Verschulden des Schädigers nachzuweisen. Allein aufgrund des Betreibens einer Gefahrenquelle besteht in diesen Fällen eine Haftung. Beispiele sind die Tierhalter- oder Kraftfahrzeughalterhaftung. Im industriellen Bereich ist im § 22 des —• Wasserhaushaltsgesetzes (WHG) schon lange eine Gefährdungshaftung in Kraft. Danach ist das Einbringen oder Einleiten von Stoffen in ein Gewässer haftungsbegründend auch ohne Verschulden des Anlagenbetreibers. Dieses Prinzip der Gefährdungshaftung ist im Rahmen der —• Umwelthaftung durch

das Umwelthaftungsgesetz (UmweltHG) vom 10. Dezember 1990 (BGBl. I S. 2634) auch auf die Umweltmedien Boden und Luft ausgedehnt worden. Dies gilt allerdings nur für die in Anhang 1 des Umwelthaftungsgesetzes genannten Anlagen. Für die Zellstoff- und Papierindustrie kommen nach Ziffer 1 Kraftwerke mit einer Feuerungswärmeleistung bei festen oder flüssigen Brennstoffen von mehr als 50 M W oder bei gasförmigen Brennstoffen von mehr als 100 M W in Betracht. Bei Feuerungsanlagen mit anderen als den Regelbrennstoffen reichen nach Ziffer 3 schon 1 M W oder mehr aus. Die Anlagen der Papiererzeugung im engeren Sinn sind dagegen in der Anlage nicht aufgeführt. Lediglich die Anlagen für die Zellstofferzeugung sind nach Ziffer 62 betroffen. Nach § 6 I UmweltHG besteht als Ausfluss der Gefährdungshaftung zunächst die Vermutung, dass ein eingetretener Schaden vom Betrieb der Anlage verursacht worden ist, allein wenn diese nur geeignet ist, den entstandenen Schaden zu verursachen. Der Betreiber der Anlage kann sich von dieser Haftung nach § 6 I I UmweltHG befreien, wenn er nachweisen kann, dass die Anlage bestimmungsgemäß betrieben wurde. Hierzu gehören nicht nur die Einhaltung der Bestimmungen in den einschlägigen Bescheiden und Rechtsvorschriften, sondern das Vorliegen des Normalbetriebs. Es darf also in dem maßgeblichen Zeitraum kein Störfall vorgelegen haben (siehe auch —• Abwasserrecht, —• Umwelthaftung, —> Umweltrecht). Literatur: Meißner, S.: Haftung der Unternehmen vor dem Hintergrund des EG-Öko-Audits. Das Papier 50 ( 1996), Nr. 1 OA, V71 - V76 MR

Gefahrgutbeauftragter (hazardous materials officer of a company) Nach § 1 I der Gefahrgutbeaufìtragtenverordnung (GbV) vom 12. Dezember 1989 (BGBl I S. 2185) ist zur Bestellung eines Gefahrgutbeauftragten verpflichtet, wer im Kalenderjahr mindestens 50 t netto gefahrliche Güter

13 versendet, befördert, zur Beförderung verpackt oder übergibt. Nach der Gefahrgutverordnung Straße (GGVS) vom 22. Juli 1985 (BGBl. I S. 1550), zuletzt geändert am 12. Dezember 1996 (BGBl. I S. 1886), sind dies für den dortigen Geltungsbereich radioaktive Stoffe nach der Anlage A und gefährliche Güter nach Anlage Β bei nicht nur gelegentlichem Vorgang. Darüber hinaus sind auch Einzelanordnungen nach § 1 I I GbV möglich. Nach § 2 GbV muss der Gefahrgutbeauftragte zuverlässig und sachkundig sein. Die Fortbildung erfolgt alle 3 Jahre, wobei die Schulung in von den IHKs anerkannten Lehrgängen stattfindet. Der Gefahrgutbeauftragte hat ein Überwachungsrecht nach § 3 I 1 GbV mit dem Recht zur Mängelanzeige nach § 3 I I 4 GbV und zur Stellungnahme beim Unternehmer/Betriebsinhaber nach § 4 I I I GbV. Für den Jahresbericht des Gefahrgutbeauftragten besteht eine Aufbewahrungspflicht nach § 4 V GbV. Für den Gefahrgutbeauftragten gilt ein Benachteiligungsverbot nach § 4 GbV. Dies bedeutet, dass er wegen seines Amtes nicht gegenüber anderen Arbeitnehmern benachteiligt werden darf. Vom Gefahrgutbeauftragten ist der Verantwortliche für Gefahrgüter zu unterscheiden (siehe hierzu auch —• Umwelthaftung MR und —> Umweltbeauftragter).

Gefährliche Stoffe (hazardous substances) Der Begriff gefährliche Stoffe wird in § 3a des Chemikaliengesetzes definiert. In Abschnitt 1 heißt es: „Gefahrliche Stoffe oder gefährliche Zubereitungen sind Stoffe oder Zubereitungen, die ... (es folgt eine Aufzählung von 16 Eigenschaften, deren letzte lautet:) umweltgefährlich sind." In Abschnitt 2 wird der letztgenannte Begriff definiert: „Umweltgefahrlich sind Stoffe oder Zubereitungen, die selbst oder deren Umwandlungsprodukte geeignet sind, die Beschaffenheit des Naturhaushalts, von Wasser, Boden oder Luft, Klima, Tieren, Pflanzen, oder —• Mikroorganismen derart zu verändern,

dass dadurch sofort oder später Gefahren für die Umwelt herbeigeführt werden können." In der bis 1996 gültigen Fassung des —• Wasserhaushaltsgesetzes (WHG) wurde der (in der neuen Fassung nicht mehr enthaltene) Begriff gefährliche Stoffe wie folgt definiert: „... Stoffe oder Stoffgruppen, die wegen der Besorgnis einer Giftigkeit, Langlebigkeit, Anreicherungsfähigkeit oder einer krebserzeugenden, fruchtschädigenden oder erbgutverändernden Wirkung als gefährlich zu bewerten sind". Einzelstofflisten mit als in unterschiedlichem Maß gefährlich eingestuften Stoffen enthält die EG-Gewässerschutzrichtlinie („schwarze" und „graue" Liste). Die —> wassergefährdenden Stoffe nach § 19 des WHG haben zunächst mit den gefährlichen Stoffen, wie sie hier diskutiert werden, nichts zu tun, obwohl darunter auch „gefährliche Stoffe" sind. Gleiches gilt auch für von der —> GefahrstoffVerordnung und der —> Störfallverordnung betroffene Stoffe. Auch gefahrliche Abfälle sind unter Umständen „gefährliche Stoffe" im allgemeinen Verständnis. Sie werden jedoch rechtlich nicht unter diesem Begriff subsumiert. Dies zeigt, dass zwischen dem allgemeinen Gebrauch des Begriffs „gefährlich" und der Verwendung im rechtlichen Rahmen streng zu unterscheiden ist. MÖ

Gefahrstoffverordnung (Hazardous Substances Ordinance) Die Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) hat auf der Grundlage des Chemikaliengesetzes als wesentliches Anliegen den Schutz der Menschen vor arbeitsbedingten und sonstigen Gesundheitsgefahren durch gefährliche Stoffe. Daneben werden auch Gesichtspunkte des Verbraucher- und des Umweltschutzes vor stoffbedingten Schädigungen durch Kennzeichnungsvorschriften und Herstellungsund Verwendungsverbote von bestimmten gefährlichen Stoffen und Zubereitungen berücksichtigt. Die GefahrstoffVerordnung und deren Anhänge enthalten u.a. allgemeine Vorschriften für die Umgang mit Gefahrstoffen, Vorschriften für die Einstufung, Kenn-

14 Zeichnung und Verpackung beim Inverkehrbringen, Verbote und Beschränkungen sowie Besonderheiten, die für bestimmte Stoffe und Zubereitungen vorgeschrieben sind. Bei Papier, Karton und Pappen handelt es sich um Erzeugnisse und nicht um Stoffe und Zubereitungen. Erzeugnisse sind so definiert, dass sie bei der Herstellung eine spezifische Gestalt, Oberfläche oder Form erhalten haben, die ihre Funktion mehr bestimmt als ihre Zusammensetzung. Daher müssen Papier, Karton und Pappe nicht nach der GefahrstoffVerordnung behandelt werden und hierfür auch kein —• Sicherheitsdatenblatt erstellt werden. GT

Gefälltes Calciumcarbonat (precipitated calcium carbonate) —> Calciumcarbonat

Gegenfarben (complementary colors) Gegenfarben sind solche —> Farben, die von unserer Farbempfindung her miteinander unvereinbar sind und die selber als besonders rein und unvermischt empfunden werden. Dies gilt für die Farben Rot, Grün, Blau und Gelb. Die Unvereinbarkeit gilt hier für die Paare Rot - Grün sowie Blau - Gelb. So ist jedem ein Blau vorstellbar, das rötlich oder grünlich ist, nicht aber ein gelbliches Blau. Der Begriff Gegenfarbe wird teilweise für —• Komplementärfarben oder für kompensative Farben gebraucht, also für Farben, die in der —• additiven Farbmischung oder —> subtraktiven Farbmischung Unbunt ergeben. Weiterhin ist der Gebrauch des Begriffs auch für Farbpaare größter psychologischer Unähnlichkeit anzutreffen. Die Vorstellung dieser Gegenfarben (Rot Grün; Blau - Gelb) ist die Grundlage der Gegenfarbentheorie, die von dem Physiologen Hering entwickelt wurde und im Widerspruch zur Young-Helmholtzschen Dreifarbentheorie (—> Helmholtz-Maßzahlen) steht. Er postulierte, eine Farbe ebenfalls in ein Koordinatensystem mit 3 Komponenten einzuordnen, dieses jedoch aus einer von Weiß

nach Schwarz verlaufenden Unbuntachse sowie aus einer Rot-Grün-Achse und einer Blau-Gelb-Achse aufzubauen. Die Urfarben wurden von Hering mit den —>bunttongleichen Wellenlängen 468 nm (Blau), 504 nm (Grün), 568 nm (Gelb) und mit der kompensativen Wellenlänge 510 nm (Rot) bezeichnet. Das von Hering angegebene Rot liegt also auf der sog. Purpurgeraden, die die beiden Enden des Spektralfarbenzuges miteinander verbindet. Die Hering'sche Gegenfarbentheorie hat mit der Dreikomponententheorie, die 3 Zapfenarten postulierte, die eindeutige Kennzeichnung einer Farbe über 3 Komponenten gemein. Ansonsten standen die beiden Theorien miteinander in Konkurrenz. Heute weiß man, dass z.B. wegen der begrenzten Transportleistung der Sehnerven ffir Information niemals die Signale/Potentiale aller Sehzellen an das Gehirn weitergeleitet werden, sondern bereits in der Netzhaut eine nervöse Vorverarbeitung der Signale stattfindet. Es ist nach heutigem Kenntnisstand so, dass je 2 Rezeptortypen derart in der Netzhaut über Neuronen „verschaltet" sind, dass daraus ein Differenzsignal gebildet wird, das im Sinne eines Blau - Gelb- und eines Rot - Grün-Anteils interpretierbar ist. Die Gegenfarbentheorie ist aufgegriffen worden und wurde weiterentwickelt zum NCS-Farbsystem, das in Schweden normiert ist: Svensk Standard SS 019100. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt wird dieses Farbsystem in der Bauindustrie (Malen, Anstriche) angewandt. Es sind jedoch auch Bestrebungen im Gange, das Einsatzgebiet auf die gesamte farbgebende Industrie auszudehnen. UR

Gegenstrom-Cleaner (counter/low cleaner) —> Cleaner

Gegenstrom-Rundsieb (contra flow vat) —• Rundsieb

15 Effekt wird durch - » Prägen in einem Gegenstromwäsche —> Prägekalander erzeugt. Papiere und Kar(counter-current washing) Mithilfe der Gegenstromwäsche wird z.B. ton mit Hammerschlag-Effekt werden für nach dem —> Kochen von —> Zellstoff die mit Briefpapiere, Ausstattungskarton oder ähnligelöstem —• Lignin und gelösten —• Kohlenches verwendet. PA hydraten angereicherte —• Kochflüssigkeit, genannt —> Ablauge, aus dem Zellstoff weitestgehend entfernt, bevor anschließend eine Geisterdruck Reinigung und meistens auch eine —> Bleiche (ghosting) des gewaschenen Zellstoffs stattfinden. Unter einem Geisterdruck versteht man schemenhaft erkennbare Schriften oder BilDie mehrstufige Gegenstromwäsche hat bei der, die sich auf dem Druck von Vollflächen Nutzung moderner, technisch ausgereifter (—• Vollton) abzeichnen. Die Voraussetzung Waschtechnologien eine hohe Wascheffektizum Auftreten dieser Effekte wird durch die vität bei geringem Frischwasserbedarf (—> Frischwasser) zum Ziel. Das Prinzip der Abstapelung von beidseitig bedruckten Bogen und somit durch Kontakte von relativ friGegenstromwäsche besteht darin, dass schen Drucken innerhalb eines Bogenstapels Waschwasser entgegen dem Zellstoffstrom geschaffen. Der Geisterdruck ist in seiner im Prozess geführt wird. Bei mehreren aufBedeutung gleich mit den —• Geistereffekten, einander folgenden Waschstufen (—• Stufenwäsche) wird also immer das —> Filtrat der die bei dem —• Schön- und —• Widerdruck mit oxidativ trocknenden —• Druckfarben (n+l)-ten Stufe in der vorherigen (n-ten) Stu(—• Trocknen der Druckfarbe) auftreten könfe eingesetzt, da dieses geringer konzentriert nen. Werden Papiere nur einseitig bedruckt, ist als das Stoffwasser der n-ten Stufe. Hierso können an den druckfreien Bogenrückseibei kommt es durch Diffusion zu einem Abten nach einer Stapellagerung Vergilbungen bau des Konzentrationsgefälles. Lediglich in in Form der Rückseitenvergilbung deckungsder letzten Waschstufe wird Frischwasser gleich mit Druckmotiven von der Schöneingesetzt. druckseite auftreten. Bei beidseitigen DruDie Verdünnung des Waschwassers wird cken lassen sich Matteffekte und Glanzefdurch den sog. Verdünnungsfaktor ausge3 fekte unterscheiden, die vor allem in dunklen drückt. Bei Filtern beträgt dieser ca. 2,5 m 3 Farbflächen des Widerdrucks in Erscheinung und bei Waschpressen ca. 1 bis 1,5 m pro treten. Tonne Zellstoff. Im —• Siebdruck wird auch die BezeichBei der Gegenstromwäsche wird eine genung Geisterbilder verwendet, die ursächlich ringe Verdünnung der Urlauge (unverdünnte jedoch nicht mit den Geistereffekten des Ablauge) erreicht, was eine wirtschaftliche Eindampfung (—> Eindampfanlage) der Ab- —• Offsetdrucks konform gehen. Im Siebdruck werden die Geisterbilder durch Abralauge vor der —> Chemikalienrückgewinnung sionen am Gewebe der Druckschablone, ermöglicht und bei geschlossenen Chemikalidurch Ablagerungen von Druckfarbe an den enkreisläufen durch Kreislaufeinengung den Fäden des Drucksiebes, durch chemischspez. Frischwasserbedarf insgesamt senkt. AR mechanische Veränderungen der Druckgewebe oder durch nicht gelöste Rückstände Gehämmertes Papier des Kopiermaterials an den entschichteten (hammer-finished paper , hammer-embossedDrucksieben hervorgerufen. SD paper) Gehämmertes Papier ist ein Papier oder auch ein Karton mit einer feinbeulig strukturierten Geistereffekt Oberfläche (Hammerschlag-Effekt). In der (ghosting) Durchsicht ist diese Struktur durch hellere Unter dem Sammelbegriff Geistereffekt werund dunklere Bereiche gekennzeichnet. Der den sämtliche Störungen im Aussehen eines

16 Druckbilds zusammengefasst, die nach Kontakten von —> Druckfarben des —> Schöndrucks mit dem Druckbild des —•Widerdrucks oder unbedruckten Zonen der Bogenrückseite innerhalb eines Druckbogenstapels auftreten. Auch die Bezeichnung Kontakterscheinung ist deshalb zulässig und in der Praxis der Druckereien gebräuchlich. Die Geisterbilder ergeben sich vornehmlich durch Matt- und Glanzeffekte innerhalb der Drucke. Eine Grundvoraussetzung für das Auftreten dieser Effekte ist der Einsatz von oxidativ trocknenden Bestandteilen in einer —• Druckfarbe und/oder eines Öldrucklacks. Während der oxidativen Trocknung wird eine Reihe von chemischen Stoffen frei, die im Kontakt mit der Rückseite des nachfolgenden Bogens unterschiedliche Markierungen hervorrufen. Werden z.B. auf der Schöndruckseite nur partiell Text gedruckt und auf der Widerdruckseite eine Vollfläche, so kann der Textdruck in der Vollfläche nach der Stapellagerung als geisterhaft erscheinende Schrift in der Vollfläche „matt" in Erscheinung treten. Mit zunehmender Verkürzung der Produktionszeiten in den Druckereien sowie bei Schön- und Widerdruck in einem Maschinendurchgang (4/4-Farbdruck) ist eine optimale Durchtrocknung des Schöndrucks bereits ausgeschlossen. Mit den noch extrem feuchten Druckfarben ist somit ebenfalls ein hohes Potential zu Adsorptionsvorgängen und Matteffekten zwischen den Farbschichten im Bogenstapel verbunden. Selbst nach verlängerten Zeitabständen zwischen Schön- und Widerdruck sind die beschriebenen Effekte nicht zu vermeiden. Bei der oxidativen Trocknung des Schöndrucks können Spaltprodukte der Trocknung auf die noch druckfreien Bogenrückseiten im Stapel übertragen werden. Dabei kann eine partielle Veränderung im —» Wegschlagverhalten der Papieroberflächen eintreten und bei dem späteren Widerdruck zu partiellen „Glanzeffekten" im Druckbild beitragen. Bleiben die Druckbogenrückseiten unbedruckt, so können oftmals Kontaktvergilbungen nach der Stapellagerung festgestellt werden.

Gestrichene Druckpapiere haben bei Geistereffekten einen nicht zu übersehenden Einfluss, da mit der Strichzusammensetzung (—> Strich) das Adsorptionsverhalten der Papiere beeinflusst wird. Speziell durch Steigerung der Strichauftragmengen und bei hoher —> Glätte werden offensichtlich Geistereffekte gefordert. Diese Erscheinungen werden häufig auch erst nach zusätzlichen Lackierungen (—• Lackieren) auf oxidativ trocknende Druckfarben - auch mit anderen Lacken als den ölbasierenden Typen - verstärkt sichtbar. Die Glanzwirkung des —> Lacks wirkt sich dabei entscheidend auf das Sichtbarwerden der Störungen des Druckausfalls aus. SD

Gelatine (gelatine) Gelatine ist eine farblose, geruchlose Substanz, die durch Extraktion aus tierischen Geweben (Knochen, Häuten) gewonnen wird. Gelatine besteht vorwiegend aus dem Gerüsteiweiss Kollagen und wird vorwiegend für Nahrungs- und Arzneimittel eingesetzt. In geringem Umfang wird Gelatine als reiner —• Klebstoff sowie als —> Leimungsmittel (—• Tierleim) für Papier verwendet. Weitere Anwendungen im Papierbereich sind als Basis für lichtempfindliche Schichten auf —• Fotorohpapieren und für die Mikroverkapselung (—> Mikrokapseln) von Farbbildnern für —• Selbstdurchschreibepapiere. GU

Gelbe Tonne (yellow bin) —• Duales System

Gelber Sack (yellow bag) —> Duales System

Geldkurs (stock exchange buying rate) —> Währungskurs

17 Gelöschter Kalk (lime) Gelöschter Kalk, chemisch Calciumhydroxid Ca(OH)2, entsteht durch Zugabe von Wasser zu —> gebranntem Kalk (CaO) entsprechend folgender Reaktion: Ca0 + H 2 0 - > C a ( 0 H ) 2 Als relativ billige Base wird gelöschter Kalk u.a. zur Herstellung von —> Natronlauge aus —• Soda (—» Natriumcarbonat) entsprechend folgender Reaktion verwendet: Na 2 C0 3 + Ca (OH) 2

CaC0 3 + 2 NaOH

Diese Reaktion stellt einen wichtigen Teilschritt im Rahmen der —• Chemikalienrückgewinnung beim Sulfatverfahren dar (—> Kaustifizieren). SE

Gemeinlastprinzip (community-pays principle) Das Gemeinlastprinzip wird immer dann angewendet, wenn Verursacher von Umweltbelastungen nicht identifizierbar sind, akute Notfälle bestehen oder Bewertungs- bzw. Zurechnungsprobleme nicht lösbar sind. Ferner liegt es im Ermessen der politischen Entscheidungsträger, das Gemeinlastprinzip immer dann anzuwenden, wenn die Belastungen z.B. für eine Branche nicht tragbar sind oder das —> Verursacherprinzip zu nicht erwünschten Verteilungswirkungen im Bereich der privaten Haushalte fuhrt. Die entstehenden Kosten werden über die öffentlichen Haushalte abgegolten und damit auf alle Steuerzahler abgewälzt. Wichtigstes Instrument des Gemeinlastprinzips ist die Vergabe von Subventionen. Wesentlicher Nachteil des Gemeinlastprinzips ist seine ökonomische Ineffizienz. Da Knappheitssignale fehlen, weil die Kosten der Umweltbelastungen nicht von den Verursachern getragen werden, besteht kein Anreiz, mit den „freien Umweltgütern" schonender umzugehen. Auf diese Weise bleiben die umweltbelastende Wirtschaftsstrukturen erhalten oder dehnen sich aus. Trotz dieser Schwächen er-

gänzt das Gemeinlastprinzip das Verursacherprinzip, das jedoch in der Regel vorrangig angewendet werden sollte. Literatur: Hansmeyer, K. H.: Ökonomische Anforderungen an die staatliche Datensetzung für die Umweltpolitik und ihre Realisierung. In: Wegehenkel, L. (Hrsg.), Marktwirtschaft und Umwelt. Tübingen, 1991 Hartkopf, G.; Bohne, E.: Umweltpolitik. Bd. 1, Opladen: Westdeutscher Verlag, 1983 Rat von Sachverständigen für Umweltfragen: Umweltgutachten 1974. Stuttgart, Mainz: Kohlhammer, 1974 KI

Gemischtes Altpapier (mixedpapers and boards) Unter gemischtem Altpapier, auch Mischpapier genannt, werden die —• Altpapiersorten • • •

original gemischtes Altpapier (Sorte AO nach DIN EN 643) gemischtes unsortiertes Altpapier und Pappe ( A l ) sortiertes gemischtes Altpapier und Pappe (A2)

verstanden, die zur Gruppe der unteren —> Altpapiersorten gehören. AO und A l unterliegen bezüglich ihrer stofflichen Zusammensetzung keiner Spezifikation und enthalten praktisch alle Papiersorten, die in privaten Haushalten sowie in Gewerbebetrieben und im Handel anfallen und auch dort erfasst werden. Während aber im Falle von original gemischtem Altpapier keine Gewährleistung bezüglich —•unerwünschter Stoffe gegeben ist, wird sortiertes gemischtes Altpapier einer manuellen Sortierung unterzogen, durch die der Anteil an —• papierfremden Bestandteilen und —• unerwünschten Papieren und Pappen auf ein bestimmtes Niveau gesenkt werden soll. Gleichzeitig soll der Zeitungs- und Illustriertenanteil gemäß Sortenspezifikation auf maximal 40 % begrenzt werden.

18 Während in der deutschen —>Altpapiersortenliste der Anteil an unerwünschten Stoffen in sortiertem gemischtem Altpapier auf maximal 1 % begrenzt ist, überlässt die DIN EN 643 die Festlegung des Grenzwerts der individuellen Vereinbarung zwischen Abnehmer und Lieferant. Gemischte Altpapiersorten tragen wesentlich zum gesamten Altpapieraufkommen in Deutschland bei (1997: 30 %). Sie werden überwiegend zur Herstellung von —> Wellpappenrohpapieren (—> Wellenstoff und —> Testliner) und —• Karton eingesetzt. Literatur: D I N EN 643: Europäische Altpapier-StanPU dardsorten-Liste (Stand: 1994)

Gemischtmahlung (mixed refining) Bei der Gemischtmahlung werden —• Laubholz- und —• Nadelholzzellstoffe einer Mehrkomponenten-Stoffrezeptur gemeinsam der —• Mahlung unterworfen. Die Zellstoffe werden im Gegensatz zur —» Getrenntmahlung bereits bei der —• Zerfaserung im —• Pulper gemischt, entstippt und anschließend gemeinsam im —> Refiner gemahlen. Die Kapazität der —> Mahlanlage bleibt so begrenzt. Eine Anpassung der Mahlbedingungen (z.B. zugunsten stärker kürzender oder stärker fibrillierender Mahlung) an die Erfordernisse der einzelnen Zellstoffkomponenten ist dabei nicht möglich, so dass die Gemischtmahlung bevorzugt für die Erzielung niedriger —> Mahlgrade eingesetzt wird und einen AC Kompromiss darstellt.

Genehmigungsverfahren (permitting procedure) Alle genehmigungspflichtigen Anlagen durchlaufen ein Anlagengenehmigungsverfahren. Der jeweilige Verfahrensgang für genehmigungspflichtige Anlagen ist gesetzlich besonders geregelt (§ 10 —• Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) und 9. Verordnung zur Durchführung des Bundes-

Immissionsschutzgesetzes (9. BImSchV)). Das Anlagengenehmigungsverfahren ist streng formalisiert und hat bestimmte (formelle und materielle) Rechtmäßigkeitsvoraussetzungen, die notwendig eingehalten sein müssen. 1) Beratung Im Hinblick auf die Vollständigkeit von Unterlagen, möglicherweise erforderliche Gutachten, zeitlichen Ablauf und behördliche Beteiligung ist es zweckmäßig, sich vorab, d.h. vor Antragstellung, mit der Genehmigungsbehörde zu beraten. 2) Antragstellung Das eigentliche Anlagengenehmigungsverfahren wird mit dem schriftlichen Antrag des Trägers des Vorhabens eingeleitet. 3) Bekanntmachung, Behörden- und Öffentlichkeitsbeteiligung Nach Prüfung auf Vollständigkeit der Unterlagen erfolgt dann von der Genehmigungsbehörde in einem ausführlichen Verfahren eine öffentliche Bekanntmachung zum Zwecke der Öffentlichkeitsbeteiligung und in einem eingeschränkten Verfahren nur die Behördenbeteiligung ohne Öffentlichkeit. Der Antrag und die Unterlagen sind nach der Bekanntmachung einen Monat zur Ansicht auszulegen. Hierbei ist jedermann innerhalb einer bestimmten Frist zu Einwendungen berechtigt. Parallel zur Öffentlichkeit findet eine Behördenbeteiligung statt. Alle Behörden, deren Aufgabenbereich durch das Vorhaben berührt wird, sind (spätestens) mit der Bekanntmachung des Vorhabens zur Abgabe einer Stellungnahme innerhalb eines Monats aufzufordern. 4) Erörterungstermin Nach Ablauf der Einwendungsfrist hat die Genehmigungsbehörde die rechtzeitig gegen das Vorhaben erhobenen Einwendungen zu erörtern. 5) Umweltverträglichheitsprüfung Bestimmte Anlagen bedürfen im Rahmen des immissionsschutzrechtlichen Genehmigungs-

19 Verfahrens einer —• Umweltverträglichkeitsprüfung, die innerhalb des Anlagegenehmigungsverfahrens durchgeführt wird. 6) Entscheidung Den Abschluss des Verfahrens bildet die schriftliche Entscheidung der Genehmigungsbehörde mit dem Umfang der Genehmigung, der genauen Bezeichnung des Gegenstandes einschließlich Standort der Anlage, den Nebenbestimmungen zur Genehmigung und der Begründung. 7) Zustellung Die Entscheidung ist dem Antragsteller sowie allen Personen, die Einwendungen erhoben haben, zuzustellen. 8) Materielle Rechtmäßigkeit Die Genehmigung ist zu erteilen, wenn sich aus § 5 BImSchG ergebene Pflichten oder die aus den Ausführungsregeln der einzelnen Verordnungen zum BImSchG ergebenen Pflichten erfüllt werden. 9) Wirkungen der Genehmigung Die Wirkungen einer immissionsschutzrechtlichen Anlagengenehmigung haben eine erhebliche Tragweite. Nach Eintritt der Bestandskraft ersetzt sie alle anderen für die Anlage erforderlichen öffentlich-rechtlichen Genehmigungen, Zulassungen und Erlaubnisse. Anlagengenehmigungen haben zudem erhebliche privatrechtsgestaltende Wirkungen. Danach sind privatrechtliche Klagen auf Einstellung oder gar Beseitigung der Anlage ausgeschlossen. GT

Geprägtes Papier (embossed paper) Beim Durchlauf zwischen 2 Walzen mit einer reliefartigen Oberflächenstruktur wird deren Struktur durch mechanischen Druck auf das Papier übertragen. Die Prägung, auch —• Gaufrage genannt, erfolgt in einem —> Prägekalander von Rolle auf Rolle, seltener als Bogen in Form einer Plattenprägung. Man unterscheidet grundsätzlich 2 Prägearten: Rapport- und Wildprägung.

1) Bei der Rapportprägung läuft eine strukturierte Stahlwalze gegen eine weichere Papierwalze, die die Stahlwalzenstruktur angenommen hat, also „eingelaufen" ist. Dadurch erhält das Papier auf der Oberseite das Dessin der Stahlwalze und auf der Rückseite das negative Muster. Voraussetzung für die Rapportprägung ist ein absoluter Synchronlauf der beiden Walzen. 2) Die Wildprägung erzeugt eine einseitige Prägung, indem die gaufrierte Stahlwalze gegen eine glatte Gegenwalze läuft. Geprägt werden können beliebige Muster. Beispiele sind Leinenprägung als Feinleinen, Grobleinen oder Hammerschlag. Eingesetzt werden geprägte Papiere z.B. als —» Briefpapier, —•Vorsatzpapier, Bucheinbandmaterial, —• gestrichenes und —• ungestrichenes —> Druckpapier. PA

Gerillte Walze (grooved roll) —• Rillenpresse

Geripptes Papier (laid paper , ribbed paper) Geripptes Papier enthält ein flächiges —» Wasserzeichen, das aus etwas stärkeren Längslinien und dünneren Querlinien besteht. Entstanden ist diese Struktur durch die spezielle Fertigung der Schöpfsiebe (—» Schöpftechnik) für die Herstellung handgeschöpfter Papiere. Dementsprechend erweckt das Muster auch heute noch einen edlen, antik wirkenden Eindruck. Die heutige Herstellung erfolgt wie bei den echten Wasserzeichenpapieren mit einem —> Egoutteur auf der —• Siebpartie einer Papiermaschine. Imitationen werden durch —> Prägen oder durch —• Filzmarkierungen (in der —> Pressenpartie einer Papiermaschine) hergestellt. Geripptes Papier wird z.B. als —• Brief- oder als —• Vorsatzpapier verwendet. PA

20 Geruchseinheit (odor unit) Die Geruchseinheit (abgekürzt GE) ist nach der V D I Richtlinie 3881 Bl. als diejenige Menge (Teilchenzahl) Geruchsträger (—> Geruchsstoff) definiert, die, verteilt in 1 m 3 Neutralluft, entsprechend der Definition der —» Geruchsschwelle gerade eine Geruchsempfindung auslöst. 1 GE/m 3 ist zugleich der Skalenfixpunkt für die Geruchsstoffkonzentration. DE

breitungsrechnung und Hochrechnung von „Begehungen" wird dann eine Geruchsbelästigung festgestellt. Diese bezieht sich jedoch ausschließlich auf die Dauer der Belästigung. Weder Intensität noch Charakter (Hedonie) werden hierbei berücksichtigt. Gegen Auflagen nach der Geruchsimmissions-Richtlinie im Anderungsgenehmigungsverfahren ist von einer Papierfabrik ein Klageverfahren eingeleitet worden. Ein Urteil hierzu steht bisher noch aus. GT

Geruchsemissionen (odor emission) Laut —> Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) sind Geruchsemissionen die von einer —• Anlage im Sinne des BImSchG ausgehenden Luftverunreinigungen, die durch —> Geruchsstoffe hervorgerufen werden und somit die natürliche Zusammensetzung der Luft verändern. DE

Geruchskontrolle (odor control) Die Geruchskontrolle spielt eine wichtige Rolle bei der Beurteilung einer möglichen sensorischen Beeinträchtigung von Lebensmitteln durch Packstoffe. Die Ursachen für eine solche Beeinträchtigung können sehr vielfältig sein. Papier und Karton selbst stellen meist nicht die Quellen für die Geschmacksabweichung des Packguts dar, da sie meist nur einen schwach ausgeprägten, nicht unangenehmen Geruch besitzen. Dagegen können —> Druckfarben —• Lösemittel oder trocknende Öle (z.B. —• Leinöl) enthalten und dadurch Beanstandungen verursachen. Speziell beim —» Trocknen von Druckfarben (vor allem durch die hohen Trocknungstemperaturen im —• Offsetdruck) können Geruchs- und Geschmacksstoffe durch Zersetzungs- und Oxidations Vorgänge gebildet werden.

Geruchsimmissions-Richtlinie (Odor Pollution Control Directive) Nach dem —> Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) werden Belästigungen nur dann als schädliche Umwelteinwirkung bewertet und müssen vermieden werden, wenn sie erheblich sind. Da die —> Technische Anleitung Luft speziell für Gerüche keine Kriterien zur Beurteilung der Erheblichkeit vorgibt, hat der Länderausschuss für Immissionen (—> LAI) ein gemeinschaftlich verabschiedetes Papier: „Feststellung und Beurteilung von Geruchsimmissionen - Geruchsimmissions-Richtlinie" (GIRL) am 12. Januar 1993 zur Anwendung in den einzelnen Bundesländern verabschiedet. Dadurch sollten Rechtssicherheit und einheitliche Durchführung in allen Bundesländern gewährleistet werden. Durch die zeitlich versetzte Einführung und abgewandelte Durchführung der GIRL wurde statt der geplanten Rechtssicherheit Rechtsunsicherheit geschaffen. In Ermangelung naturwissenschaftlicher Analysemethoden müssen Gerüche an bestimmten Orten für bestimmte Zeiten erkennbar sein. Durch Aus-

—> Gestrichene Papiere können in den —• Bindemitteln geruchsintensive Rest—» Monomere enthalten, wie z.B. Styrol oder Acrylatverbindungen. Schließlich können auch —> Mikroorgaiiismen durch die Bildung flüchtiger Schwefelverbindungen oder organischer Säuren (—» Essigsäure, Propionsäure oder Buttersäure) eine sensorische Beeinträchtigung von Lebensmitteln verursachen. § 31 des Gesetzes über den Verkehr mit Lebensmitteln, Tabakerzeugnissen, kosmetischen Mitteln und sonstigen Bedarfsgegenständen (Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetz, LMBG) verbietet den Übergang geruchlich und geschmacklich bedenklicher Anteile von Stoffen auf Lebensmittel.

21 Da die Methoden der instrumentellen Analytik für die Beurteilung einer Geschmacksveränderung von Lebensmitteln im Allgemeinen zu unempfindlich bzw. ungenau sind, wird zur Prüfung des Geruchs von Packstoffen eine sensorische Prüfung nach DIN 10955 durchgeführt. Hierbei wird das zu prüfende Material in einem verschlossenen Gefäß 24 h bei Raumtemperatur aufbewahrt. Anschließend wird von mindestens 5 Prüfpersonen geprüft, ob eine Geruchsabweichung im Vergleich zu einer geruchsfreien Referenzprobe festgestellt werden kann. Die Geruchsintensität wird nach 5 Intensitätsstufen bewertet: IntensiDefinition tätsstufe 0 keine wahrnehmbare Geruchsabweichung 1 gerade wahrnehmbare Geruchsabweichung 2 schwache Geruchsabweichung 3 deutliche Geruchsabweichung 4 starke Geruchsabweichung Ab der Intensitätsstufe 2 muss der Geruchseindruck näher charakterisiert werden. Übersteigt der Mittelwert der durch die Prüfpersonen festgestellten Geruchsabweichung einen Wert von 2,5, muss gemäß den Anforderungen der D I N 10955 eine weitere Prüfung auf Geschmacksübergang durch den Luftraum und auf Geschmacksübergang durch direkte Berührung durchgeführt werden. Als Prüflebensmittel wird nach Möglichkeit das zu verpackende Lebensmittel gewählt. Ist dieses Lebensmittel unbekannt, werden Simulanzlebensmittel zur Bewertung herangezogen. Beim Robinson-Test wird geriebene Vollmilchschokolade als Prüflebensmittel verwendet. Um eine Verfälschung der Ergebnisse durch äußere Einflüsse zu vermeiden, muss das Mustermaterial in Aluminiumfolie verpackt werden. Zur Unterstützung der Geruchsprüfung kann zusätzlich die Gaschromatographie eingesetzt werden (speziell als sog. Headspace-Gaschromatographie) in Kombination mit der Massenspektrometrie. Dane-

ben werden zur Produktionskontrolle (vor allem in der Lebensmittelindustrie) auch Olfaktometer („elektronische Nasen") (—> Olfaktometrie) verwendet. Bei diesen handelt es sich um elektronische Messgeräte, die spezifische Sensoren für unterschiedliche Geruchsstoffe enthalten. Hierbei wird die Abweichung von einem als einwandfrei beurteilten Kalibrierstandard festgestellt. GZ

Geruchsschwelle (odor threshold) Die Geruchsschwelle ist definiert als die Geruchsstoffkonzentration, bei der 50 % eines geeigneten und geschulten Testpersonenkollektivs einen Geruchseindruck empfinden und 50 % der Testpersonen keinen Geruch wahrnehmen. Die Bestimmung der Geruchsstoffkonzentration ist im Zusammenhang mit —> Geruchsemissionen das bei weitem wichtigste Messverfahren (—> Olfaktometrie). Die Einheit der Geruchsstoffkonzentration wird in Geruchseinheiten pro Kubikmeter Luft [GE/m 3 ] angegeben. Daraus folgt, dass die Geruchsstoffkonzentration eines Gases, das an der Geruchsschwelle liegt, 1 GE/m 3 beträgt. Im Falle von Einstoff-Lufit-Mischungen steht die Geruchsstoffkonzentration in einem proportionalen Zusammenhang mit der Volumenkonzentration des Stoffs in [ml/m 3 ], der Stoffmengenkonzentration in [mol/m 3 ] oder auch der Massenkonzentration in [mg/m 3 ]. Stoff Aceton Buttersäure Essigsäure Ethanol Methanol Propionsäure Tetrachlorkohlenstoff Trimethylamin

ml/m 3 20,0 0,001 1,0 10,0 4,0 0,04 100,0 0,0002

mg/m 3 48,0 0,004 2,5 19,1 5,3 0,2 640,0 0,0005

Geruchsschwellenwerte von Einzelstoffen

Die Tabelle enthält einige Beispiele für Geruchsschwellenwerte von Einzelstoffen,

22 wie sie im Anhang Β der Geruchsimmissionsrichtlinie aufgeführt sind. Sie verdeutlicht, dass sich die Schwellenwerte verschiedener Stoffe um bis zu 7 Zehnerpotenzen unterscheiden können. Von der Geruchsschwelle zu unterscheiden ist die Wahrnehmungsschwelle. Auch wenn keine festgelegte Definition der Wahrnehmungsschwelle existiert, versteht man darunter im Allgemeinen die Geruchsstoffkonzentration, bei der eine Zuordnung des empfundenen Geruchs zu einer bestimmten Emissionsquelle, z.B. Kfz-Verkehr, Hausbrand, kommunale —> Kläranlage, Brauereibetrieb oder auch Papierfabrik, möglich ist. Eine exakte Zahlenangabe für die Wahrnehmungsschwelle kann nicht erfolgen. Sie beträgt in der Regel aber mehrere GE/m 3 . DE

Geruchsstoff (odorous substance) Geruchsstoffe, auch als Osmogene bezeichnet, sind alle Stoffe und deren Gemische, die von Menschen und Tieren als Geruch wahrgenommen werden können. Das Zusammenwirken und die Vielfalt der Faktoren, die einen Stoff als Geruchsstoff wirken lassen, sind äußerst komplex. Entsprechendes gilt für die Vielzahl der Theorien, die sich mit der Erklärung der Geruchswahrnehmung und dessen, was typisch an einem Geruch ist, beschäftigen. Im Allgemeinen ist jedoch anerkannt, dass Geruchsstoffe eine sog. osmophore, d.h. geruchstragende oder geruchsverursachende Gruppe enthalten, die neben einem erforderlichen Mindestdampfdruck des Stoffs sowie einer bestimmten Fett- und Wasserlöslichkeit entscheidend zur Geruchswahrnehmung beiträgt. Osmophore Gruppen können z.B. funktionelle Gruppen, wie -OH, -SH, -CHO, -COOH oder -NH 2 , sein oder man schreibt die osmophore Eigenschaft dem Molekül als solches aufgrund einer bestimmten stereochemischen Konfiguration zu. Stoffe mit einem Molekulargewicht über 200 bis 300 g/mol können vom Menschen geruchlich meist nicht mehr wahrgenommen werden. DE

Geschlossene Überführung (closed web transfer) Die Überführung einer Papierbahn in der Papiermaschine von einem Bahnführungselement zum nachfolgenden (Walze, —• Trockenzylinder, —> Filz, —• Sieb), bei der die Bahn sich nie frei bewegt, sondern immer ein Kontakt mit dem Führungselement besteht, wird geschlossene Überführung genannt. Die Haltekräfte zwischen Bahn und Führungselement müssen bei der geschlossenen Überführung also immer größer als irgendwelche Ablösekräfte sein. Eine geschlossene Überführung ist besonders bei schnell laufenden Papiermaschinen erforderlich. Hier erzeugen die in den (freien) —> Zügen auftretenden Kräfte eine Bahnspannung (Zugkraft), die nahe oder sogar über der Bahnfestigkeit im nassen Zustand liegen kann. Durch die hohe Bahnspannung wird eine entsprechende Längsdehnung hervorgerufen, verbunden mit Verschmälerung der Bahn in —> Querrichtung. Zudem erhöht sich dadurch das Verhältnis der Festigkeiten in —» Längs- und Querrichtung der Bahn, was sich auf weitere Qualitätsparameter negativ auswirken kann. Die geschlossene Überführung wird oft auch zugfreie Überführung genannt. Dabei kann der Begriff „zugfrei" irreführend sein. Auch bei der geschlossenen Bahnführung muß ein „Zug" (eine Zugkraft) eingestellt werden. Mit Zug wird dabei die (positive) Geschwindigkeitsdifferenz zwischen aufeinanderfolgenden Bahnführungselementen bezeichnet. Mit der Einstellung einer solchen Differenz erfährt die Bahn an der Übergabestelle eine definierte —• Dehnung. Diese sollte zumindest so groß wie diejenige Dehnung der Bahn sein, die durch die Ablösekräfte hervorgerufen werden. Mit dieser Zugdifferenz werden z.B. Blasen- und Faltenbildung vermieden. Die Abbildung zeigt eine —• Pressenpartie mit geschlossener Bahnführung. Trotz der „zugfreien" Bahnführung werden hier z.B. Geschwindigkeitsdifferenzen von 1 bis 2 % zwischen der letzten Presswalze und dem —• Trockenfilz bzw. dem —> Trockensieb der ersten Trocknungsgruppe eingestellt.

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• Beispiel für eine geschlossene Überführung in Pressen- und Trockenpartie (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology) HO

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• Geschlossene Wartezeit (closed assembly time) —> Kleben

Geschlossenes Wasserkreislaufsystem (totally closed process water system) Wird aus einer Zellstoff- oder Papierfabrik kein stoffberührtes Wasser (—• Fabrikationswasser) als —»Abwasser ausgeschleust, so spricht man von vollständig geschlossenen Anlagen (zero effluent plants). Realisiert wurden solche Anlagen bisher in der Papierindustrie nur zur Herstellung von braunen Verpackungspapieren (—• Testliner, —> Wellenpapier). Allerdings haben auch diese Anlagen mit geschlossenem —• Wasserkreislaufsystem noch einen geringen Wasserbedarf, da das in der —• Trockenpartie der Papiermaschine verdampfte Wasser ergänzt werden muss (1 bis 1,5 m 3 /t Papier). Bei der Schließung von Wasserkreisläufen kommt es zu einer deutlichen Erhöhung der Konzentration gelöster organischer und anorganischer Wasserinhaltsstoffe im —»Kreislaufwasser. Daraus ergeben sich häufig Probleme, wie z.B. • •

ein verstärktes Wachstum von —> Mikroorganismen im Kreislaufwasser eine Absenkung des Sauerstoffgehalts im Kreislaufwasser. Sofern anaerobe Verhältnisse herrschen, werden durch mikrobielle Aktivitäten Sulfat zu —• Schwefelwasserstoff reduziert und geruchsbil-

dende niedermolekulare —> Fettsäuren generiert. ein Anstieg der Kreislaufwassertemperatur eine gesteigerte Korrosionsneigung durch hohe Temperaturen und hohe Konzentrationen an Chloriden, Sulfaten und organischen Säuren ein höherer Verbrauch von —> Schleimverhinderungsmitteln und anderen chemischen —> Hilfsstoffen ein Anstieg von geruchsverursachenden Emissionen aus der Trockenpartie der Papiermaschine eine negative Beeinflussung der Papierqualität, verursacht durch Geruchskomponenten.

Um diese Probleme zumindest teilweise in Griff zu bekommen, wurde in jüngster Vergangenheit ein neuer Weg beschritten: In das geschlossene Wasserkreislaufsystem eines Wellpappenpapier-Herstellers wurde eine biologische Wasserbehandlungsanlage integriert, in der ein Teilstrom des Fabrikationswasser gereinigt wird. Dadurch kann die Belastung des Kreislaufwassers mit organischen Substanzen erheblich reduziert werden. Die integrierte Wasserbehandlungsanlage nimmt eine „Nierenfunktion" wahr. Literatur: Diedrich, K.; Hamm, U.; Knelissen, J. H.: Biologische Kreislaufwasserbehandlung in einer Papierfabrik mit geschlossenem Wasserkreislauf. Das Papier 51 (1997), Nr. 6 A, V153-V159 SW

GesPaRec Gesellschaft für Papier-Recycling mbH Die GesPaRec ist eine Beratungs- und Strategiegesellschaft der deutschen Papierindustrie in allen Fragen der Kreislaufschließung und des —> Recycling im nationalen und internationalen Bereich. Gesellschafter sind 72 Unternehmen der Papierindustrie mit Produktionsstandorten in Deutschland und Österreich.

24 Die GesPaRec ist Garantiegeber gegenüber der —> Duales System Deutschland AG (DSD) für die Papier-, Karton- und Pappenindustrie und führt den Mengenstromnachweis für die Papier-, Pappe-, Karton-Fraktion (—> Verkaufsverpackungen) von DSD-Leistungsvertragspartnern. Die GesPaRec betreut darüber hinaus das Sekretariat der —»AGRAPA und die Geschäftsführung der Altpapier Data Service GmbH (—• ADS). Sitz der GesPaRec ist Bonn. KI

Gestrichener Faltschachtelkarton (coated folding box board) —> Faltschachtelkarton

Gestrichener Karton (coated board , coated cardboard) —• Faltschachtelkarton —• Chromokarton

Gestrichenes Papier (coated paper) Papier und Karton können zur Verbesserung der —»Bedruckbarkeit mit —> Streichfarbe beschichtet, also mit einem —• Strich versehen werden. Das —» Rohpapier ist —> holzhaltig oder —• holzfrei und soll eine möglichst gleichmäßige Unterlage für den Strich bilden. Der Strichauftrag liegt zwischen 5 und etwa 20 g/m 2 pro Seite. Je nach Verwendungszweck kann das Papier jeweils ein- oder beidseitig einfach, doppelt (—• Doppelstreichen) oder dreifach (—> Dreifachstreichen) gestrichen sein. Die Streichfarbe, eine wässrige Pigmentdispersion, besteht zu mehr als 80 % aus anorganischen —• Pigmenten. Hauptsächlich verwendet werden —• Calciumcarbonat und —• Kaolin, in weit geringerem Umfang auch —• Satinweiß, - » Talkum, —> Titandioxid und verschiedene —> Silikate. Als —• Bindemittel werden Polymer-Dispersionen auf Basis Styrol-Butadien, Acrylsäure (-derivate) und Vinylacetat (—> Latex) eingesetzt sowie modifizierte und natürliche —> Stärke. In kleinen

Mengen enthält die Streichfarbe Hilfsmittel zur Einstellung des Fließverhaltens (—• Viskosität) und farbgebende Komponenten, wie —• optische Aufheller und —• Farbstoffe. Der Auftrag der Streichfarbe erfolgt in der Papiermaschine bzw. für höhere Qualitäten auf separaten —> Streichmaschinen. Sie wird mittels Walze oder Düse im Überschuss aufgetragen und mit Blade (—> bladegestrichenes Papier), —> Rakel oder —• Luftmesser bzw. —• Luftbürste dosiert und egalisiert. Die Trocknung erfolgt durch —• Strahlungs-, —• Konvektions- und —• Kontakttrocknung. Gestrichene Papiere werden in glänzend, halbmatt und matt angeboten. Der —* Glanz wird durch die Zusammensetzung der Streichfarbe (grobe/feine Pigmente) und die —> Satinage eingestellt. Zu den gestrichenen Papieren gehören auch solche, deren Strich nicht der Verbesserung der Bedruckbarkeit dient, sondern der andere funktionale Aufgaben erfüllt, wie z.B. der Kapselstrich in —> Selbstdurchschreibepapieren oder Barriereschichten bei —> Lebensmittelverpackungspapieren. Diese Streichfarben sind anders zusammengesetzt und werden bei den jeweiligen Stichwörtern beschrieben. PA

Getrennte Abfallsammlung (separate waste collection) Die getrennte Abfallsammlung setzt die Erfassung aller Abfallströme nach Ermittlung der im Betrieb vorhandenen Abfallarten und ihrer Eigenschaften voraus. Entscheidend ist die richtige Klassifizierung aller —• Abfälle. Dabei stellt nicht nur die richtige Zuordnung eines Abfalls zu einer Abfallschlüsselnummer, sondern auch die Ermittlung und Einstufung eines Abfalls nach seinen Eigenschaften ein großes Problem dar. Entscheidene Randbedingungen bei der getrennten Abfallsammlung sind die Klassifizierung von Abfällen nach dem Gefahrgutrecht (GGVS/öGVE), die Einstufung von Abfällen nach dem Gefahrstoffrecht als gefährliche Stoffe oder gefährliche Zubereitungen, die Ermittlung der —> Wassergefährdungsklasse eines Abfalls sowie die Klassifizierung des Abfalls nach der Verordnung über brenn-

25 bare Flüssigkeiten (VbF). Die Ermittlung der Abfallmenge stellt dann eine Schwierigkeit dar, wenn Abfälle erstmalig oder nur unregelmäßig im Betrieb anfallen oder wenn deren Mengenanfall starken Schwankungen unterworfen ist. DE

Getrenntmahlung (separate beating , separate refining) Bei der Getrenntmahlung werden zur besseren Qualitätssteuerung mehrere —» Zellstoffe einer Mehrkomponenten-Stoffrezeptur getrennt einer —> Mahlung unterworfen. Die —• Laubholz- und —• Nadelholzzellstoffe werden zuvor separat zerfasert, entstippt und anschließend getrennt im —• Refiner behandelt. Auf diese Weise kann die Mahlung entsprechend der Mahlaufgabe gesteuert werden, wobei das unterschiedliche Mahlverhalten der einzelnen Komponenten Berücksichtigung findet. Neben der Mahlung jeder Zellstoffkomponente ist es auch möglich, nur eine Zellstoffkomponente zu behandeln. Wird z.B. nur der —• Langfaserzellstoff gemahlen, so lässt sich eine höhere —> Weiterreißarbeit erzielen, ohne dabei den —> Mahlgrad der Zellstoffmischung wesentlich zu erhöhen. Es kann aber auch eine Steigerung des Mahlgrads der Langfaserkomponente als Ziel verfolgt werden, um bei Nichtbehandlung der Kurzfaserkomponente einen gewünschten Mahlgrad der Stoffmischung einzustellen. Die Getrenntmahlung erfordert im Vergleich zur —• Gemischtmahlung eine höhere KapaAC zität der —• Mahlanlage.

Gewachstes Papier (waxed paper) Papier, das mit Wachs imprägniert und/oder das ein- oder beidseitig mit Wachs oder ähnlichen Stoffen beschichtet ist (DIN 6730). Wachs- oder auch Paraffinpapiere, gelegentlich auch als Ceresinpapiere bezeichnet, sind oft weiße oder gefärbte, vollgeleimte, opake (durch Titandioxid), einseitig glatte, maschinenglatte oder satinierte Papiere hoher -> Porosität, die durch Imprägnieren mit Paraffinen und/oder

Mikrowachsen wasserabweisend, oft auch weitgehend wasserdampfdicht, aromadicht und fettdicht (-> Fettdichtigkeit) gemacht worden sind. Als Faserstoffe werden ungebleichte oder gebleichte Zellstoffe verwendet, deren Mahlung zur Erzielung der gewünschten Festigkeit sich an der Art der Herstellung der Wachspapiere orientiert. Die mit vollraffmierten Hartparaffin ( - • Paraffin) beschichteten Wachsrohpapiere werden als Nasswachspapiere, die imprägnierten Papiere dagegen als Trockenwachspapiere bezeichnet. Holzhaltige Wachsrohpapiere würden beim Paraffinieren stark nachdunkeln. Die Gebrauchseigenschaften paraffinierter Papiere werden neben der Imprägnieroder Beschichtungsmenge sowie der Verteilung im Blattgefüge wesentlich durch die Prozesstemperatur und die anschließende Art der Kühlung bestimmt. Generell sind paraffinierte Papiere faltungsempfindlich, obwohl sie durch eine vorherige Behandlung des Rohpapiers mit hygroskopischen Stoffen eine gewisse Flexibilität behalten. Wachspapiere werden als Verpackungspapiere für unterschiedlichste Zwecke (z.B. als Brot- und Bonboneinwickler) oder zur Herstellung von Wachsblumen verwendet. Die flächenbezogene Masse beträgt ca. 30 bis 50 g/m 2 . RH

Gewässergüte (water quality) Die Gewässergüte wird durch Einteilung in Gewässergüteklassen (water quality standards) nach biologischen Kriterien definiert. Die Bewertung erfolgt in Deutschland und überwiegend auch international nach dem Saprobiensystem der Indikatororganismen (DIN 38410-2). Es ist nur für die Bewertung der Belastung eines Fließgewässers mit abbaubaren organischen Stoffen geeignet. Für anders geartete Belastungen müssten andere Bewertungssysteme angewendet werden, z.B. für Stickstoff und Phosphor ein TrophieSystem. Die Indikatororganismen sind in der genannten Norm mit Bewertungs- und Gewichtungsfaktoren aufgelistet. Die Auszählung und zahlenmäßige Bewertung der Orga-

26 nismen fuhren in der Summe zu einer Zuordnung des untersuchten Gewässerabschnitts zu einer von 7 Saprobitätsstufen (1 bis 4 mit Unterteilung in halbe Werte). Einheitliches Gewässergüteziel in Deutschland ist für alle Fließgewässer mindestens Gewässergüteklasse 2. Dieser Zustand ist vielfach bereits erreicht. Bei der Festlegung von gewässerbezogenen Reinigungszielen für Abwassereinleitungen (—> Immissionsgrenzwerte) werden der nach dem biologischen Saprobiensystem definierten Gewässergüteklasse 2 physikalisch-chemische Standards zugeordnet, was teilweise zweifelhaft ist. So wird dem Gewässer der Güteklasse 2 eine maximale Konzentration von 4 bis 6 mg/1 —> BSB 5 zugeordnet (korrekt, weil ein biologischer Bezug gegeben ist) und eine maximale —> CSB-Konzentration von 20 mg/1, aus der die vom Emittenten maximal einzuleitende CSB-Fracht errechnet wird (nicht korrekt, weil die Eigenschaften der unter CSB subsumierten Stoffe im Gewässer je nach Herkunft des —• Abwassers sehr unterschiedlich sind). Die Gewässergüteklassen werden in —» Gewässergütekarten farblich markiert dargestellt. Literatur: Schwoerbel, J.: Einführung in die Limnologie. 7. Aufl., Stuttgart: Gustav Fischer, 1993 MÖ Gewässergütekarte (water quality map) Die —> Gewässergüte der Oberflächengewässer wird nach den Ergebnissen fortgesetzter biologischer Untersuchungen in Gewässergütekarten dargestellt. Diese Karten werden regional im Abstand von mehreren Jahren neu bearbeitet, z.B. für Deutschland in der Regel in fünfjährigem Abstand von der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser und Abwasser (LAWA) und für die Bundesländer von den Landesämtern in meist kürzeren Abständen. Die Gewässergüteklassen werden in diesen Karten gewöhnlich wie folgt markiert:

dunkelblau hellblau dunkelgrün hellgrün gelb orange

Gewässergüteklasse I I-II II II-III III III-IV

rot

IV

Farbe

Gewässerzustand unbelastet gering belastet mäßig belastet kritisch belastet stark verschmutzt sehr stark verschmutzt übermäßig verschmutzt

Gewässergütekarten werden regional von den Bundesländern und bundesweit von der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) herausgegeben. Bezugsquellen sind die Landesämter. MÖ

Gewässergüteklasse (water quality standards) —> Gewässergütekarte

Gewässerschutz (water pollution control) Unter Gewässerschutz werden alle Maßnahmen zum Schutz von oberirdischen Gewässern, Küstengewässern und dem —> Grundwasser vor Verunreinigungen verstanden, die durch —• Abwasser, —> Abfälle bzw. wassergefährdende Stoffe hervorgerufen werden. Ziel des Gewässerschutzes sind der Erhalt und die Reinhaltung der Gewässer. Gesundheitliche Gefahren und Beeinträchtigungen der Gewässerqualität werden so abgewendet, um eine optimale Nutzung des Wassers zu gewährleisten. Der Gewässerschutz kann nur durch ein Zusammenwirken von Gewässerbenutzung und Gewässerunterhaltung funktionieren. Bedingt durch den föderativen Staatsaufbau der Bundesrepublik Deutschland, haben auf dem Gebiet des Wasserhaushalts die Länder die Gesetzgebungs- und Verwaltungszuständigkeit. Dem Bund steht lediglich nach dem Grundgesetz eine Rahmengesetzgebungskompetenz für den Wasserhaushalt zu. Auf dieser Grundlage entstanden 1957 das im November 1996 mittlerweile zum sechsten

27 Mal novellierte —> Wasserhaushaltsgesetz (WHG) sowie das —> Abwasserabgabengesetz (AbwAG) im Jahr 1976. Seit Mitte der 70er Jahre gewinnen auch zunehmend die in den Gewässerschutzrichtlinien der Europäischen Gemeinschaft enthaltenen Qualitätsbzw. Immissionsnormen Bedeutung für das nationale Wasserrecht. Die Zellstoff- und Papierindustrie in Deutschland reinigt etwa zur Hälfte die anfallenden Abwässer in eigenen —> Abwassereinigungsanlagen (—> Direkteinleiter). Der übrige Teil ist —•Indirekteinleiter, d.h. die Abwasserreinigung erfolgt durch eine Kommune (—> Kläranlage) oder einen Abwasserverband. GT

Gewässerschutzbeauftragter (water pollution prevention officer) —> Abwasserrecht, —> Umweltschutzbeauftragter

Auswirkungen hat die Gewässerversäuerung auf den Fischbestand. Zur Bekämpfung der Versäuerung können Neutralisationsmittel (—> Kalk) zugesetzt werden. DE

Gewebefilter (fabric filter) Gewebefilter werden zur Abtrennung partikulärer Verunreinigungen (—> Staub) aus Gasen eingesetzt. Die verwendeten Gewebe oder Vliesstoffe bestehen aus Natur-, Chemie-, Glas- oder Metallfasern. Ziel ist die Abtrennung von Feinstaub (< 10 μηι Partikeldurchmesser). Weiterhin werden Gewebefilter zur Emissionsminderung benutzt, z.B. zur Entstaubung oder zur Abtrennung von Staub aus der Zuluft vor der Verwendung im Prozess sowie in der Papierindustrie, im Kraftwerksbereich (Reinigung von —> Rauchgasen) und zur Entstaubung der Zuluft zur —• Trockenpartie von Papiermaschinen und Hallenbelüftung. DE

Gewässerschutzverantwortlicher (person responsible for water pollution preGewerbeabfall vention) (industrial waste) —> Umwelthaftung, —• Abfallverantwortli- Sammelbezeichnung für —»Abfälle aus den cher, —• Abwasserrecht, —> Gefährdungshafverschiedenen Gewerbebereichen (z.B. Letung bensmittelindustrie, chemische Industrie, Papierindustrie, metallverarbeitende Industrie), die dort im Fertigungsprozess anfallen. DE Gewässerversäuerung (acidification of waters) Eine erhebliche pH-Wert-Erniedrigung, Gewichtskonstanz hauptsächlich in stehenden Gewässern, fuhrt (constant weight) zu einer Gewässerversäuerung. Ursachen daAls Gewichtskonstanz wird der Zustand von für können saure Niederschläge, insbesondere Papier und anderen hygroskopischen Stoffen bei Böden und Wässern, die nur eine geringe bezeichnet, bei dem weder Flüssigkeiten oder Pufferkapazität aufweisen, sein. Der pH-Wert Gase aufgenommen (—> Adsorption) noch von saurem Niederschlag liegt bei ca. 4 und abgegeben werden (Desorption) und so das wird hauptsächlich durch —» Emissionen von Gewicht nicht verändert wird (—• Gleichge—• Schwefeldioxid und —> Stickstoffoxiden wichtsfeuchte). aus Verbrennungsanlagen verursacht. Die Gewichtskonstanz spielt vor allem bei Die durch saure Niederschläge verursachte der —> Klimatisierung von Papier und andeLösung von Aluminium- oder Schwermeren hygroskopischen Stoffen in einem tall-Ionen aus Böden oder Gewässersedi—> Normalklima (50 % —> relative Luftfeuchmenten (—• Sediment) ist aufgrund der toxitigkeit, 23° C) eine Rolle. Erst nach Erreischen Wirkung auf das biologische Gleichchen dieser Gewichtskonstanz infolge von gewicht von Bedeutung. Besonders starke Adsorption oder Desorption von Wassermo-

28 lekülen dürfen die meisten Prüfungen am Papier (z.B. —> Bruchkraft, —• Weiterreißarbeit) durchgeführt werden (—• Papiereigenschaften). EI

Gips (gypsum) Gips ist Calciumsulfat (CaS0 4 · 2 H 2 0 ) . In der Natur kommt Gips als Sedimentgestein oft in großen weißen Massen vor, daneben als Mineral in Form monokliner Kristalle. Künstlicher Gips entsteht als Nebenprodukt bei verschiedenen technischen Prozessen, so als Phosphatgips bei der Herstellung von Phosphorsäure, als Zitronensäuregips bei der Herstellung von Zitronensäure und auch als Rauchgasgips bei der —• Entschwefelung von —• Rauchgasen fossiler Brennstoffe. Allein an Rauchgasgips fallen in Deutschland ca. 3 Mio t pro Jahr an. Gips wird in großem Umfang industriell verwendet, so z.B. in der Bauindustrie (als Putz oder in Platten), in der keramischen Industrie, in Gießereien oder bei der Gummiund Kunststoffherstellung. Bei der Papierherstellung wäre die Verwendbarkeit speziell von Rauchgasgips aufgrund seiner hohen Verfügbarkeit, seines niedrigen Preises und einiger positiver technologischer Eigenschaften (günstige Korngrößen, hoher —• Weißgrad, geringe Abrasion, niedrige —> Viskositäten von Gipsdispersionen hoher Feststoffgehalte) als —• Füllstoff oder —> Streichpigment von Interesse. Seinem Einsatz sind aber durch die relativ hohe Wasserlöslichkeit (2,1 g/1 bei 23° C) im Vergleich zu anderen Pigmenten (—• Calciumcarbonat 0,014 g/1, —»Kaolin unlöslich) deutliche Grenzen gesetzt, da dies zu starker Kreislaufbelastung mit Calcium- und Sulfat-Ionen mit der Folge oft unkontrollierter Ablagerungen führt. Literatur: Römpp Lexikon Chemie. Stuttgart, New York: Georg Thieme Verlag, 1997 Hamm; H. et al.: REA-Gips als Pigment in Streichfarben für die Papierindustrie. Wo-

chenblatt für Papierfabrikation 123 (1995), Nr. 3, 88 - 94 SE

Glanz (gloss) Glanz ist primär eine Sinnesempfindung, die von physikalisch-optischen, aber auch von physiologischen und psychologischen Einflussgrößen abhängt. Obwohl viele diesbezügliche physikalische Gesetzmäßigkeiten bekannt sind, existiert noch keine geschlossene Theorie zur Beschreibung der visuellen Glanzempfindung. Ein sog. Glanznormalbeobachter analog dem Farbnormalbeobachter (—> Normalbeobachter) ist noch nicht definiert. Damit ist das Wissen um den Glanz ähnlich lückenhaft wie bei der Weiße ( - • Weißgrad). Wenn Glanz auf einer Oberfläche gesehen wird, müssen mindestens 2 Voraussetzungen erfüllt sein: Die Beleuchtung ist mindestens näherungsweise gerichtet; gleiches muss für die —• Reflexion gelten. Wird eine mindestens makroskopisch ebene Oberfläche, d.h. eine Oberfläche ohne größere sichtbare Unebenheiten, wie Wellen oder Prägungen (z.B. Spiegel, —• gussgestrichenes Papier), unter einem Winkel Ei zum Lot mit einem parallelen Lichtbündel (z.B. in einem Goniofotometer ) beleuchtet (Abb.), so erhält man bei der Intensitätsverteilung (Indikatrix) des reflektierten Lichts ein Maximum (Glanzspitze) etwa beim Spiegelwinkel E2, wobei E\ ~ E2 ist. Diese Indikatrix enthält die für das Glanzempfinden wichtigsten physikalischen Größen. Steigert man den Winkel Ei, so erhält man qualitativ ähnliche Indikatrizes, wobei jedoch die jeweilige maximale Intensität besonders zu großen Winkeln hin stark ansteigt. Diese Abhängigkeit der Spiegelreflexion wird für optisch schwach absorbierende Stoffe, zu denen auch Papier zählt, durch die Fresnel'sehen Gleichungen beschrieben.

29

Prinzipielle Messanordnung für Glanz

Es gibt viele Methoden, die 3 wichtigsten Parameter der Indikatrix (Höhe und Breite der Glanzspitze sowie das konstante Niveau, auf dem die Glanzspitze aufsitzt) zu sog. Glanzzahlen zu verknüpfen. Um eine gute Übereinstimmung mit dem visuellen Glanzempfinden zu erhalten, werden diese Glanzzahlen auch noch logarithmiert (Glanzmaß, ZELLCHEMING-Merkblatt V/22/70). Teils aus Gründen des unvollständigen Kenntnisstands um das Glanzsehen, teils zugunsten der praktischen Vereinfachung hat sich in den für die industrielle Praxis wichtigen nationalen Normen nur das einfachste Bewertungsverfahren der Glanzindikatrix durchgesetzt. Hierbei wird die Lichtintensität in einem mehr oder minder großen Raumwinkel um das Maximum der Glanzspitze gemessen und auf den Messwert an einem normierten Standard bezogen. Dieser Standard kann eine Tablette aus gepresstem —> Bariumsulfat sein, so wie sie zur Kalibrierung von —> Farbmessgeräten benutzt wird (Glanzzahl, ZELLCHEMING-Merkblatt V/22/70) oder eine polierte Schwarzglasplatte definierten Brechungsindexes (Glanzreflektometerwert, DIN 54502). Die Reflektormeterwerte geben in befriedigender Weise die bei der visuellen (subjektiven) Glanzabmusterung erhaltene Glanzrangfolge mehrerer Papierproben unterschiedlichen Glanzes wieder. Wichtige Voraussetzungen fur diese Übereinstimmungen sind jedoch, dass der visuelle Beobachtungswinkel etwa gleich dem instrumenteilen BeleuchtungsMesswinkel ist, die Probe im Messgerät mit parallelem Licht (kleine Beleuchtungsapertu-

ren) und die Intensität der Glanzspitze nur in einem kleinen Raumwinkelbereich gemessen wird (kleine Messaperturen). Entsprechend den Fresnel'sehen Formeln erhält man die für die messtechnische Erfassung und visuelle Bewertung notwendige Intensitätssteigerung der Spiegelreflexion bei matten Proben oder Proben geringen Glanzes nur bei großen Mess-/Beobachtungswinkeln. Bei stärker glänzenden Oberflächen ist aus Gründen der besseren Differenzierbarkeit jedoch ein mittlerer Mess-/Beobachtungswinkel zu verwenden. D I N 54502 schreibt für matte bzw. stärker glänzende Oberflächen die beiden Messwinkel 75° bzw. 45° vor. Ein anderes Messverfahren, das schon relativ früh in der TAPPI-Methode Τ 480 beschrieben wurde und noch relativ häufig eingesetzt wird, verwendet nur einen Messwinkel (75°). Damit sind allerdings Papieroberflächen mit mittlerem bis hohem Glanz nicht mehr hinreichend zu differenzieren. Reflektormeterwerte, die aus Messungen mit unterschiedlichen Messwinkeln erhalten wurden, lassen sich nur angenähert ineinander umrechnen. Literatur: Pohl, R.W.: Optik und Atomphysik. Berlin, Göttingen, Heidelberg, New York: Springer Verlag, 1963,S.144 KE

Glanzbürstmaschine (high gloss brushing machine) —» Bürstmaschine

Glanzfolien (gloss foil , polished foil) Die Bezeichnung Glanzfolien ist für sämtliche Folientypen gebräuchlich, die aufgrund ihrer optischen Eigenschaften der Oberfläche in der Lage sind, Licht zu reflektieren. In der grafischen Industrie und der Verpackungstechnik kommen überwiegend für die Oberflächenveredelung Glanzfolien auf der Basis von biaxial orientierten Polypropylen (OPP, BOPP) zum Einsatz, die einer Produktverschönerung und dem Schutz der Drucke dienen sollen. Der Marktanteil von Glanzfolien

30 auf der Basis von PVC, Polyethylen, Polyester und —> Celluloseacetat fur diesen Anwendungszweck ist allgemein als minimal (unter 10 % des gesamten Folieneinsatzes) zu beurteilen. Im Gegensatz zu den Glanzfolien stehen die Mattfolien, bei denen eine Veränderung der Oberflächenbeschaffenheit durch eine Verätzung erfolgt. Die dadurch hervorgerufene Strukturierung der Oberfläche trägt dazu bei, dass einfallendes Licht diffus reflektiert wird und dadurch keine Glanzwirkung auftreten kann. SD

stoffe zum Einsatz, die zugunsten einer UVoder Elektronenstrahl-Härtung (ESH) modifiziert sind. SD

Glanzfolienkaschierung (polished foil lamination, flint laminating) Als Glanzfolienkaschierung wird eine Technik bezeichnet, bei der ein Folientyp mit einer lichtreflektierenden Oberfläche mittels —* Klebstoff auf unbedrucktes oder bedrucktes Papier übertragen wird. In der klassischen Glanzfolienkaschierung unter Einsatz einer nichtsaugfähigen —• Folie auf Papier erfolgt der Klebstoffauftrag auf die Folie. Durch eine anschließende —> Konvektionstrocknung wird die „Ablüfitung" der im Klebstoff enthaltenen —• Lösemittel bzw. Dispergiermittel vollzogen. Die Folie wird zusammen mit dem nun weitgehend getrockneten Klebstoff unter Wärmeeinwirkung und Druck in einem Walzenspalt mit der Papieroberfläche verpresst. Während das beschriebene Verfahren der Glanzfolienkaschierung mit lösemittelfreien und lösemittelhaltigen Klebstoffen abläuft, können seit einigen Jahren auch 100%Systeme, wie —»Hotmelts, über Schlitzdüsenauftrag oder eine bereits vorab mit Hotmelt einseitig beschichtete Thermokaschierfolie eingesetzt werden. Die Thermokaschierfolien können ohne Einsatz von Klebstoffauftragesystemen lediglich mithilfe eines beheizten Kalanders mit den zu kaschierenden Materialien verbunden werden. Eine Verbindung von nichtsaugfähigen Folien (Metall/Kunststoff, Kunststoff/Kunststoff) wird als Laminat bezeichnet. Für diese Art der Kaschierung, die häufig unter Einsatz von Rollenmaterialien bei hoher Bahngeschwindigkeit abläuft, kommen auch Kleb-

Glanzpapier (glazed paper) —> Chromopapier mit wachshaltigem —• Strich; Oberfläche mittels Achatstein oder durch Friktionskalander hochglänzend gemacht (DIN 6730). Die —> holzfreien oder —> holzhaltigen —> Streichrohpapiere mit einer flächenbezogenen Masse von ca. 50 bis 80 g/m 2 dürfen keine —> Splitter und —> Batzen enthalten. Glanzpapiere sind einseitig gestrichene, weiße oder farbige, z.T. geprägte Papiere, die durch spezielle Strichzusätze (Stearate oder —> Wachse als Glätthilfsmittel, feinteilige, plättchenformige —• Pigmente, wie —> Talkum oder —> Kaolin, und nachfolgende Verdichtung bzw. Glättung ihren Spiegelglanz erhalten (—• Glanz). Auch —• gussgestrichenes Papier weist diese für hochwertige Verpackungszwecke (Luxuskartonagen, Schokoladeneinwickler) gewünschte Eigenschaft auf. Sie müssen gut bedruckbar sein (u.a. im Offsetdruck). RH

Glanzmaß (degree of gloss) —> Glanz

Glanz-Matt-Effekte (ghosting) —• Geistereffekt

Glanzzahl (gloss number) —> Glanz

Glätte (smoothness) Durch die Eigenschaft Glätte wird die Ebenheit und Geschlossenheit der Oberfläche von Papier, Karton und Pappe gekennzeichnet

31 (—•Oberflächeneigenschaft). Glätte ist ein physikalisch nicht exakt definierter Begriff. Eine mögliche Definition ist: Glätte einer Oberfläche ist der Grad ihrer Annäherung an eine ideale Ebene. Glätte und —• Glanz werden oft in Beziehung gebracht, der Zusammenhang ist jedoch nichtlinear. Glanz ist eine optische Eigenschaft, während die Glätte als eine mechanische Struktureigenschaft anzusehen ist. In der allgemeinen Materialprüfung ist der komplementäre Begriff Rauhigkeit (—> Rauheit) gebräuchlicher. Da eine mechanische Rauhigkeitsermittlung, z.B. mittels —• Tastnadelmessgeräten, bei Papier fehlerbehaftet ist, werden zur Messung —> Glätteprüfer angewandt, die nach dem Luftstromprinzip oder nach optischen Verfahren arbeiten.

Verwendung als Schrift- oder Druckträger zum Ziel. Bei angepassten anderen Eigenschaften, wie z.B. dem Penetrationsvermögen (—• Penetration), ist die Farbaufnahme umso gleichmäßiger, je glatter ein Papier ist. Dies wirkt sich günstig auf den —• Druckkontrast sowie auf Schärfe und Brillianz des —> Drucks aus. Für —• Verpackungspapiere und —• Chromoersatzkarton genügt eine einseitige Glätte ohne —» Strich, die auf dem Glättzylinder erzeugt wird. BR

Glätten (machine calendering) Unter Glätten wird die Einebnung der rauhen Oberfläche der aus der —•Trockenpartie der Papier- oder —> Streichmaschine kommenden Papierbahn verstanden. Heute ist mit Glätten eher die Erzeugung —> maschinenglatten Papiers in den harten —• Nips des —> Maschinenglättwerks am Ende der Papiermaschine gemeint. Die Erzeugung von —• Glätte mit elastischen Walzenspalten in —> Kalandern wird als —• Satinieren bezeichnet. In der historischen Papiermacherei wurde das getrocknete Papierblatt geglättet, indem jeder einzelne Bogen auf einer glatten Unterlage (meist Marmorstein) mit einem Glättstein (Achat) gerieben wurde. Später erfolgte das Glätten mit dem Schlaghammer, dann zwischen glatten Platten in statischen Pressen und im rollenden Pressspalt. Diese Plattenkalander wurden um 1860 von den Walzenkalandern abgelöst.

Papier ohne besondere Behandlung verlässt die —> Trockenpartie einer Papiermaschine mehr oder weniger rauh; jedoch wird bereits durch Auswahl und Aufbereitung der Faserstoffe (—• Stoffaufbereitung) die spätere Glätte beeinflusst. Höhere Anteile an —• Fein- und —• Füllstoffen tragen durch Ausfullen der —> Poren des Fasergefüges zu einer Geschlossenheit der Papieroberfläche bei. Negativen Einfluss auf die Glätte haben —> Sieb- und —• Filz-Markierungen sowie ungleichmäßiger Kontakt der Papieroberfläche mit den —• Trockenzylindern. Speziell zur Glättesteigerung auf thermoplastischem bzw. thermo-mechanischem Weg werden unterschiedliche maschinentechnische Einrichtungen innerhalb und außerhalb der Papiermaschine genutzt. Hierzu zählen die Offsetpresse in der —> Pressenpartie, • —> Glättzylinder, —» Maschinenglättwerk und —> Kalander. Größte Glätte wird durch —> Streichen und —> Satinage von Papier erreicht. • —> Glätten ist mit einer Verdichtung des Fasergefüges sowie teilweise mit einer Verschlechterung des —> Weißgrads und anderer Papiereigenschaften verbunden und muss daher durch Wahl der Verfahrenstechnik optimal auf den jeweiligen Verwendungszweck abgestimmt werden. Das beidseitige Glätten • von Papier und Karton hat in erster Linie die gute Schrift- und Bildwiedergabe bei dessen

Einseitige Glätte wird mit —• Glättzylindern in der Papiermaschine bei Einlauftrockengehalten von ca. 60 % erzeugt (—» einseitig glattes Papier). Der Effekt einseitiger Glätte ist bei —• Etikettenpapieren auch mit einer speziellen Doppelbahnsatinage erzielbar, bei der 2 Bahnen des einseitig gestrichenen Papiers Rücken an Rücken durch die Walzenspalte eines —> Superkalanders geführt werden. Einseitige Glätte erzielt man auch mit —• Softkalandern, indem die zu glättende gestrichene Seite des Papiers bei jedem

32 Spaltdurchgang nur gegen die hochglatte Oberfläche einer temperierten —» Hartgusswalze geführt wird. SZ

Glätten (historisch) (glazing) (historical) Im alten China und bei den Arabern wurde gestrichenes Papier geglättet, indem man es mit einem Falzbein oder einem geschliffenen Achatstein polierte. Das europäische Handpapier wurde ebenfalls mit einem polierten Achatstein oder mit dem Boden einer voll gegossenen Glasflasche geglättet. Die erste Glätte- und Poliermaschine bestand aus einem Tisch, über dem eine federnd an der Decke aufgehängte Stange angebracht war. Am Ende der Stange war ein Polierstein (Achat) befestigt. Der Glätter führte das auf den Tisch gelegte Papier mit der linken Hand unter der Stange durch, die er mit der Rechten vor und zurück bewegte. Durch den Druck der Stange auf den Polierstein wurde das Papier geglättet. 1541 konstruierte Meister Hans Frey auf der Papiermühle zu Altenberg bei Iglau den einem Schmiedehammer ähnlichen PapierGlättehammer. Dieser wurde von der Stampfwerkwelle (—• Stampfwerk) her über Nocken durch ein Wasserrad angetrieben. Der Glätter schob ein Bündel Papiere auf dem Amboss so hin und her, dass jede Stelle einmal vom Hammerschlag getroffen wurde. Der so erzielte Poliereffekt war stärker, auch wurde das einzelne Blatt härter. Die Einführung des Glättehammers hat die Papierer gespalten in die konservativen Glätter, die ihrem Papierereid gemäß „nichts Neues auf- und nichts Altes abkommen lassen" wollten und weiterhin mit der Flasche oder dem Stein glätteten, und den Stampfern, die die Vorteile der neuen Technik nutzten. Die Lehrzeiten wurden gegenseitig nicht anerkannt. Oft genug bildete dieser Gegensatz den Anlass zu einer „Schelte" (Boykottmaßnahme). Seit dem 17. Jh. kann auch das Glätten zwischen Walzen nachgewiesen werden, das als Vorläufer der späteren —»Kalander anzusehen ist. Die Papierbogen wurden dabei zwi-

schen Metallplatten oder Kartons gelegt. Erst seit der Mitte des 19. Jh. besitzen die Papiermaschinen am Ende einen kleinen Glättekalander. Seit 1860 findet sich als Teil der Papierausrüstung und -Veredelung der Satinierkal ander (—• Satinage). TS

Glätteprüfer (smoothness tester) Der Glätteprüfer ist ein Messgerät zur Bestimmung von —> Glätte/Rauigkeit (—• Rauheit) an Papier, Karton und Pappe. Glätte ist physikalisch nicht exakt definiert. Um zahlenmäßige Angaben zu erhalten, wurden verschiedene Messverfahren entwickelt. Die ermittelten Kennzahlen über die —> Oberflächenstruktur, deren Maßeinheiten sich unterscheiden, sind nur unter Angabe des angewandten Verfahrens brauchbar. In der Praxis erfolgt die Messung oft mittels Luftstrommessgeräten. Messprinzip: Eine Probe wird unter festgelegten Kontaktbedingungen zwischen eine Grundplatte und einen Messkopf mit einer ideal ebenen, ringförmigen Auflagefläche gelegt. In dem Messkopf wird ein Überdruck oder Unterdruck erzeugt. Zum Ausgleich der Druckdifferenz strömt Luft durch die Kanäle, die sich zwischen der Messkante und dem Oberflächenrelief des Papiers ergeben. Dieser Luftstrom ist umso größer, je größer die Rauigkeit des Papiers ist. Es wird nun entweder die Luftmenge bestimmt, die zur Aufrechterhaltung eines definierten Drucks erforderlich ist, oder es wird die Zeit gemessen, in der ein bestimmtes Luftvolumen die Kanäle passiert. Luftstrommessverfahren haben auch Nachteile. Insbesondere bei porösen Papieren bzw. bei solchen mit einer —• Dicke über 0,6 mm kann die durch die Probe strömende Luftmenge das Ergebnis verfälschen. Alternativ wurden optische Messanordnungen eingeführt, die optisch-mechanisch oder berührungslos arbeiten. Ein neues, leistungsfähiges Verfahren ist die noch nicht für die Papieranalytik standardisierte Laser-Profilometrie, die eine zwei- bzw. dreidimensionale Erfassung der Oberflächentopografie ermöglicht.

33 Gebräuchliche Luftstrom-PrüfVerfahren sind: • • •

Rauigkeit nach Bendtsen Glätte nach Bekk Rauigkeit nach Print-Surf.

Papieroberfläche und einer ringförmigen, nahezu vollkommen ebenen Fläche radial nach innen unter festgelegten Kontaktbedingungen hindurchzusaugen (Abb. 2). Je größer die Bekk-Glätte-Zahl ist, desto höher ist die Glätte. Meßkopf

Druckluft Probe

Meßkopf mit

Meßring Druckluft

Probe innerer Dichtring ^ Glasplatte

äuße^ Dicht

tring

Probe

Abb. 1 : Messprinzip nach Bendtsen

Grundplatte

1) Die Rauigkeit nach Bendtsen (DIN 53108) ist der Luftvolumendurchfluss in [ml/min], der zwischen der Auflagefläche des Messrings des Messkopfes und der Probenoberfläche hindurchgeht und der bei einem festgelegten Überdruck entsteht (Abb. 1). Je größer die Bendtsen-Rauigkeits-Zahl ist, desto größer ist die Rauigkeit der geprüften Oberfläche. Deshalb bezeichnet man das Prüfverfahren als Rauigkeitsmessung und nicht als Glättemessung.

Druckteller Gummiplatte Probe

gelochte Glasplatte (Meßfläche) zum Vakuumbehälter

Abb. 2: Messprinzip nach Bekk

2) Die Glätte nach Bekk (DIN 53107) ist die Zeit in [s], die benötigt wird, um eine bestimmte Luftmenge aus der Umgebungsluft bei definierter Druckdifferenz zwischen einer

Abb. 3: Messprinzip nach Print-Surf

3) Die Rauigkeit nach Print-Surf (DIN ISO 8791-4) ist der mittlere Abstand zwischen einem Papierblatt und einer ebenen Ringfläche, die unter definierten Bedingungen angepresst wird (Abb. 3). Der mittlere Abstand wird als dritte Wurzel aus dem mittleren kubischen Abstand definiert. Der innere und äußere Dichtring bilden den Luftabschluss mit der Probe. Die Luftdruckdifferenz aus beiden Seiten des Messrings ruft eine Luftströmung zwischen der Querschnittsfläche des Messrings und der Probenoberfläche hervor. Der Luftstrom wird mittels —• Durchflussmessgerät oder Widerstandsmessung erfasst. Daraus wird der mittlere Abstand berechnet. Die entsprechend graduierte Messwertanzeige entspricht dem Luftspalt, gemessen in [μιη]. Je größer die Print-Surf-Rauigkeits-Zahl ist, desto größer ist die Rauigkeit der geprüften Oberfläche. Beispiele optischer Messsysteme sind: • •

KL-Glättemessgerät Optisches Profilmessgerät.

34 1) Grundlage des KL-Verfahrens ist das Gesetz der geometrischen Optik fur spiegelnd reflektierte Lichtstrahlen, wonach gilt: Einfallwinkel gleich Ausfallwinkel.

W Ideale Ebene

se Rauigkeit. Durch eine Linse wird das Licht gesammelt und die Lichtverteilung um die mittlere Reflexionsrichtung von Fotodioden aufgenommen. Mithilfe eines Mikroprozessors wird aus der Anzahl der ausgeleuchteten Dioden der Glätte-Messwert berechnet.

Laseroptik

Papieroberfläche

Abb. 4: Modell der Lichtaufstreuung

Ein paralleles Lichtbündel wird an einer idealen Ebene parallel reflektiert (Abb. 4). An der realen Papieroberfläche wird es durch Elementarflächen, die in unterschiedlichen Winkeln zueinander stehen, nach der —> Reflexion aufgestreut. Diese Aufstreuung misst das KL-Gerät. t Lichtintensität

Linse

Spiegel

Abb. 5: Messprinzip des KL-Glättemessgeräts

Ein paralleles Lichtbündel, das unter einem bestimmten Winkel auf die nicht ideal ebene Papieroberfläche fallt, wird in Richtung der Spiegelreflexion in einen Streukegel aufgefächert (Abb. 5). Der Durchmesser des Streulichtkegels in der Ebene senkrecht zur Oberfläche des Messobjekts hängt von deren Rauigkeit ab und ist ein genaues Maß für die-

Abb. 6: Messprinzip des Profilmessgeräts Microfocus

2) Zur optischen Profilmessung (DIN 4768) wird eine Papierprobe auf einem Vakuumtisch fixiert. Ein Lasersensor tastet die Oberfläche zeilenweise entweder im kontinuierlichen oder schrittweisen Modus ab. Das Gerät Microfocus der Firma U B M (Ulrich Breitmeier Messtechnik, Ettlingen) arbeitet nach dem Messprinzip der dynamischen Fokussierung. Die Objektlinse des Sensors ist beweglich aufgehängt und wird automatisch um einen Betrag Δζ so nachgefühlt, dass die zu messende Oberfläche genau im Brennpunkt des Laserstrahls liegt. Die Auflösung in xund y-Richtung beträgt 1 000 Messpunkte/mm. Durch 2 wählbare Messbereiche in zRichtung beträgt die Auflösung der Rauwerte in z-Richtung entweder 0,01 oder 0,1 μηι. Es wird angegeben, dass die mit dem Microfocus-Sensor erfassten normierten Rauheitsmaßzahlen bei breitem Qualitätsspektrum mit den Ergebnissen anderer Glättemessgeräte in hohem Maße korrelieren. Dieses optische Messsystem bietet Möglichkeiten zur Charakterisierung der zweidimensionalen Oberflächentopografie im Hinblick auf die —> Bedruckbarkeit. Anwendungsbezogene Parameter und Algorithmen zur Bestim-

35 mung dieser Parameter müssen noch definiert bzw. entwickelt werden. Literatur: Hartig, W.: Die optische Glättemessung mit dem KL-Gerät in der Papierindustrie. Das Papier 39 (1985), Nr. 1, 1-6 Kunz, W.: Bestimmung der Oberflächenstruktur bei Papier mit dem KLGlättemeßgerät. Papier+Kunststoff-Verarbeiter (1984), Nr. 7,38-45

1)

Maschinenglättwerk - Kalibrierung der Papierbahn - Einebnung von Dickeunterschieden - Anwendung von niedrigen —• Linienkräften.

Diese Aufgaben gelten z.B. für —> Streichrohpapier. Häufig werden Maschinenglättwerke mit ihren Stahlwalzen am Ende von Papiermaschinen auch zur Erzeugung von —> Glätte eingesetzt (ältere Anlagen). 2)

Neß, C.; Göttsching, L.: Zweidimensionale Erfassung der Oberflächenstruktur von Papier im Hinblick auf seine Bedruckbarkeit. Das Papier 51 (1997), Nr. 3, 107-117 BR

Glättschaber (bent blade) Bezeichnung für eine —> Rakel aus Bandstahl, vorzugsweise für ein - > Bent Blade. KT

Softkalander (Abb. 1) - Gleichmäßige Verdichtung - Reduzierung der —• Zweiseitigkeit - Minderung der - » Rollneigung - Erzielen von Glätte (in weiten Bereichen einstellbar ohne —> Mottling und mit geringerer Schwarzsatinage) - Verbesserung der —• Bedruckbarkeit.

Glättschaber-Auftragswerk (bent blade coating head) Bezeichnung für ein —• Auftragswerk mit separater Dosierung und eine —> Rakel aus Bandstahl, vorzugsweise in Form eines Bent Blade. KT

1 = beheizte Hartgußwalze 2 = durchbiegungskompensierte Walze mit Soft-Bezug Abb. 1: Softkalander

Glättwerk (calender) Ein Glättwerk ist in der Papierindustrie eine Glättmaschine mit Anwendung als: • • • •

—• Maschinenglättwerk —• Softkalander —• Superkalander On-line-fähiger Superkalander (z.B. —> Janus Concept).

Je nach Anwendungsfall sind die Glättaufgaben verschieden.

Diese Aufgaben hat der Softkalander - meist in der Papiermaschine installiert - mit weit größerem Erfolg für bessere Oberflächengüte des Papiers dem Maschinenglättwerk abgenommen, z.B. bei —• Zeitungsdruckpapier. 3)

Superkalander (Abb. 2) - Gleichmäßige Verdichtung - Reduzierung der Zweiseitigkeit - Erzielen hoher Glanz- und Glättewerte - Verbesserung der Bedruckbarkeit.

36 Für hochglänzende —> gestrichene Papiere genügt der off-line-Superkalander höchsten Qualitätsansprüchen. 4)

On-line-fähige Superkalander (Abb. 3) - Gleichmäßige Verdichtung - Minimierung der Zweiseitigkeit - Erzielen hoher Glanz- und Glättewerte - Verbesserung der Bedruckbarkeit.

Hohe Effizienz durch langlaufende weiche Kunststoff-Kalanderwalzen mit kürzesten Stillstandszeiten für Walzenwechsel. Diese Aufgaben lassen sich sowohl bei ungestrichenen als auch gestrichenen Papieren realisieren (z.B. —> SC-Papier). KL

Abb. 2: Superkalander

Abb. 3: On-Line-Superkalander (1 = Hartgusswalzen, 2 = Walze mit Sofitbezug)

Glättzylinder (MG cylinder) Glättzylinder sind —• Trockenzylinder mit großem Durchmesser (bis über 6 m). Sie werden zur Erzeugung von —• einseitig glatten Papieren (als Einzeltrockner) und zum Glätten von Karton (als Teil der —> Mehrzylinder-Trockenpartie) eingesetzt. Dabei wird die Bahn bei entsprechendem Feuchtegehalt auf der Einlaufseite (ca. 60 bis 70 % bei Karton, bei einseitig glatten Papieren häufig mit dem Trockengehalt aus der —> Siebpartie, wie z.B. bei —> Seidenpapier) durch 1 oder 2 Anpresswalzen in innigen Kontakt mit der Zylinderoberfläche gebracht. Beim Trocknen auf ausreichend hohe Trockengehalte (ca. 70 bis 75 % bei Karton, ca. 95 bis 98 % bei einseitig glatten Papieren) wird die fein geschliffene, sehr glatte Oberfläche des Glättzylinders bleibend auf der berührten Bahnseite abgebildet. Die Trockenleistung (—> Verdampfungsleistung) von Glättzylindern ist durch den Wärmeübergangswiderstand der Papier- und Kartonbahnen beschränkt. Bei hohen Maschinengeschwindigkeiten wird der Karton während des Kontakts mit dem Glättzylinder nicht mehr ausreichend getrocknet. In solchen Fällen wird die —* Glätte mit einem oder mehreren —> Glättwerken on-line oder off-line erzeugt. Glättzylinder sind im Ge-

37 gensatz zu —> Kreppzylindern auf ihrer Innenseite nicht gerippt, sondern glatt. HO

Gleichgewichtsfeuchte (equilibrium moisture content) Als Gleichgewichtsfeuchte, auch Feuchtegehalt-Gleichgewicht genannt, wird der —> Feuchtegehalt eines hygroskopischen Materials bezeichnet, der sich einstellt, wenn dieses Material keine Feuchtigkeit aus seiner Umgebung aufnimmt oder an die Umgebung abgibt. Hygroskopische Materialien, wie pflanzliche Faserstoffe, Papier und Karton, befinden sich im Gleichgewicht mit dem Feuchtegehalt des sie umgebenden Mediums, wenn ausreichend Zeit zum Ausgleich gegeben ist. Dieser Zustand wird durch Aufnahme oder Abgabe von Wasserdampf erreicht. Generell laufen Wasserdampfaufnahme und -abgabe ähnlich ab, jedoch lässt sich aus dem Verlauf von Gleichgewichtskurven ableiten, dass bei Abgabe (Desorption) von Wasserdampf (das Papier hat einen größeren Feuchtegehalt als im Gleichgewichtszustand) ein höherer Wert erzielt wird als bei Aufnahme (—> Adsorption) von Wasserdampf (das Papier hat einen niedrigeren Feuchtegehalt als im Gleichgewichtszustand) bei gleicher —• relativer Luftfeuchtigkeit. Der Feuchtegehalt im Papierstapel (Stapelfeuchte) wird mit einem Haar-Stech-Hygrometer oder einem elektronischen Schwertfühler gemessen. Eine Stapelfeuchte von 50 % bedeutet, dass das Papier einen Feuchtegehalt hat, der mit der Umgebungsluft, deren relative Luftfeuchtigkeit bei der herrschenden Temperatur 50 % beträgt, im Gleichgewicht steht. Bei gleichem Wasserdampfgehalt der Umgebungsluft bewirkt eine Temperaturerhöhung der Luft eine Verringerung der relativen Luftfeuchtigkeit und (nach einer ausreichend langen Zeit) der Stapelfeuchte. Umgekehrt kommt es zu einer Erhöhung der relativen Luftfeuchtigkeit, wenn die Temperatur abgesenkt wird - das Papier im Stapel wird feuchter. Diese Gesetzmäßigkeiten müssen bei der Lagerung von Papier z.B. in Druckereien be-

achtet werden. Wird im Winter ein durch den Transport stark abgekühlter Papierstapel in eine wärmere Druckerei gefahren, kühlt die Umgebungsluft ab. Dadurch steigt die relative Luftfeuchtigkeit mehr oder weniger an und die Ränder des —• Stapels nehmen sofort die sich dort bildende Feuchtigkeit auf. Das führt sehr schnell zur Randwelligkeit von Papierbogen und Schwierigkeiten im —> Druck. Die Prüfung der Gleichgewichtsfeuchte von Papier, Karton und Pappe ist im ZELLCHEMING-Merkblatt V/30/93 festgelegt. FA

Gleichheitsverfahren (colorimetry by visual matching) —» Farbmessung

Gleichlauf-Quermesserpartie (synchro-fly cut-off station) Gleichlauf-Quermesserpartien werden in —> Querschneidern, in denen Papier- oder Kartonbahnen in Formatbogen geschnitten werden, eingesetzt. Dabei durchlaufen die einlagigen oder mehrlagig übereinander liegenden Papier- oder Kartonbahnen zuerst die —> Längsschneidpartie für Querschneider und werden von der —> Vorziehpartie in die Gleichlauf-Quermesserpartie gefordert. Die Gleichlauf-Quermesserpartie besteht aus 2 gegenläufig rotierenden Quermessertrommeln, auf denen je 1 (oder mehrere) —> Quermesser befestigt sind. Diese trennen die durchlaufenden Papier- oder Kartonbahnen in die gewünschten Formatlängen. Die Umfangsgeschwindigkeit der Quermesser muss während des Schnitts mit der Geschwindigkeit der zu schneidenden Bahn übereinstimmen, also gleich sein; deshalb der Name Gleichlauf-Quermesserpartie. Die Papier- oder Kartonbahnen werden nicht gleichzeitig über die gesamte Breite getrennt. Der Querschnitt erfolgt vielmehr nach dem Scherenschnitt-Prinzip, wobei das Trennen der Bahn von einer Maschinenseite zur anderen verläuft. Hierfür müssen die Messertrommeln zu der durchlaufenden Bahn nicht rechtwinklig, sondern in einem Winkel

38 von ca. 1 bis 2°, dem sog. Schnittwinkel, gelagert sein. Um trotz dieses schrägen Einbaus der Messertrommeln einen rechtwinkligen Schnitt erzielen zu können, müssen die Quermesser auf den Messertrommeln in einer Schraubenlinie mit gleichem Steigungswinkel, aber gegenläufiger Steigungsrichtung befestigt werden. Außerdem muss die Umfangsgeschwindigkeit des Quermessers während des kompletten, die Bahnbreite traversierenden Schnitts mit der Geschwindigkeit der Papieroder Kartonbahn synchronisiert sein, unabhängig von der zu schneidenden Formatlänge. Werden die Messertrommeln während der gesamten Umdrehung gleichförmig angetrieben, so wird eine Formatlänge geschnitten, die dem Umfang der formatbestimmenden unteren Messertrommel entspricht (—> Querschneiden), wenn auf dem Umfang der Messertrommel nur 1 Messer angeordnet ist. Dieses Prinzip wird bei einer einformatigen Quermesserpartie verwendet, wie sie z.B. in D I N A4 —> Kleinformat-Querschneidern eingesetzt wird. Um mit den Gleichlauf-Quermesserpartien auch einen größeren Formatbereich schneiden zu können, muss der Antrieb der Messertrommeln besondere Merkmale aufweisen: 1) Sollen kürzere Formate als das sog. —» Sychronformat geschnitten werden, müssen die Messertrommeln nach dem Schnitt entsprechend beschleunigt werden, kurz vor dem nächsten Schnitt wieder verzögert und schließlich mit der Bahngeschwindigkeit synchronisiert werden. Der nächste Schnitt erfolgt, und der gleiche Vorgang läuft wieder ab. 2) Sind längere Formate zu schneiden, müssen die Messertrommeln nach dem erfolgten Schnitt verzögert werden, danach kurz vor dem nächsten Schnitt wieder beschleunigt und mit der Bahngeschwindigkeit synchronisiert werden, bevor der nächste Schnitt erfolgt.

Für diesen ungleichförmigen Antrieb der Messertrommeln sind 2 verschiedene Antriebssysteme bekannt: 1) Ein mechanisches Ungleichformigkeitsgetriebe Dies ist ein kinematisches Mehrgelenkgetriebe, meistens als doppelte Doppelkurve oder umlaufende Kurbelschleife ausgeführt. Dieses Mehrgelenkgetriebe erzeugt aus einer gleichförmigen Drehbewegung eine ungleichförmige Drehbewegung des Antriebs. 2) Der sog. Direktantrieb Dieser besteht aus einem, 2 oder mehreren sehr dynamischen Antriebsmotoren, die entweder mit den Messertrommeln direkt gekuppelt oder über Zahnräder verbunden sind. Die Antriebsmotoren werden hier über eine Steuerung beschleunigt bzw. verzögert. KT

Gleichstrom-Cleaner (through-flow cleaner) —> Cleaner

Gleichstrom-Motor (de. motor) —> Antrieb

Gleichstrom-Rundsieb (uniflow vat) —> Rundsieb

Gleitführung (sliding face) Die Lager der Walzen eines —> Kalanders sind an der Vorderseite des —> Kalanderständers in der Gleitfuhrung befestigt, die von Hintergriffleisten auf der Gleitschiene des Ständers gehalten - auf- und abwärts gleiten kann (Abb.). Die reibungsarme Beweglichkeit der Gleitlager in ihren Führungen ist von großer Bedeutung für den Kalanderbetrieb, weil schwergängige Führungen die Verteilung der

39 —> Linienkraft über die —> Bahnbreite negativ beeinflussen, wenn sie die eingeleiteten Druckkräfte unterschiedlich von Walze zu Walze oder den beiden Seiten des Kalanders weiterleiten.

die Verringerung der Haftung und Verbesserung der Friktionswirkung im —>Nip der —• Kalanderwalzen. ME

Glosskalander (gloss calender) Das —• Heißglätten in Glosskalandern erzeugt an gestrichenen Papier- oder Kartonoberflächen einen hohen, gussstrichähnlichen —> Glanz ohne größere Volumen- bzw. Dickenverluste. Glosskalander, auch Heißglanzpressen genannt, wurden on-line in Papieroder Kartonmaschinen nach der —> Trockenpartie vor der Aufrollung installiert.

Gleitlager und Gleitführung

Moderne Kalander werden auch aus diesem Grund nur noch mit —> Hebelführung gebaut, die diese Schwierigkeit nicht aufweist. Die Kompensation der —> überhängenden Gewichte wird bei der Gleitführung dadurch erschwert, dass die Kompensationskräfte sich über das seitliche Auge des Walzenlagers auf der —> Hängespindel abstützen, wodurch ein Kippmoment entsteht, das das zu entlastende Lager verkanten kann. Die Gleitführung wird automatisch und ständig geschmiert, was aus o.a. Gründen einer ebenso gründlichen Kontrolle unterliegen sollte wie die Spielfreiheit der Hintergriffleisten, die im Bedarfsfall ausgetauscht werden können. SZ

Gleitmittel (lubricants) Zu den Gleitmitteln zählen Wachsdispersionen (—> Wachse), Calcium- und Ammoniumstearate. Gleitmittel werden in —• Streichfarben als —• Streicherei-Hilfsmittel eingesetzt. Sie bewirken eine verbesserte —> Glätte beim Satinagevorgang (—• Satinage) durch

Glosskalander mit zwei elastischen Andruckwalzen

Gegen eine auf 160 bis 200° C beheizte, angetriebene Zentralwalze mit spiegelhochglanzpolierter Chromoberfläche liegen —• elastische Walzen mit relativ weichem Bezug (Hartgummi, Härte: 15 bis 20 P&J) unter geringen —• Linienkräften (< 80 kN/m) an (Abb.). Die Nachteile der Glosskalander bzw. Heißglanzpressen lagen vor allem in der geringen Standfestigkeit der elastischen Walzenbezüge durch thermische Überlastung. Obwohl off-line installierte Glosskalander Geschwindigkeiten bis 600 m/min erreichten, blieb das Heißglätten problematisch: Die —• Striche neigten zum Kleben, —> Rupfen und Ablegen auf der hochbeheizten Zentral-

40 walze und zum „Überglänzen" dickerer, wolkiger Partien der Papierbahn bzw. der unebenen Oberfläche einer Kartonbahn. Die oft schwierige, von den Eigenschaften der gestrichenen Bahn abhängige Einstellung und die daraus resultierenden Betriebsunsicherheiten trugen dazu bei, dass sich das Heißglätten mit Glosskalandern trotz anfanglicher Euphorie nicht durchzusetzen vermochte, zumal die erreichten Effekte heute viel wirkungsvoller und besser kontrollierbar mit entsprechend ausgerüsteten —• Softkalandern erzielt werden. SZ

Glucose (glucose) Glucose, auch Dextrose, Traubenzucker und veraltet Glykose genannt, ist eine chemische Verbindung mit der Formel C Ö H ^ O Ö . In reiner Form bildet sie färb- und geruchlose, süß schmeckende Kristalle mit einer Dichte von 1,56. Glucose ist in Wasser und Alkoholen löslich. CHO H HO H H

OH H OH OH CH2OH

/ H

OH

\ H OH

Strukturformeln von Formen der Glucose

Glucose kommt vorwiegend als α- oder βGlucose in geschlossener (pyranosidischer) Ringform vor. Als hauptsächliches Produkt der —• Fotosynthese der Pflanzen ist Glucose die am weitaus häufigsten vorkommende organische Verbindung der Erde. Sie findet sich vor allem gebunden in Zuckern (z.B. als Sac-

charosebestandteil im Speisezucker) oder in —» Polysacchariden. Die —• Ablaugen der Zellstoffproduktion enthalten neben anderen —•Kohlenhydraten immer auch mehr oder weniger hohe Anteile an Glucose. Sie können durch bakterielle Gärung in —» Ethanol umgewandelt werden (Versprittung), wovon jedoch in der Zellstoffindustrie kaum noch Gebrauch gemacht wird. Wichtigster Rohstoff für die Gewinnung von Glucose ist —> Stärke, die mithilfe von —> Säuren oder —> Enzymen abgebaut wird. GU

Glutin (gelatine glue, animal glue) Glutin ist der Grundbaustein für —•Klebstoffe, die aus tierischem Eiweiß gewonnen werden. Die bei der thermischen Behandlung (Kochen) von Knochen freigelegten Eiweißkörper werden mit Wasserdampf hydrolisiert und damit in wässrige Lösungen überführt. Aus dem Glutin wird die —> Gelatine gewonnen, die neben der technischen Gelatine für die Klebstoffherstellung in gereinigter Form auch bei der Produktion von Nahrungsmitteln zum Einsatz kommt. Für die Klebstoffherstellung wird durch Behandlung der Lösungen aus den Knochen oder aus Hautabfällen gelösten Kollagenen in Vakuumtrocknern eine Feststoffkonzentration von ca. 60 bis 70 % erreicht. Durch Zusatzstoffe, wie Zucker, Magnesiumsulfat und Glyzerin, werden spezielle Eigenschaften der Klebstoffe, wie das Planlageverhalten und die Flexibilität der trockenen Klebstoffschicht, nach der Verarbeitung gesteuert. Die Verderblichkeit (Gefahr des Schimmelund Bakterienbefalls) der organischen Rohstoffe macht weiterhin den Zusatz von —• Konservierungsmitteln, wie Benzoesäureester oder Phenolderivate, notwendig. Die Regulierung der Viskosität der Klebstoffschmelze wird bei der Verarbeitung durch Zusätze von Thiorhodanid oder Alphasalz vorgenommen. Nach der Herstellung der Glutinleime wird die noch flüssige Gelatinelösung abgekühlt und dabei in die Gallertform, den Gallertleim, übergeführt. Es besteht weiterhin die Möglichkeit, den Gallert-

41 leimen noch weitere Flüssigkeit zu entziehen, wodurch nach Mahlen Pulverleime entstehen. Durch —• Extrudieren der Gallerten und einen zusätzlichen Trockenprozess mit Heißluft lassen sich die Klebstoffe auch in die Granulatform überfuhren. In der grafischen Industrie kommen diese Klebstoffe vornehmlich bei Kaschierarbeiten in —> Buchbindereien zum Einsatz. Als klassische Anwendungsbereiche sind bei der industriellen Buchherstellung die Arbeitsgänge der Buchdeckenproduktion und der Hinterklebung von Buchblöcken zu nennen. Ab etwa 1980 hatten die Glutinleime eine Renaissance in der Klebebindung zu verzeichnen, da für recyclingfähige Klebstoffsysteme die Forderung nach einer Redispergierbarkeit bestand. Nach der Schließung der Kreisläufe in der Papierindustrie hat sich die Redispergierbarkeit dieser Klebstoffe jedoch als nachteilig erwiesen, so dass deren Einsatz in der Klebebindung zwischenzeitlich keine Bedeutung mehr hat. SD

Glycol (glycol) Glycol ist eine Kurzbezeichnung für Ethylenglykol (1,2-Ethandiol), Es wird durch die Formeln H O - C H 2 - C H 2 - O H und C 2 H 6 0 2 beschrieben. Es handelt sich um eine farblose, viskose, süß schmeckende, stark hygroskopische Flüssigkeit, die mit Wasser und Alkoholen vollständig mischbar ist. Glycol wird überwiegend in 2 Einsatzgebieten verwendet. Es dient zur frostfesten Ausstattung von Motorkühlwasser und als zweiwertiger Alkohol zur Polyester-Herstellung. Außerdem leitet sich von Glycol eine Reihe von technisch wichtigen Veretherungs- und Veresterungsprodukten, wie Monoether, Diether und Ether-Ester, ab. Die Glycol-Ether sind relativ hochsiedende, in Wasser wenig oder gar nicht lösliche, mit den üblichen organischen Lösungsmittel mischbare Flüssigkeiten, die wertvolle —» Lösungsmittel darstellen, z.B. für —• Celluloseester, —• Wachse, —• Farbstoffe, —• Lacke sowie —• Kunstharze. Ferner dienen sie wie Glycol als —• Weichmacher.

In der Papierherstellung wird Glycol zusammen mit natürlichen Ölen und Alkylenoxiden als Deinkingchemikalie (—> Deinking) eingesetzt. Ferner dient es als —> Feuchthaltemittel für Spezialpapiere (z.B. feuchte —• Hygienepapiere). GU

Glyoxal (glyoxal) Glyoxal oder Oxalaldehyd sind gebräuchliche Trivialnamen für Ethandial. Es wird durch die Formeln OHC-CHO und C 2 H 2 0 2 gekennzeichnet. Glyoxal bildet gelbe Kristalle mit einer Dichte von 1,14, die in wasserfreien —• Lösungsmitteln löslich sind. Es schmilzt bei 15° C und siedet bei 50° C. Glyoxal wird wegen der Reaktionsfähigkeit seiner beiden Aldehyd-Gruppen gegenüber polyfunktionellen Verbindungen mit Hydroxy· oder Amino-Gruppen insbesondere für Kondensations- und Vernetzungsreaktionen z.B. mit Harnstoff- oder Harnstoff-Derivaten, mit —• Stärke, —• Cellulose, —• Baumwolle, —» Casein oder —• Tierleim sowie auf den Gebieten der Textil- und Papierveredelung (—• Glyoxalharze) eingesetzt. Literatur: Römpp Lexikon Chemie. Stuttgart, New York: Georg Thieme Verlag, 1996 GU

Glyoxalharze (glyoxalic resins) Glyoxalharz ist eine Kurzbezeichnung für Polyamid-Glyoxal-Harze, die in der Papierindustrie als —• Trockenverfestiger und temporäre —> Nassfestmittel eingesetzt werden. Sie werden durch Addition des Dialdehyds —• Glyoxal an (kationische) Polyamidharze hergestellt. Dabei bleiben in der Regel noch freie Aldehydgruppen erhalten, die bei der Trocknung der Papierbahn mit den Hydroxygruppen der —> Cellulose reagieren, diese vernetzen und neue Faser-Faser-Bindungen bilden können. Die entstehenden Acetalbindungen können langsam durch Wasser oder schnell durch Alkalien gespalten werden. GU

42 Grafische Papiere (graphie papers , graphical papers) Papiere für grafische Anwendungen als Informationsträger werden im internationalen Sprachgebrauch eingeteilt in: • • • • •

—> holzfrei gestrichen (coated woodfree) holzhaltig gestrichen (coated mechanical) holzfrei ungestrichen (uncoated woodfree) holzhaltig ungestrichen (uncoated mechanical) —• Zeitungsdruckpapier (newsprint).

Grafische Papiere bilden in Deutschland mit knapp 50 % die größte Gruppe der gesamten Papier- und Kartonproduktion. Sie umfassen sowohl die Gruppe der Druck- und Pressepapiere (—• Druckpapiere) als auch die der —• Büro- und Administrationspapiere. Zu den Druck- und Pressepapieren gehören Zeitungsdruckpapier, —• SC-, —> LWC-, —> Bilderdruck- und —> Kunstdruckpapiere. Büround Administrationspapiere sind z.B. —• Schreibpapiere, —> Schreibmaschinenpapiere, —> Kopierpapiere, —• Inkjet-Papiere. PA Grammgewicht (grammage) Dieser Begriff wurde früher häufiger anstelle von —• Flächengewicht verwendet, ist jedoch weder normgerecht noch sachlich richtig. Er sollte deshalb nicht verwendet werden. Der normgerechte Begriff ist heute die —> flächenbezogene Masse. WS

Graukarton (greyboard, chipboard) Nach D I N 6730 wird Graukarton auch Maschinengraupappe genannt, hergestellt auf —• Kartonmaschinen aus mehreren Lagen, die aus unteren —> Altpapiersorten bestehen und im nassen Zustand vergautscht werden. Graukarton kann entweder ungedeckt oder gedeckt gefertigt werden, wobei die Decke aus höherwertigeren —> Altpapierstoffen (z.B. Wellpappenabfalle) als die (graue) Einlage

und (graue) Rückseite aus —> gemischtem Altpapier bestehen kann. Graukarton wird für Kartonagenzuschnitte, Kalenderrückwände, Bildeinrahmungen, Plakatrückwände oder als Unterlagen für Briefund Zeichenblöcke sowie für Getränketrays und Fruchtschalen verwendet. Schuhschachteln bestehen dagegen aus einem Graukarton, der mit einem weißen Deckenpapier beschichtet ist. Der Flächengewichtsbereich erstreckt sich von 180 bis etwa 700 g/m 2 . GG

Graukeil (grey wedge) Ein Graukeil weist einen kontinuierlichen Helligkeitsverlauf auf (—> Helligkeit). Er kann in seiner materiellen Ausführung transparent als Film oder nichttransparent vorliegen. Transmissions- oder Remissionsverlauf sind entweder linear oder logarithmisch verlaufend. Bei gestuften Helligkeitswerten spricht man von Grauskalen oder Grauleitern. In aufgerastertem Zustand bezeichnet man sie als —> Rasterkeil und —• Rasterskala. Die Verwendung von Graukeilen und Grauskalen liegt in der Prozesskontrolle und -Steuerung in Druckvorstufe, Plattenherstellung und als Rasterskala im —> Druck. Sie haben dabei die Funktion eines definierten —• Testelements und sind einfach mithilfe eines —• Densitometers auswertbar. Bei der Reprofilm- und Druckplattenbelichtung dienen Graukeil sowie Grauskala der Kontrolle der —• Belichtung. Graustufen unterhalb einer bestimmten —> optischen Dichte müssen bei entsprechend steiler Gradation des Materials komplett wegbelichtet sein. Bei der Rasterung eines Bilds mittels Reprokamera wird bei unbekannten Belichtungsbedingungen zunächst eine Grauskala aufgerastert. Aus dem Ergebnis kann eine Belichtungszeit so berechnet werden, dass in einem weiteren Schritt über eine erneute Aufrasterung der Grauskala sämtliche Stufen abgebildet werden können. Bei bekannter maximaler und minimaler Dichte der eigentlich zu rasternden Vorlage können auf Grundlage der gerasterten Grauskala Hilfsbelichtung und Hauptbelichtung des Films so gesteuert wer-

43 den, dass die gewünschten minimalen negativen und positiven Punkte an den Orten maximaler und minimaler Dichte des Bilds entstehen. Die Grauskala dient also hier als Element der Prozesskontrolle und -Steuerung. UR Graupappe (greyboard, chipboard) Nach D I N 55405 versteht man unter Graupappe eine aus unteren —> Altpapiersorten auf —• Rundsieb- oder —• Langsiebmaschinen hergestellte —• Vollpappe, die entweder ungedeckt oder auch ein- oder beidseitig gedeckt ist und aus 1 oder mehreren, im nassen Zustand zusammengegautschten Lagen besteht. Graupappe dient u.a. als Buchbinderpappe oder als Nagel- und Packpappe (Maschinengraupappe) zum Verpacken von Nägeln und Schrauben sowie in Buchverlagen zum Verpacken von Büchern. Die flächenbezogene Masse ist im Bereich zwischen 225 und etwa 1 200 g/m 2 angesiedelt. GG

Grausatinage (calender blackening) Ein durch die —> Satinage hervorgerufener Abfall der —> Helligkeit (—> Weißgrad) eines Papiers wird als Grausatinage (—• Schwarzsatinage) bezeichnet. Unter dem Einfluss der mechanischen Kräfte und der thermischen Einflüsse im Walzenspalt (—• Nip) erfolgt bei relativ hoher Bahnfeuchtigkeit eine Teiltransparentisierung von oberflächigen Anteilen des Blattgefüges, sieht- und messbar durch Weißgradverluste. Zü Vergrauungen bei der Satinage neigen eher leicht verdichtbare, nachgefeuchtete, ungestrichene, —> holzhaltige Papiere, insbesondere nach starker Bedampfung während der Satinage. Das Extrem der Vergrauung ist das Speckigwerden wolkiger und/oder überfeuchteter Papiere, die bei der Passage harter Walzenspalte unter hohen Druckspannungen (—> Pressdruck) und Temperaturen eine zu starke Verdichtung erleiden. SZ

Gravur (gravure) Verfahren zur Herstellung von Tiefdruckformen (—• Tiefdruckgravur), bei dem ein elektromechanisch bewegter Stichel Vertiefungen (Näpfchen) in der Kupferhaut des Druckzylinders erzeugt, wobei das Volumen der Näpfchen bildmäßig variiert. DO

Greifer (gripper) Greifer sind zangenähnliche Maschinenelemente, die in bogenverarbeitenden Maschinen (z.B. —> Bogendruckmaschine, —> Falzapparat) zum Greifen und Halten der Bogen beim Bogentransport eingesetzt werden. Es gibt schwingende Greifersysteme, die den Bogen am —> Bogenanleger im Stillstand erfassen und auf Maschinengeschwindigkeit beschleunigen. Der Bogen wird dann durch Greifer am Übergabezylinder und am Gegendruckzylinder durch die —• Druckmaschine transportiert. Die Greifer halten den Bogen beim Transport in der Regel an der Vorderkante. Der Bereich des Bogens, der zum Halten durch die Greifer benötigt wird, bezeichnet man als Greiferrand. Dieser Bereich sollte nicht bedruckt werden, damit der —• Druck nicht an den Klemmstellen durch die Greifer beschädigt wird. BG

Grenzüberschreitende Abfallverbringung (international waste transportation) Das Gesetz über die Überwachung und Kontrolle der grenzüberschreitenden Verbringung von —> Abfallen (Abfallverbringungsgesetz AbfVerbrG vom 30. September 1994 (BGBl. I S. 2771) dient insbesondere der Ausführung der Verordnung (EWG) Nr. 259/ 93 des Rates vom 01. Februar 1993 zur Überwachung und Kontrolle der Verbringung von Abfällen in der, in die und aus der Europäischen Gemeinschaft (Amtsblatt EG Nr. L 30, S. 1). Die Stoffe, soweit sie rechtlich Abfälle darstellen, sind mit den danach maßgeblichen —• Abfallschlüsseln zu versehen. Je nach Überwachungsbedürftigkeit und Festlegung sind ein Notifizierungsverfahren einzuhalten

44 und die Sicherheitsleistung sowie die Einzahlung in den Solidarfonds zu erbringen. Die Notifizierung erfolgt durch ein Begleitscheinverfahren, um den Weg vom Versandort bis zum endgültigen Bestimmungsort zu dokumentieren. Neben diesem Aufwand können die Bearbeitungsgebühren, etwa auch für die Einordnung in die Listen, kostenträchtig sein. Bei Abfällen zur Beseitigung - nicht jedoch bei Abfällen zur Verwertung - gilt der Grundsatz der Beseitigungsautarkie. Danach hat die Beseitigung im Inland Vorrang vor der Beseitigung im Ausland. Soweit nach dem Abfallverbringungsgesetz (AbfVerbrG) eine Beseitigung im Ausland zulässig ist, hat die Beseitigung in einem Mitgliedsstaat der Europäischen Gemeinschaft Vorrang vor der Beseitigung in einem anderen Staat. Bei der Beseitigung von Abfällen ist jedoch immer zu beachten, dass der Abfallerzeuger grundsätzlich nach dem —• Kreislaufwirtschaftsund Abfallgesetz (KrW/AbfG) bei nicht besonders überwachungsbedürftigen Abfällen der —> Andienungspflicht gegenüber der entsorgungspflichtigen Körperschaft unterliegt (—• Deponien, —> Abfallverbrennung). Dies gilt häufig nach Landesrecht auch bei besonders überwachungsbedürftigen Abfällen als Andienungspflicht für die vom jeweiligen Land bestimmten Sondermüllverbrennungsanlagen oder Sondermülldeponien. Literatur: Szelinski, B.-A.; Schneider, S.: Grenzüberschreitende Abfallverbringungen. Hamburg: Behr's, 1995 MR

Grenzviskositätszahl (intrinsic viscosity) Die Grenzviskositätszahl wird auch Staudinger-Index genannt und durch das Symbol [η] gekennzeichnet. Sie stellt ein Maß für das spez. Volumen der Molekülknäuel und damit indirekt für den —» Polymerisationsgrad dar. Die Grenzviskositätszahl wird durch Messung der —• Viskosität einer verdünnten Polymerlösung ermittelt. Sie ist definiert durch

die auf verschwindend kleine Polymerkonzentration extrapolierte reduzierte Viskosität "Hred·

[η] = lim Tin*

[cm 3 /g]

c->0

_ Ά Lösung

mitri r e d =

Ή Lösungsmittel

Ά Lösungsmittel

^ Polymer

wobei η : Viskosität in [mPa · s] c: Polymerkonzentration Die Extrapolation der reduzierten Viskosität auf eine verschwindend geringe Konzentration c kann rechnerisch (z.B. mithilfe der Schulz-Blaschke oder der Huggins-Beziehung) oder grafisch erfolgen: Grafische Ermittlung der Grenzviskositätszahl [η]:

ηred iy'

[η] Konzentration an Polymeren

Aus der Grenzviskositätszahl kann mit folgender, Staudinger-Mark-Houwink-Gleichung genannten Beziehung die Molmasse M bzw. der —> Polymerisationsgrad DP ermittelt werden: [Tl] = K M M a = Kp(DP)a K M , Kp und der Exponent a sind von der Art des gelösten Polymeren, dem —»Lösungsmittel und der Temperatur abhängige, empirisch ermittelte Konstanten. GU

45 Grenzwerte (limit values) Grenzwerte sind bezogen auf das —• Umweltrecht - als Höchstwerte zu verstehende Stoff- oder Energiemengen, die in Luft, Wasser oder Boden emittiert werden dürfen. Dabei müssen unter Berücksichtigung aller Emittenten entsprechende —> Immissionen zu einer Gefahr für die Allgemeinheit werden können. Grenzwerte - bezogen auf Arbeitsschutzregelungen (z.B. Chemikaliengesetz, —> Gefahrstoffverordnung - GefStoffV) - drücken Höchstmengen aus, die der Arbeitnehmer am Arbeitsplatz ohne gesundheitliche Gefährdung ausgesetzt werden darf. Die Überwachungsbehörden werden bei Überschreitung von Grenzwerten - vor allem im Wiederholungsfall - die strafrechtlichen Verfolgung des Verursachers veranlassen. In der Papierindustrie wird häufig die Einhaltung von Grenzwerten bestimmter Schadstoffe (z.B. —» Schwermetalle nach der Verpackungsrichtlinie) gefordert. Diese werden insbesondere dann gefordert, wenn Papier, Karton und Pappe in Kontakt mit Lebensmitteln (—> Lebensmittelrecht) verwendet werden. GT

Grobreinigung (coarse cleaning) Die Grobreinigung, in der —• Stoffaufbereitung häufig auch als Vor- oder Dickstoffreinigung bezeichnet, zielt zum Schutz nachfolgender Maschinen und Apparate (z.B. —> Sortierer oder —> Refiner) vor Beschädigungen oder übermäßigem Verschleiß auf eine zeitige Abtrennung von groben, spezifisch schweren Feststoffen aus —> Fasersuspensionen. Bei den abzutrennenden Schwerteilen handelt es sich meist um papierfremde Verunreinigungen mit einem deutlich größeren spez. Gewicht als die Fasersuspension (>1 g/cm 3 ), wie Glas, Sand oder Metallteilchen, die in —• Primärfaserstoffe z.B. durch Lagerung und Transport, in —• Sekundärfaserstoffe meist mit dem —> Altpapier in die Stoffaufbereitung gelangen.

Die Aufgabe der Grobreinigung übernehmen Hydrozyklone, die in einem Stoffdichtebereich von 2 bis 6 % arbeiten. Die —• Dickstoffreiniger befinden sich üblicherweise direkt hinter dem —> Pulper und benötigen nur bei Desintegrationsprozessen im Hochkonsistenzbereich (—• Altpapieraufbereitung) die Zugabe von Verdünnungswasser. Da die in der Stoffaufbereitung nachfolgenden Prozesse, wie —• Mahlung, —> Entstippung und —• Grobsortierung, ebenfalls in diesem Stoffdichtebereich durchgeführt werden, entfällt eine aufwendige —• Eindickung. Eine typische Grobreinigung ist zweistufig ausgelegt. Während in der ersten, häufig mit kontinuierlichem —• Überlauf arbeitenden Stufe bei Stoffdichten von 5 bis 6 % große Schwerteile (z.B. Büroklammern, grobe Sand- und Glaspartikel) abgeschieden werden, sorgt die sich anschließende zweite Stufe bei Stoffdichten um 2 % für eine effiziente Abtrennung der übrigen Schwerteile (z.B. Heftklammern, Sand und Glaspartikel). Konstante Einlaufbedingungen bezüglich Stoffdichte und Volumenstrom unterstützen die Abscheidewirkung der Dickstoffreiniger, die wegen der vergleichsweise hohen Stoffdichte und der geringen Druckunterschiede zwischen —> Einlauf und Überlauf auf grobe Schwerteile begrenzt bleibt. AC

Grobsortierung (coarse screening) Die Grobsortierung, in der —> Stoffaufbereitung häufig auch als Vorsortierung bezeichnet, zielt auf eine zeitige Abtrennung grober papierfremder oder produktionsschädlicher Feststoffe aus —• Altpapierstoffen sowie formungeeigneter Holzkomponenten aus —> Holzstoffen, um neben Qualitätseinbußen und Störungen an den Maschinen der Stoffaufbereitung auch eine verfahrensbedingte Zerkleinerung dieser Feststoffe im Verlauf der —• Altpapieraufbereitung und der damit einhergehenden Verschlechterung ihrer Sortierbarkeit zu vermeiden. Die —> Sortierung wird üblicherweise mit gelochten Sieben im Mittelkonsistenzbereich bei Stoffdichten von 2,5 bis ca. 6 % betrieben.

46 Die erste Stufe der Grobsortierung ist bei der Altpapieraufbereitung häufig in das Zerfaserungsaggregat (—• Pulper, —• Auflösetrommel) integriert und sorgt beim Ableeren der zerfaserten Stoffsuspension durch Lochscheiben mit 18 bis 30 mm großen Löchern bzw. perforierte Siebtrommeln fur die Abtrennung grober papierfremder Verunreinigungen. In der eigentlichen Grobsortierung dienen —• Drucksortierer mit gelochten Siebkörben (Durchmesser: 0,8 bis 1,8 mm), eher selten auch drucklos betriebene Plansiebe (2,0 bis 2,6 mm), für die weitere Entfernung meist folienartiger Fremdstoffe. Zur Erzielung guter Abtrennergebnisse wird die Lochsortierung meist dreistufig ausgelegt, wobei die Führung der Stoffströme entsprechend der jeweiligen Anforderungen variiert. Das —> Rejekt der ersten Stufe wird üblicherweise in den nachfolgenden Stufen zur Minimierung von Faserverlusten aufkonzentriert und in der letzten Stufe (Endsortierer) abgeschieden. Bei der Grobsortierung von Holzstoffen werden die nach dem —> mechanischen Aufschlussverfahren noch im Stoff enthaltenen groben Holzteile („Sauerkraut") mit gelochten Plansieben (5 bis 10 mm) abgetrennt (—• Vibrationssortierer) und zur Minimierung von Faserverlusten entweder dem —> Schleifer nochmals zugeführt, oder in Hammermühlen und —> Scheibenrefmern nachbehandelt, so dass sie für den weiteren Aufschluss zugänglich sind. AC

Grobwelle (A-flute) —• Wellpappe

Großfeuerungsanlage (large incinerator) Großfeuerungsanlagen sind Feuerungsanlagen mit einer Feuerungswärmeleistung von mehr als 50 M W beim Einsatz fester und flüssiger Brennstoffe und von mehr als 100 M W beim Einsatz gasförmiger Brennstoffe (z.B. —> Erdgas). Großfeuerungsanlagen dienen meist der Stromerzeugung (Kraftwerke)

oder der Fernwärmeversorgung (durch Heizwerke, Fernheizwerke und Heizkraftwerke). Hauptkomponenten einer Großfeuerungsanlage sind Feuerraum, Dampfkessel, Einrichtungen zur Brennstoffaufbereitung (z.B. Kohlemühlen), Aggregate zur Wärmerück(Economizer, —• Wärmetaugewinnung scher), Einrichtungen zur Stromerzeugung (—• Dampfturbinen, Generatoren), Abgasreinigungseinrichtungen, Abgaskanäle, Kamin. Der größte Teil der Großfeuerungsanlagen in Deutschland wird mit Braun- oder Steinkohle als Staubfeuerungen betrieben. Der stückige Brennstoff wird in einer Kohlemühle gemahlen und über Staubbrenner in den Feuerraum geblasen und gezündet. Beim Einsatz von Rohbraunkohle wird aufgrund des hohen Feuchtegehalts die Kohle vor Einblasen in den Feuerraum getrocknet. Mahl- und Trocknungsvorgang werden in der Mahltrocknung gekoppelt. Die entstehenden Brüden werden in den Feuerraum geleitet. Staubfeuerungen werden mit trockenem Ascheabzug (Trockenfeuerung, Dampferzeuger) oder flüssigem Ascheabzug (Schmelzkammerfeuerungen) betrieben. Verschärfte Umweltanforderungen haben die Entwicklung von Wirbelschichtfeuerungsanlagen (—• Wirbelschichtverfahren) gefördert. In diesen ist eine weitgehend emissionsarme Verfeuerung von festen Brennstoffen möglich. Von den verschiedenen Typen wird bisher nur die zirkulierende Wirbelschichtfeuerung im GroßfeuerungsanlagenBereich großtechnisch betrieben. Emissionsbegrenzende Anforderungen für Großfeuerungsanlagen sind in der Großfeuerungsanlagenverordnung (13. BImSchV) von 1983 festgelegt. Für Staub, Staubinhaltsstoffe, —• Schwefeldioxid, —> Stickstoffoxide, Kohlenmonoxid und gasförmige Chlor- bzw. Fluorverbindungen sind —• Grenzwerte, abhängig von Feuerungswärmeleistung und Anlagentyp, festgelegt. Für Stickstoffoxide enthält die Verordnung zunächst nur Höchstwerte, die sich an feuerungstechnischen Maßnahmen orientieren und zusätzlich eine Dynamisierungsklausel, die vorsieht, dass die Stickstoffoxid-Emissionen durch feuerungstechnische oder andere, dem —> Stand der

47 Technik entsprechende Maßnahmen weiter zu vermindern sind. In der EG-Richtlinie vom 24. November 1988 zur Begrenzung der Schadstoffemissionen von Großfeuerungsanlagen in die Luft (88/609/EWG) sind Emissionsbegrenzungen für Schwefeldioxid, Stickstoffoxide und Staub sowie Vorschriften zur Überwachung festgelegt. Die EG-Richtlinie bleibt hinsichtlich der Anforderungen und bei Altanlagen der Übergangsfristen deutlich hinter den Anforderungen der 13. BImSchV (-•BundesImmissionsschutzgesetz) zurück. DE

Grundgesamtheit (population) Das Interesse der Statistik richtet sich nie auf ein einzelnes, elementares Objekt (z.B. ein Papierblatt), sondern stets auf Mengen von Elementen, die als Grundgesamtheit bzw. statistische Gesamtheit oder statistische Masse bezeichnet werden (z.B. Papierproduktion einer Schicht oder eines Tambours). In einer Grundgesamtheit sollen sinnvollerweise nur solche Elemente zusammengefasst werden, die vom Untersuchungsziel her als gleichartig angesehen werden. Jede zu untersuchende Grundgesamtheit muss zeitlich, räumlich und sachlich eindeutig abgegrenzt sein. Beispiele für Grundgesamtheiten sind etwa „sämtliche Haushalte in Deutschland" oder „das Zeitungsdruckpapier auf Tambour X". Da bei der (off-line) Qualitätskontrolle keine Grundgesamtheit (z.B. ein vollständiger Tambour) geprüft werden kann, müssen stellvertretend für die Grundgesamtheit —> Stichproben (z.B. eine bahnbreite Papierprobe je Tambour) für derartige Laboruntersuchungen gezogen werden. Mithilfe der Statistik läßt sich von den ermittelten Ergebnissen einer Stichprobe auf die Eigenschaften der Grundgesamtheit schließen. Literatur: Sachs, L.: Angewandte Statistik. 7. Auflage, Berlin, Heidelberg, New York: Springer Verlag, 1992 PR

Grundgewebe (base fabric) Fast alle —• Filzbespannungen für Papiermaschinen, d.h. —• Nassfilze und —> Schonfilze, bestehen aus einem oder mehreren Grundgeweben, die mit synthetischen Fasern benadelt wurden. In allen Fällen ist das Grundgewebe dafür verantwortlich, dass sich die —* Filze in der Papiermaschine nicht übermäßig dehnen oder gar abreißen. Zusätzlich stellt das Grundgewebe bei Nassfilzen auch unter Pressenbelastung Speichervolumen bereit, in dem das ausgepresste Wasser durch den Filz abtransportiert werden kann. Als Material für Grundgewebe von Nassfilzen werden meist —> Monofilamente verwendet, da sich solche Gewebe weniger schnell verdichten als Gewebe aus Multifilamenten oder aus Fasergarnen. Monofildurchmesser von 0,2 mm sind am weitesten verbreitet. An der papierseitigen Oberfläche der Grundgewebe werden die Monofilamente für markierempfindliche Papiere (—• Filzmarkierung) einfach oder 2- oder 4-fach gezwirnt verwendet. Auf der Walzenseite werden auch dickere Monofile oder Zwirne mit mehr Einzelfilamenten gefunden. Für Papiere aus Altpapier werden auch Grundgewebe mit Monofilen von 0,4 oder 0,5 mm Durchmesser hergestellt, da sich die Zwischenräume nicht so leicht mit —• Feinstoff zusetzen. In Längsrichtung (meist Schussfäden) werden Monofilamente dieses Durchmessers insbesondere bei Nahtfilzen eingesetzt, bei denen aus den Grundgewebefäden im Nahtbereich Schlaufen gebildet werden, die dann mit einem Steckdraht verbunden werden. Durch Multifilgarne oder Fasergarne in der Unterlage von Grundgeweben für Pressfilze können die vibrationsdämpfende Wirkung und das Entwässerungsverhalten zu Anfang verbessert werden, jedoch neigen Filze mit solchen Grundgeweben zum schnelleren Verdichten. Die Herstellung der Gewebe aus den genannten Materialien erfolgt mit großen Projektilwebstühlen, bei denen die Kettfaden die Querrichtung und die Schussfäden die —> Längsrichtung des späteren Filzes darstellen. Das Gewebe liegt in 2 Lagen im Webstuhl. Da der Schussfaden abwechselnd

48 in die obere und untere Lage eingetragen wird, entsteht ein endloser Schlauch von der Länge des zu fertigenden Nadelfilzes (rundgewoben). Der Webstuhl muss also mindestens halb so breit sein, wie der Filz lang ist. Bei Filzen über 60 m Länge muss man, wie bei —> Abnahmefilzen beschrieben, vorgehen. Die Stelle, an der der Schussfaden seine Richtung umkehrt, ist oft nicht so gleichmäßig wie die Gewebefläche. Hier sind eine sorgfaltige Kontrolle und erforderlichenfalls eine Nacharbeit von Hand notwendig, damit der fertige Filz nicht zu Vibrationen in der —> Pressenpartie von Papiermaschinen führt. Die Zahl der Querfäden ist in der Regel geringer (ca. 3 bis 12 /cm) als in Längsrichtung (ca. 8 bis 17 /cm und Gewebelage). Bei den Gewebebindungen werden 4- oder 6-bindige Gewebe (d.h. das Gewebemuster wiederholt sich nach 4 oder 6 Kettfäden) bevorzugt, weil man hiermit Gewebestrukturen erzeugen kann, die eine geringe Markierneigung haben. In geringerem Ausmaß werden an Stelle der gewebten Grundgewebe auch Fadenscharen verwendet, die während der Fertigung miteinander verbunden sind, deren eigentlicher Zusammenhalt jedoch durch das Vernadeln mit dem Vlies bei der Herstellung des —> Nadelfilzes erreicht wird. Sehr vorteilhaft ist dieses Verfahren bei der Herstellung von —• Belts für —> Schuhpressen, die anderenfalls herkömmlich gewebte Grundgewebe als Verstärkung enthalten. AL

Grundierfolie (primer foil) Grundierfolien, manchmal auch als Grundierfilme bezeichnet, sind mit Aminoplastharzen (z.B. Melamin—• Formaldehyd-Harze, Harnstoff-Formaldehyd-Harze) imprägnierte Spezialpapiere zur Beschichtung von Holzwerkstoffplatten, die durch diese Beschichtung einen geeigneten Untergrund für die Behandlung mit Pigmentlacken erhalten. Beschichtete Holzwerkstoffplatten sind ein wichtiges Ausgangsmaterial für die Produktion von Möbeln, Wandverkleidungen und Fußböden. KB

Grundwasser (ground water) Als Grundwasser bezeichnet man durch Versickerung in den Boden gelangtes Wasser, das sich in Hohlräumen sammelt. Die Grundwasserströmung ist von der Schwerkraft und den durch die Bewegung selbst ausgelösten Reibungskräften bestimmt. Die Gewinnung des Wassers erfolgt durch geeignete Brunnentechnik. Grundwasser ist von großer Bedeutung für die Trinkwassergewinnung (—> Trinkwasser) und für die industrielle Wassernutzung. Auch die Papierindustrie nutzt Grundwasser als —> Brauchwasser. Die Grundwasserentnahme unterliegt der behördlichen Genehmigung. In verschiedenen Gebieten ist die Grundwasserbilanz aufgrund der Trinkwasserversorgung von Ballungszentren (z.B. Rhein-MainGebiet) negativ, d.h. die Grundwasserneubildung aus den Niederschlägen kann mit der Grundwasserentnahme nicht mehr Schritt halten. Zur Verbesserung der Grundwasserbilanz sind Einsparmaßnahmen oder alternative Möglichkeiten zur Trinkwasser- und Brauchwassergewinnung anzustreben. DE

Grüne Tonne (green bin) Der Begriff Grüne Tonne ist nicht genormt oder geschützt, allerdings ist die grüne Farbe der Tonne aus Kunststoff (Volumen: meist 120 1) eindeutig zugeordnet. Historisch gesehen wurde mit der Grünen Tonne das Behältnis bezeichnet, in dem Wertstoffe erfasst wurden. Dies war anfangs insbesondere —> Altpapier. Heute wird für die Altpapiererfassung in privaten Haushalten häufig auch die sog. Blaue Papiertonne eingesetzt, während in Grünen Tonnen auch Biomüll getrennt oder verschiedene Wertstoffe (z.B. Papier, Metall, Kunststoff und Textil) gemeinsam gesammelt werden. Es ist daher stets erforderlich zu definieren, welche Wertstoffe mit einer Grünen Tonne erfasst werden sollen. PU

49 und gewichtsabhängigen Gewichtsentgelt und Grüner Punkt (green dot) andererseits einem Stückentgelt zusammen. Das Stückentgelt resultiert aus der Fläche Der Grüne Punkt stellt ein eingetragenes Wabzw. dem Volumen einer Verpackungseinrenzeichen des Dualen Systems Deutschland (DSD) (—• Duales System) dar. Es handelt heit und bewegt sich zwischen 0,10 und sich dabei um ein Finanzierungskennzeichen 1,20 DM/Stück, unabhängig vom Verpafür —> Verkaufsverpackungen (z.B. Joghurt- ckungsmaterial. Das Gewichtsentgelt für: becher, Weißblech, Kunststoff, Zigarettenschachteln, Milchverpackungen). Hersteller Glas: 0,15 DM/kg oder Vertreiber müssen für die von ihnen in Naturmaterialien: 0,20 DM/kg Deutschland auf den Markt gebrachten VerPapier, Pappe, Karton: 0,40 DM/kg kaufsverpackungen ein Lizenzentgelt (GeWeißblech: 0,56 DM/kg bühr) entrichten, damit die Verpackungen das 1,50 DM/kg Aluminium: Zeichen des Grünen Punktes tragen dürfen. 1,69 DM/kg Flüssigkeitskarton: Dabei stellt der Grüne Punkt kein Zeichen für Sonstige Verbünde: 2,10 DM/kg die Umweltverträglichkeit einer Verpackung 2,95 DM/kg. Kunststoff: dar, sondern signalisiert dem Verbraucher, dass die Verpackung nicht mehr in den Die Lizenznehmer wälzen die Kosten für den Hausmüll gehört, sondern über die speGrünen Punkt i.d.R. ihrerseits über den Verziell installierten Wertstofferfassungssysteme kaufspreis auf den Endverbraucher ab. PU (Gelber Sack oder Gelbe Tonne (Duales System) für die sog. Leichtfraktion, bestehend aus Kunststoff, Verbunden, Aluminium und Grünlauge Weißblech) bzw. über konventionelle —> Bring- oder —• Holsysteme als Glas sowie (green liquor) Als Grünlauge wird ein im Bereich der Papier, Pappe und Karton entsorgt werden —• Chemikalienrückgewinnung der Sulfatsoll. zellstofferzeugung anfallendes ZwischenproFür die Vergabe des Grünen Punkts gibt es dukt bezeichnet. Zur Wiedergewinnung der keine Einschränkungen, da das Lizenzzeichen Aufschlusschemikalien der —• Sulfatkochung auch für überflüssige, nicht verwertbare oder werden die —> Ablauge (—• Schwarzlauge) im umweltbelastende (z.B. PVC) Verpackungen —• Rückgewinnungskessel verbrannt und die und sogar Verpackungen, die in der gewonnene Schmelze in Wasser gelöst. Die —• Verpackungsverordnung gar nicht genannt dabei entstehende Lauge ist durch kolloidale sind (Naturmaterialien), vergeben wird. Für Verunreinigungen grün gefärbt und wird desden Grünen Punkt gelten folgende Grundsäthalb als Grünlauge bezeichnet. Grünlauge ze: enthält hauptsächlich Natriumcarbonat (Na 2 C0 3 ). Eine typische Grünlauge setzt sich • Vergabe ausschließlich durch die DSD aus folgenden Natriumverbindungen zusam• Vergabe für alle Verkaufsverpackungen men (Angabe als g/1 NaOH) • Aufdruck in jeder Farbe möglich • Erwerb der Lizenz für in- und ausländi• —> Natriumcarbonat: l l O b i s 120 g/1 sche Unternehmen möglich • —• Natriumsulfid: 35 bis 42 g/1 • Lizenzvergabe gegen Gebühr. —• Natriumsulfat: • 2 bis 5 g/1. Über das Lizenzentgelt werden die Sammlung und Sortierung der Verpackungen in Deutschland finanziert. Es soll die tatsächlichen Entsorgungskosten einer Verpackung widerspiegeln. Das Lizenzentgelt setzt sich grundsätzlich einerseits aus einem material-

Die Grünlauge wird beim —» Kaustifizieren in —> Weißlauge umgewandelt. FI

50 Gummi arabicum (gum arabic) Gummi arabicum ist die älteste bekannte Gummiart und besteht aus dem getrockneten Exsudat (Absonderung) verschiedener Akazienarten (—> Akazie) der tropischen und subtropischen Regionen Afrikas, Indiens, Zentral- und Nordamerikas. Die wichtigste Quelle ist die in den südlichen Nilregionen vorkommende Art Acacia senegalensis. Das nach Anritzen der Baumrinde ausgetretene, getrocknete Exsudat wird mehrere Wochen an der Luft gebleicht (Ausbeute: 0,9 bis 2 kg Gummi pro Baum und Ernte). Gummi arabicum ist ein schwach saures Produkt, das in natürlicher Form als neutrales oder schwach saures Kalium-, Calcium- oder Magnesium-Salz vorkommt. Die Hauptbestandteile sind —• Hexosen, —• Pentosen und deren Säurederivate. Die molaren Verhältnisse sind stark abhängig von der Akazienart. Es handelt sich um ein verzweigtes —• Polysaccharid, dessen Hauptteile aus ß-(l,3)-verzweigten D-Galactopyranose-Einheiten bestehen (Molmasse: 300 000 bis 1 200 000). Gummi arabicum ist sehr gut wasserlöslich. 1 bis 15 %ige Lösungen besitzen nur eine geringe —> Viskosität; bei hohen Konzentrationen entsteht eine zähe, gelartige Masse. Hauptsächlich wird Gummi arabicum in der Süßwaren-, Lebensmittel-, Arzneimittel-, Kosmetik- und Textilindustrie eingesetzt. In der Papierindustrie findet Gummi arabicum in Form von —> Klebstoffen für Papierwaren und als Stabilisator für Farbpigmente (Wasserfarben, —•Tinten) Verwendung. Im Gegensatz zu manchen synthetischen Klebstoffen ist Gummi arabicum biologisch gut abbaubar (—• biologischer Abbau) und hat ein sehr geringes Störstoffpotential (—• Störstoffe) beim —> Recycling. Der jährliche Weltbedarf von etwa 60 0001 wird zu 75 % aus dem Sudan gedeckt. Literatur: Römpp Lexikon Chemie. Stuttgart, New York: Georg Thieme Verlag, 1996 GU

Gummidrucktuch ( blanket , rubber blanket) —• Gummituch

Gummieren (gumming) Unter Gummieren versteht man die Applikation von Klebstoffen, die nach dem Trocknen ihre Klebeeigenschaften durch Anfeuchten oder Zufuhr von Wärme wiedererhalten. Die Bezeichnung Gummieren entstand aus dem ursprünglich als —• Klebstoff verwendeten —> Gummi arabicum. Heute werden für Gummierungen vor allem Klebstoffe auf Basis von —• Dextrinen und —> Glutinen (wasseraktivierbar) sowie Schmelzklebstoffe (wärmeaktivierbar) eingesetzt. Gummierungen werden zunehmend verdrängt durch Haftklebstoffe, finden aber noch Verwendung vor allem in —• Briefumschlägen, Briefmarken und —• Klebestreifen. AN

Gummiertes Papier (gummedpaper , adhesive paper) Unter gummiertem Papier ist ein Papier zu verstehen, das mit einer Klebstoffschicht versehen ist, die durch Anfeuchten wieder klebrig wird. Als —• Klebstoffe werden wässrige Lösungen von —• Dextrin und/oder —> Polyvinylalkohol, früher auch —» Gummi arabicum, eingesetzt. Wesentliche Anwendungen sind —• Klebestreifen, Banderolen und —• Briefmarkenpapier. Neben einer ausreichenden Klebkraft muss Vorsorge getroffen werden, dass die Papiere nicht schon unter ungünstigen Klimabedingungen (vor allem bei zu hoher —> relativer Luftfeuchtigkeit) zusammenkleben („Tropenfestigkeit"). PA Gummituch (offset blanket) Als Gummituch (Gummidrucktuch, Drucktuch) bezeichnet man ein spezielles, mit Gummi beschichtetes Gewebe, das zum Bespannen des Gummidrucktuchzylinders in einer —• Offsetdruckmaschine eingesetzt wird. Das Gummituch ist ein wichtiges Bindeglied im —> Offsetdruck, durch das von der

51 —> Druckplatte die Bild- und Textinformationen auf den —> Bedruckstoff (Papier oder Folien) übertragen wird. Die Qualität eines —> Druckbilds wird entscheidend durch den Aufbau, die eingesetzten Materialien (Gewebe und Gummiart) und als wichtigste Eigenschaft durch die Beschaffenheit der Oberflächen des Gummituchs beeinflusst. Vom Gummituch hängen in einem ganz besonderen Maße die Größe und Struktur und somit die Form eines jeden einzelnen —• Rasterpunkts ab. Das Ausdrucken von —• Volltonflächen bei unterschiedlich glatten Bedruckstoffen und nicht zuletzt die Passgenauigkeit (—»Passer) der Druckbilder bei mehrfarbigen Abbildungen (—> Mehrfarbendruck) steht in unmittelbarem Zusammenhang mit der Oberfläche und der Kompressibilität eines Gummituchs. Durch das Gummituch wird nicht zuletzt auch die Haltbarkeit der Druckplatten im —• Fortdruck beeinflusst. Obgleich bei den Gummitüchern eine hohe Sortenvielfalt vorherrscht, so lässt sich doch prinzipiell zwischen inkompressiblen Gummitüchern und kompressiblen Luftpolstertüchern eine grobe Unterscheidung vornehmen. Konventionelle Gummidrucktücher bestehen aus einer Gewebegrundschicht und einer oder mehreren Lagen von Geweben und Zwischenlagen (Karkassen) sowie der eigentlichen Gummischicht in einer Dicke von 0,4 bis 0,6 mm. Sie sind inkompressibel und verformbar und bewirken, dass radiale Beanspruchungen nicht aufgenommen und nur durch tangentiales Verdrängen des Gummis (Wulst) ausgeglichen werden können. Dadurch besteht die Gefahr des —• Schiebens und —• Dublierens. Kompressible Gummidrucktücher, auch Luftpolstertücher genannt, bestehen aus einer Gewebegrundschicht, einer Gewebezwischenschicht mit Lufteinschlüssen und einer Gummideckschicht. Die Lufteinschlüsse sind entweder als feinste Luftbläschen oder als Luftkanäle im Gummi eingebettet, wodurch eine Verformbarkeit des Gummidrucktuchs erzielt wird. Das Auswalzen der Gummideckschicht kann durch Kompression der Gewebezwischenschicht vermieden werden (geringere Neigung zum Dublieren und zur

Punktvergrößerung). Gleichzeitig wird die —• Abnutzung der Druckform verringert. SD

Gummiwalzen (rubber covered rolls) Gummiwalzen sind mit Gummi beschichtete Walzen. Sie werden in der —> Sieb-, —» Pressen- und —• Trockenpartie sowie bei —> Sofitkalandern von Papier- oder Kartonmaschinen eingesetzt. Der Gummibezug ist auf einem Rohr (Walzenmantel) aufgebracht. Zur besseren Haftung ist der metallische Grundkörper mit Rillen versehen. Darauf befindet sich eine Schicht hoher Härte mit 0 P&J. Wird ein weicher Bezug verlangt, so wird eine entsprechend weiche Oberschicht auf die Grundschicht aufgebracht (gesamte Bezugsdicke: 10 bis 20 mm). Durch die harte Grundschicht wird die Walkarbeit im Inneren des Mantels reduziert. Temperaturen von über 80° C an der Grenzschicht Gummi-Metall können zur Ablösung des Gummimantels von der Walze führen. Alterungserscheinungen zeigen sich z.B. durch kleine Risse an der Oberfläche. Presswalzen werden daher auch von innen mit Kühlwasser gekühlt. Die Hersteller von Gummiwalzen liefern maßgeschneiderte Lösungen für die verschiedenen Einsatzfälle, z.B. durch entsprechende Wahl des synthetischen Kautschuks, von Füll- und Zusatzstoffen. Folgende Bereiche der Gummihärte an der Walzenoberfläche sind üblich: • • • •

Abgautschwalze: 180-200 P&J Sieb-, Filzleitwalze: 0 - 5 P&J Saugpresswalzen, Anpresswalzen: 10-20 P&J Gegenwalzen von Schuhpressen (glatt, gerillt, blind gebohrt): 0 P&J B U

Gussgestrichenes Papier (cast coated paper) Das Prinzip des —• Gussstreichens besteht darin, dass die Oberfläche eines gestrichenen Papiers unter Einwirkung von Feuchtigkeit, Druck und Temperatur an der Oberfläche eines hochglänzend polierten Chromzylinders

52 so verformt wird, dass sie die extrem hohe Glätte der Zylinderoberfläche annimmt. Die Entfernung des Wassers am heißen Chromzylinder erfolgt von der Strichoberfläche durch das —> Rohpapier hindurch, so dass es eine relativ hohe —• Luftdurchlässigkeit besitzen und frei von Verunreinigungen sein muss. Beidseitig gussgestrichene Produkte sind wegen der geringen Luftdurchlässigkeit des jeweils ersten —• Strichs schwierig herzustellen und besitzen nur einen geringen Marktanteil. Um eine gute Ausformung der Oberfläche zu erreichen, muss ein inniger Kontakt zwischen Chromzylinder und Strichoberfläche erreicht werden, andererseits muss sich der Strich rückstandsfrei von der Zylinderoberfläche lösen. Entsprechend liegen die Produktionsgeschwindigkeiten in der Regel deutlich unter 200 m/min, bei einigen Verfahren unter 50 m/min. Der Strichauftrag beträgt 15 bis 30 g/m 2 . Die —> Streichfarben enthalten thermoplastische —• Bindemittel (—> Latex) in höherer Menge als in konventionellen Streichfarben und häufig —> Kasein und/oder Sojaprotein. Die flächenbezogenen Massen der gussgestrichenen Papiere und Kartons liegen vor allem im Bereich von 70 bis 90 g/m 2 für —• Etikettenpapiere bzw. 200 bis 350 g/m 2 für graphische Anwendungen (z.B. Umschläge von Geschäftsberichten) und Verpackungskarton, für kosmetische Produkte sowie Sekt- und Spirituosenflaschen. Gussgestrichene Papiere und gussgestrichener Karton zeichnen sich durch eine besondere Kombination von Eigenschaften aus: —• Glanz und —> Glätte sind deutlich höher als bei konventionell gestrichenen Papieren bei ausreichender Porosität des Strichs für eine gute —» Bedruckbarkeit. Sie besitzen ein hohes —• spez. Volumen (Dichte unter l,0g/cm 3 ) und eine gute —• Biegesteifigkeit trotz des hohen Glanzes. Die raue, unsatinierte Rückseite verbessert das Laufverhalten auf Etikettiermaschinen. PA

Gussstreichen (cast coating) Unter Gussstreichen versteht man das Trocknen und gleichzeitige Einebnen und Glätten eines —• Strichs in Kontakt mit einer beheizten, glatten Oberfläche. Varianten, wie Trocknung des Strichs, seine Wiederbefeuchtung und anschließende Kontakttrocknung, sind in diese Definition eingeschlossen. Es handelt sich um ein einseitiges —> Streichverfahren. Bei dem Direktverfahren wird die wässrige —> Streichfarbe mithilfe eines Streichfarbenauftragswerks auf die Papier- oder Kartonbahn aufgetragen. Anschließend wird die Bahn über Leitwalzen geführt und mithilfe einer Gummiwalze mit der Strichseite gegen die Oberfläche eines beheizten, rotierenden Zylinders gepresst und nach dem Trocknen vom Zylinder abgeführt (—• Champion-Verfahren). Der Zylinder besitzt im Regelfall eine hartverchromte, hochglanzpolierte Oberfläche. Der dadurch erhaltene hochglänzende Strich ist ein Abbild dieser Zylinderoberfläche. Beim Gussstrich wird der auf das Papier aufgetragene Strich im direkten Kontakt mit dem Zylinder getrocknet. Der Strich wird hierbei im noch nassen Zustand egalisiert und bei gleichzeitig einsetzender —> Kontakttrocknung geglättet. Hoher —• Glanz und hohe —> Glätte der Strichoberfläche werden ohne Verdichtung der Strichs erhalten, im Gegensatz zur —> Satinage, bei der unerwünschterweise die Dicke der Materialbahn verringert wird. Beim Gussstrich muss das gesamte Wasser, das sich in der Streichfarbe befindet, bei der Trocknung durch Strich und Substrat (Papier oder Karton) dringen, um auf der Rückseite zu entweichen. Dieser Vorgang erfolgt relativ langsam und ist der Faktor, der die Produktionsgeschwindigkeit der Streichmaschine begrenzt. In der folgenden Abbildung ist eine Variante des Gussstreichens, das Reaktivierverfahren nach SD-Warren, dargestellt. Hier wird der Strich nach dem Auftrag getrocknet oder vorgetrocknet und vor dem Einlauf in den Pressspalt von Gummiwalze und Zylin-

53 der erneut angefeuchtet und damit wieder für die anschließende —• Kontakttrocknung verformbar gemacht. Die Wiederbefeuchtung kann durch den Auftrag oder das Aufsprühen von Wasser geschehen. Die Streichfarben unterscheiden sich nicht wesentlich von konventionellen Streichfarben. Spezifisch ist die Auswahl der —• Bindemittel und vor allem der Hilfsstoffe. Hilfsstoffe sind notwendig, um eine gute Ablösung des getrockneten Strichs vom Zylinder über möglichst lange Laufzeiten zu gewährleisten. HochglanzTrockenzylinder

Oberseite) bzw. —» Schönseite des Bedruckstoffs Papier. Man versteht darunter die dem —• Sieb einer —• Langsiebpapiermaschine abgewandte Seite. Die Bezeichnungen Gutseite und Schönseite wurden früher für die Filzseite, in der Regel die glattere Seite des Papiers ohne —• Siebmarkierung, angewandt. Mit dem zunehmenden Einsatz von —» Doppelsiebformern wird eine —> Zweiseitigkeit des Papiers heute deutlich vermindert bzw. vermieden, so dass beide Seiten eines so hergestellten Papiers höhere Bedruckbarkeitsanforderungen erfüllen können (—• Bedruckbarkeit). FA

Gutstoff (accept) —> Akzept

Schema des SD-Warren-Gussstreichverfahrens

WG Gutbogen (good sheet) Der Begriff Gutbogen ist ein veralteter Ausdruck für Druckbogen ohne drucktechnische Mängel, die der Weiterverarbeitung zur Herstellung von Druckerzeugnissen zugeführt werden können. FA

Gütenorm (quality Standard) Als Gütenorm wird eine Norm mit zahlenmäßigen Festlegungen bestimmter Materialeigenschaften bezeichnet. Standardisierte Normenarten unter dem Begriff Gütenorm sind die —• Produktnorm oder die —> Qualitätsnorm. BR Gutseite (top side) Der Begriff Gutseite ist ein veralteter Ausdruck für —> Filzseite, —• Oberseite (Sieb-

54 Hacken (chipping) Unter Hacken versteht man einen mechanischen Zerkleinerungsprozess, bei dem aus entrindetem Rundholz (—• Industrieholz) —• Hackschnitzel gewonnen werden. Die Notwendigkeit des Hackens ergibt sich aus dem Umstand, dass fur die Zellstoffherstellung und die Erzeugung von —> Holzstoffen nach dem —> Refiner-HolzstoffVerfahren kleine Holzstücke einheitlicher Größe benötigt werden, die sich gut imprägnieren (bei der —• Sulfit- oder —• Sulfatkochung) und zerfasern lassen (beim —• mechanischen Aufschlussverfahren). Das Hacken erfolgt in —> Hackmaschinen. BL/BÄ

prügeln erfolgt gewöhnlich unter einem Winkel von ca. 45° von der Oberseite der Hackmaschine. Rundholz von 3 m Länge und mehr wird dagegen in der Regel horizontal zugeführt. An der Stirnseite der Hackscheibe wird das Holz erst in Scheiben geschnitten und anschließend zwischen der Hackscheibe und dem Gehäuse in kleine Stücke zerbrochen. Die Größe der dabei erzeugten Hackschnitzel hängt u.a. von der Drehzahl der Hackscheibe, der Messergeometrie sowie der Feuchtigkeit des Holzes ab. Als ideal werden Abmessungen von 25 bis 35 mm Länge und Breite sowie 3 bis 8 mm Dicke angesehen (Abb. 2). Mithilfe von Flügeln, die am äußeren Rand der Hackscheibe angeordnet sind, werden die Hackschnitzel aus der Hackmaschine ausgetragen und zum —> Hackschnitzelsortierer Hackmaschine geblasen. Große Scheibenhackmaschinen (chipper) Zur Erzeugung von —> Zellstoff oder können bei einer Leistungsaufnahme von 3 —> Refiner-Holzstoff kann das —• Holz nicht 3 000 bis 3 500 kW bis zu 600 m Hackschnitzel pro Stunde erzeugen, was einem in Form von Stämmen bzw. Prügeln eingeHolzverbrauch von etwa 400 fm (Festmeter) setzt, sondern muss vorher noch in kleinere entspricht. Die Messer unterliegen einem Stücke zerlegt werden. Diese Zerkleinerung hohen Verschleiß und müssen meist bereits der Prügel zu —• Hackschnitzeln erfolgt in nach einigen Stunden durch neu geschliffene Hackmaschinen. Abb. 1 zeigt eine ScheibenGarnituren ersetzt werden. hackmaschine, den dominierenden Maschinentyp zur Hackschnitzelerzeugung. Ein anderer Hackmaschinentyp ist die Trommelhackmaschine. Die Schneideinrichtungen werden durch am Umfang der TromHackscheibe Holzzuführung mel angeordnete Aussparungen gebildet, mit Messern deren scharf geschliffene Kanten das Holz Gehäuse zerkleinern. Im Gegensatz zu den Scheibenhackmaschinen werden die Holzprügel bei den Trommelhackmaschinen parallel zur Trommelachse zugeführt. Die Größe der Aussparungen auf der Trommeloberfläche geben dabei die Dimensionen der Hackschnitzel vor, da die Breite und die Tiefe dieser Aussparungen der Länge sowie der Dicke der erzeugten Hackschnitzel entspreAbb. 1 : Prinzip einer Scheibenhackmaschine chen. So lässt sich auch die Hackschnitzeldicke - ein für die Zellstofferzeugung wichtiger Parameter, der bei Scheibenhackmaschinen kaum beeinflusst werden kann und stark Kernstück dieses Hackmaschinentyps ist eine von der Holzbeschaffenheit abhängt - gezielt rotierende Scheibe von ca. 2 bis 4 m Durchmesser, die mit 10 bis 15 annähernd radial steuern. Da jedoch die Kapazität von Tromangeordneten Messern bestückt ist. Die Bemelhackmaschinen deutlich niedriger ist als schickung mit den zu zerkleinernden Holzdie der Scheibenhackmaschinen und das

55 Schärfen der Schneiden erheblich länger dauert, werden Trommelhackmaschinen kaum eingesetzt.

Abb. 2: Prinzip der Hackschnitzelherstellung in einer Scheibenhackmaschine HC

Hackschnitzel (chip, wood chip) Hackschnitzel sind durch —• Hacken von —• Holz (z.B. —• Faserholz oder —• Sägenebenprodukte) auf einer —» Hackmaschine entstandene rechteckige und scheibenförmige Holzschnitzel, die aufgrund ihrer Größe und Form für —> Aufschlussverfahren zur Herstellung von —•Zellstoff oder —>RefinerHolzstoff besonders geeignet sind. Das Holz kann entrindet oder unentrindet gehackt werden, vorwiegend (beim Sulfitverfahren sogar ausschließlich) jedoch entrindet, um die Zellstoffqualität zu verbessern. Dabei wird das Holz je nach Zustand (z.B. —• Rundholz oder Sägewerksbeschnitt als Spreißel) über eine entsprechend angepasste Führung im jeweils optimalen Winkel der Hackmaschine zugeführt, die in der Regel mit schnell rotierenden Hackmessern Scheiben vom Holz abtrennt, die noch im Inneren der Hackmaschine weiter zerkleinert werden. Die geometrische Form der Hackschnitzel, die durch entsprechende Einstellungen an der Hackmaschine optimiert werden kann, ist von großer

Bedeutung für die Qualität der zu erzeugenden Zellstoffe oder Holzstoffe. An den Hackprozess schließt sich eine Sortierung an (—> Hackschnitzelsortieren), um unerwünschte Fraktionen (zu große oder zu kleine Hackschnitzel bzw. Feinstoff) auszusondern. Das Grobgut kann nachzerkleinert und dem Sortierkreislauf wieder zugeführt werden. Die optimale Einstellung der Hackparameter ist wichtig, um Faserschädigungen auszuschließen, den Akzeptanteil hoch zu halten und den Verschleiß der Hackwerkzeuge (Messer) zu minimieren. AR

Hackschnitzellagerung (chip pile storage , chip outdoor storage) Für die Logistik ist es sinnvoll, eine größere Menge —> Hackschnitzel im Betrieb zu bevorraten, um den Produktionsablauf einer Zellstoff- oder Holzstofffabrik bei leichter Handhabung und guter Raumausnutzung der Lagerfläche sicherzustellen. Aus technologischen Gründen ist eine kontrollierte Hackschnitzellagerung von Vorteil, um das —> Holz auf das —• Aufschlussverfahren vorzubereiten (Vergleichmäßigung, insbesondere des —• Trockengehalts, Harzabbau). Die Hackschnitzellagerung im Freien (OCS = outside chip storage) ist daher weit verbreitet. Zu lange Lagerung - im gemäßigten Klima über 3 Monate, im kalten Klima über 6 Monate - ist nachteilig wegen der Holzverluste durch biologischen Abbau von Holzkomponenten (—> Cellulose, —• Hemicellulosen). Auch ist die Verschmutzungsgefahr durch Staub und Laub bei Freilagerung größer. Die Lagerung in Silos (—• Siloanlage) ist wegen der hohen Investitionskosten nur für relativ kurze Versorgungszeiträume, höchstens einige Tage, üblich und wird deshalb vor allem auf dem Weg direkt zur Verarbeitung (—> Kocher, —> Refiner), ggf. nach Reinigung (—> Hackschnitzelwaschen), benutzt. Vor dem Kocher dient das Silo vor allem dazu, dass schnell und ohne Verzögerungen beschickt werden kann. Die Silobeschickung erfolgt von oben durch Abwerfen des Hackgutes vom Förderer, der Austrag erfolgt unten mit verfahrbaren Austragsschnecken.

56 Die Lagerung im Freien auf Haufen (engl: pile), die je nach Aufbau und Abtrag bestimmte geometrische Formen aufweisen (Rundpile, Ovalpile, Rechteckpile; im Allgemeinen stumpfer Kegel), nennt man Hackschnitzelpile. Nachdem man zu der Erkenntnis gekommen ist, dass die bequeme Hackschnitzelforderung mittels pneumatischer Anlagen (Blasen in Rohrleitungen) zu energieaufwendig und verschleißträchtig ist und außerdem erhöhte Staubemissionen (Holzmehl) verursacht, wird der Pile heute eher durch schwenk- und/oder verfahrbare Bandforderanlagen aufgebaut. Der Abbau geschieht mit verfahrbaren Scrappern, Kratzern, Schnecken oder mobilen Schwenkladern, die Weiterforderung dann auch meist wieder mit Bandförderanlagen. Ein kontinuierlicher Betrieb eines Hackschnitzelpiles setzt voraus, dass das am längsten gelagerte Gut zuerst entnommen wird. Somit „fehlt" in einem Pile ein Segment, und der Aufbau wie auch der Abbau wandern rund oder längs des Piles. Die Temperatur in einem Pile erhöht sich durch biologische Vorgänge, so dass Hackschnitzelpiles auch bei starkem Frost im Inneren immer noch Plusgrade (Celsius) aufweisen. Im warmen Klima steigt entsprechend die Brandgefahr, wobei ein entstandener Schwelbrand nur schwer zu löschen ist (meist Abbau des betroffenen Teils des Piles notwendig). Die biologischen Vorgänge bewirken neben der Vergleichmäßigung des Feuchtigkeitsgehalts durch die Wärmeentwicklung mit dem Abbau bzw. der Umwandlung des schädlichen —> Harzes eine Verminderung des Harzproblems, vor allem beim Sulfitzellstoffprozess (—> Sulfitkochung). Beim Sulfatzellstoffprozess (—• Sulfatkochung) ist die verringerte Tallölausbeute (—>Tallöl) eher ein Nachteil, von Vorteil ist die geringere Schaumneigung der —> Schwarzlauge. Zur Vermeidung der Nachteile der langen „natürlichen" Lagernotwendigkeit zum Harzabbau kann der Hackschnitzelpile durch Einblasen von Dampf schnell gestartet und durch Belüften von unten kontrolliert betrieben werden. Ein guter Harzabbau wird dann schon nach 4 bis 6 Wochen erreicht. Bei zusätzli-

cher Anwendung biologischer „Starter" (biologische Kulturen oder —> Enzyme) kann die Zeit weiter verkürzt werden, ggf. bis auf ca. 1 Woche, so dass der Abbau dann auch in einem Silo ermöglicht wird. DA

Hackschnitzelsieb (chip screen , chip sifter) —» Hackschnitzelsortierer

Hackschnitzelsortieren (chip screening) Die für die Holzstoff- oder Zellstoffherstellung werksintern erzeugten oder aus Sägewerken bezogenen —• Hackschnitzel müssen vor ihrer Verarbeitung zu —> Holzstoff (z.B. —> TMP) oder —• Zellstoff sortiert werden, da die Größe der Hackschnitzel bezüglich Dicke und Breite differiert. Das Sortieren oder Sichten der Hackschnitzel erfolgt mit —> Hackschnitzelsortierern, in denen mehrere Siebe mit unterschiedlich großer Lochung übereinander angeordnet sind. Das Hackschnitzelsortieren wird in mindestens 3 Klassen durchgeführt: Akzept (Schnitzelgröße akzeptabel), Feinstoff und übergroße Hackschnitzel. Die bisher übliche Sortierung der Hackschnitzel erfolgte mit Siebgeweben unterschiedlicher quadratischer Maschenweiten (z.B. 30, 20, 10 und 4 mm Kantenlänge). Heute bedient man sich meist einer kombinierten Sortierung mit Loch- und Schlitzsieben. Das Hackschnitzelsortieren kann aber auch nur nach der Dicke geschehen. Qualitativ gute Hackschnitzel sollten einen Akzeptanteil (15 bis 45 mm Länge, 3 bis 8 mm Dicke) von 85 bis 90 % aufweisen. BL/BY

Hackschnitzelsortierer (chip screen) Mithilfe von Hackschnitzelsortierern, die aus etwa 4 Sieben mit unterschiedlich großen Perforationen (Löchern und/oder Schlitzen) bestehen, werden die —> Hackschnitzel sortiert. Die mit der —» Hackmaschine aus entrindeten Holzprügeln erzeugten Hack-

57 schnitzel gelangen über einen Zyklon zum Hackschnitzelsortierer. Die Größenverteilung der Hackschnitzel ist vom Hackmaschinentyp abhängig. Von den Hackschnitzselsieben sind mehrere übereinander in einem Plan- oder Schwingsortierer angeordnet. Sie besitzen unterschiedlich große quadratische Maschen mit in der Regel 30, 20, 10 und 4 mm Kantenlänge. Heute bedient man sich oft auch einer kombinierten Sortierung mit Loch- und Schlitzsieben in einem Sortieraggregat mit folgender Hackschnitzelsieb-Anordnung: Hackschnitzelmaß Lochsieb, rund 45 mm länger 45 mm Schlitzsieb, 8 mm dicker 8 mm Lochsieb, rund 7 mm länger 7 mm Lochsieb, rund 3 mm dicker 3 mm Sieb-Typ

Die Hackschnitzselsiebe vibrieren mit einer Frequenz von 200 min"1 und einer Amplitude von 50 mm. Die zu großen Hackschnitzel (länger als 45 mm bzw. dicker als 8 mm) werden aussortiert und einer Nachhacke oder Spaltmaschine zugeführt und weiter zerkleinert. Der Feinstoff (unter 3 mm) wird in der Regel zusammen mit den Entrindungsabfällen (—• Rinde) zur Energiegewinnung verbrannt oder kompostiert. Das Akzept (7 bis 45 mm Länge, 3 bis 8 mm Dicke) wird mittels Muldengurtförderer, seltener noch pneumatisch in Druckluftleitungen, zur Verarbeitung in eine RefinerHolzstoffanlage oder eine Zellstofffabrik transportiert. Es sollte bei einer qualitativ guten Hackmaschine zwischen 85 und 90 % liegen. Die Übergrößen sollten 10 % und der Feinstoff 1 % nicht überschreiten. Die Fläche eines Hackschnitzelsiebes liegt zwischen 10 und 30 m 2 je nach erforderlicher Kapazität. Das entspricht einer Sortierleistung des Gesamtaggregats von 500 bis 1 000 m 3 /h, gemessen als Schüttgut. Der Hackschnitzelsortierer kommt auch für (Fremd)-Hackschnitzel zum Einsatz, die aus Sägewerken angeliefert werden. BL/BY

Hackschnitzelwaschen (chip washing) Die Wäsche von —> Hackschnitzeln für das —> mechanische Aufschlussverfahren (—> Holzschliff, —> Holzstoff) dient der Entfernung von Verunreinigungen (Steine, Glas, Sand), mit denen das Hackgut behaftet sein kann. Sie spielt eine besondere Rolle, wenn die Hackschnitzel aus Sägewerken oder der Forstwirtschaft bezogen und nicht in der Holzstoffanlage einer Papierfabrik selbst erzeugt werden. Um nachfolgende Maschinen (z.B. —> Refiner) vor zu starkem Verschleiß (z.B. durch Sand) zu bewahren und die Faserstoffqualität zu gewährleisten, müssen diese Verunreinigungen möglichst frühzeitig und möglichst vollständig entfernt werden. Bei der Hackschnitzelwäsche wird die Differenz in der Dichte zwischen —• Holz und den Verunreinigungen als Trennkriterium ausgenutzt, wobei die schwereren Partikel sedimentieren. In Hackschnitzelwaschanlagen werden die Hackschnitzel mit Wasser vermischt und haben dabei Gelegenheit zu quellen. Während grobe Verunreinigungen sofort zu Boden sinken, erfolgt die Abtrennung kleiner Steinchen und an der rauhen Hackschnitzeloberfläche anhaftenden Sands um so besser, je länger die Hackschnitzel quellen können. Bei der Hackschnitzelwäsche werden auch feine Holzpartikel und Rindenteile entfernt, die aus dem Waschwasser herausgefiltert werden müssen. Deshalb und um Feinstoffverluste so gering wie möglich zu halten, sollte eine Reinigung innerhalb des Waschwasserkreislaufs erfolgen. Durch die Wäsche wird auch der Feuchtegehalt der Hackschnitzel erhöht. Die Erhöhung kann bis zu 8 % (bezogen auf —• otro Holzmasse) betragen und ist abhängig von der Holzart, dem Feuchtegehalt vor der Wäsche, der Quelldauer und der Hackschnitzelgröße. BL/BÄ

Hadern (rags) Hadern, auch Lumpen genannt, haben als vorverarbeitete pflanzliche oder tierische

58 Fasern, also als Textilien schon einmal einen bestimmten Verwendungszweck erfüllt. Bis Mitte des 19. Jh. waren diese pflanzlichen und tierischen Fasern die einzige Rohstoffquelle für die Papiermacherei, um dann den aus —• Nadel- und —• Laubhölzern gewonnenen, nach chemischen oder mechanischen oder chemisch-mechanischen Aufschlussverfahren hergestellten —» Halbzellstoffen, —• Zellstoffen und —> Holzschliffen zu weichen. Die textilen Abfallstoffe wurden als Hadern aus Haushalt und Wirtschaft sortiert, vor allem nach den Gesichtspunkten der Qualität, Sorte und Reinheit. Begehrt waren vor allem die Hadern pflanzlicher Herkunft. Die tierischen Fasern (Wolle) wurden und werden nur für Spezialpapiere und Pappen verwendet, außerdem auch als Melierfasern. Charakteristisch ist im Gegensatz zu den anderen Faserstoffen bei den Hadern auf pflanzlicher Basis das Vorhandensein von Einzelfasern erheblicher Länge, die aus dem gesponnenen Verband der Fäden und dem Gewebe freigelegt werden müssen. Weiterhin müssen Farbstoffe, Appretur, Sand und Schmutz sowie Schweiß, Fette, Teer und andere durch die Vorverwendung aufgenommene Verunreinigungen - außer den pflanzlich bedingten Pektinen oder —• Lignin - durch Kochen mit Wasser oder gelösten Chemikalien geeigneter Konzentration und mechanisch entfernt werden. Neben den Textilien werden als Hadern verwendet: Abfälle aus Textilbetrieben, Spinnereien und Webereien, Stricke, Netze, Bindfäden, Säcke und Jutegebinde. Durch die immer häufigeren Verunreinigungen von Hadern mit Kunststofffasern ist ihr Einsatz in der Papierindustrie stark zurückgegangen. Laut VDP-Leistungsbericht wurden 1995 nur 25 000 Tonnen Hadern und —• Linters in der deutschen Papierindustrie eingesetzt. JU

Hadernhaltiges Papier (rag containing paper) Nach D I N 6730 besteht ein hadernhaltiges Papier als holzfreies Papier zu mindestens 10 % aus —• Hadern (Lumpen oder —• Lin-

ters). Nach Vereinbarung zwischen Hersteller und Abnehmer kann der Haderngehalt z.B. im —> Wasserzeichen angegeben werden. Dank seiner haptischen Eigenschaften gilt hadernhaltiges Papier, insbesondere in Form von —> Schreibpapier (z.B. 80 g/m 2 ), als ein Erzeugnis, das hohe ästhetische Ansprüche erfüllt. GG

Haftetiketten (pressure sensitive labels , self-adhesive labels) Haftetiketten bestehen aus —• Etikettenpapier, das auf der Rückseite einen permanent aktiven —> Klebstoff enthält. Der Klebstoff ist vor der Anwendung durch ein Trennpapier (—> Abhäsivpapier) abgedeckt. Die Etikettenpapiere (Face-Papier) werden eingeteilt in: —• ungestrichen, —> maschinengestrichen, spezialgestrichen, hochglänzend spezialgestrichen und —» gussgestrichen. Sie müssen mit den üblichen —> Druckverfahren gut bedruckbar sein. In zunehmendem Maße wird auch Laser- und Inkjeteignung (-»InkjetPrinter) verlangt. Für automatische Etikettenspender müssen die Face-Papiere eine ausreichende —> Biegesteifigkeit besitzen. Die —• Weiterreißarbeit muss groß genug sein, damit bei dem Abzug der um die ausgestanzten Etiketten liegenden Stege diese nicht an den Ecken einreißen (Gitterabzug). Als Trennpapiere (release paper) werden —> silikonisierte Papiere verwendet. Als Basis für die Silikonisierung dienen Glassine-Papiere (in den USA: supercalendered kraft) oder auch spezielle kaolingestrichene Papiere. Die Oberfläche dieser Trägerpapiere soll möglichst dicht sein, um den Verbrauch des teuren Silikons so niedrig wie möglich zu halten. PA

Haftetikettenpapier (self-adhesive label paper) Haftetikettenpapiere sind rückseitig mit einem Haftklebstoff beschichtete —> Etikettenpapiere unterschiedlicher Zusammensetzung und Oberflächenpräperation, die ständig klebrig bleiben und die durch Druck ohne

59 vorherige Befeuchtung und Hitzeeinwirkung auf unterschiedliche Materialien aufgebracht werden. Für die Beschichtung mit Haftetiketten sind grundsätzlich alle Papiere - am besten —• holzfreie - mit bestimmten Mindestfestigkeiten, ausreichender Porosität und guter —> Glätte der zu beschichtenden Seite geeignet. Außerdem sollten eine gewisse Lösungsmitteldichte und reduzierte Wasseraufnahme gegeben sein. Um ein Zusammenkleben vor dem Gebrauch zu verhindern, wird das Haftetikettenpapier mit einem Trennmaterial abgedeckt. Ein typischer Haftverbund besteht z.B. aus einem —• silikonisierten Papier von 65 g/m 2 als Trennmaterial und dem Etikettenpapier von 80 g/m 2 , das mit 25 g/m 2 Haftklebstoff beschichtet ist. Die Kombination aus Haftklebstoff und Obermaterial wird als Etikettenmaterial bezeichnet. Das Trennmaterial dient vorwiegend dem Schutz des Haftklebstoffs, z.T. aber auch als Transportmittel zur Applikation gestanzter —> Etiketten. Die Qualität eines selbstklebenden Etiketts wird wesentlich durch das auf die jeweilige Anwendung abgestimmte Verhältnis von Adhäsion und Kohäsion des durch Direktoder Transferbeschichtung aufgebrachten Haftklebstoffs bestimmt. Bei der Beurteilung der Adhäsion wird zwischen der Fähigkeit eines Haftklebstoffs, auf einem Substrat unter leichtem Druck zu haften (sog. Tack), und der zum Trennen eines Verbunds erforderlichen Kraft unterschieden. —> Dispersionsklebstoffe (vorwiegend Acrylate) haben sich gegen lösungsmittelhaltige Produkte und —> Hotmelt-Kleber durchgesetzt. Es wird eine höhere Wachstumsrate der —> gestrichenen als der —• ungestrichenen Etikettenpapiere erwartet, wobei mattgestrichene Papiere sehr guter Bildwiedergabe (z.B. ΕΑΝ-Code) favorisiert werden. Hochglänzende, mehrfach gestrichene Papiere werden als kostengünstige Alternative zu —> gussgestrichenen Papieren gesehen. Haftetikettenpapiere werden zunehmend in der Computerindustrie, aber auch in der Lebensmittel- und Kosmetikbranche sowie für pharmazeutische Anwendungen benötigt. Sie

stehen dabei z.T. im Wettbewerb mit herkömmlichen Etiketten mit Nasskleber und selbstklebenden Folienmaterialien. Jahresproduktion (Europa): ca. 110 000 t, davon ca. 80 % als Rollenetiketten. Bogenware wird traditionsgemäß als Werbeetiketten eingesetzt, deren Bedeutung weiter abnehmen wird. RH

Hahn (cock) Hähne, auch Drehschieber genannt, gehören zu den —> Armaturen. Der in —• Rohrleitungen installierte Absperrkörper (eingeschliffener Kegelstumpf oder Kugel mit Bohrung) wird um seine Achse quer zur Strömungsrichtung gedreht und gibt einen linsenbis kreisförmigen Querschnitt frei. Ihre Vorteile sind einfache und robuste Bauweise, geringer Platzbedarf, rasche Schließ- und Umschaltmöglichkeit, geringe Strömungsverluste und mögliche Ausbildung als Mehrwegehahn mit mehreren Anschlussstutzen. Nachteilig sind die großen Dichtflächen, die aufeinander gleiten, und der dadurch bedingte Verschleiß. Die Reibungskräfte sind je nach Vorspannung des Dichtkegels (Hahnküken), Bearbeitungsgüte der Dichtflächen, Schmiermittel sowie Art und Temperatur des Fluids recht hoch. Eine technische Weiterentwicklung ist der Kugelhahn. Der Dichtkörper ist hier eine Kugel mit einer zylindrischen Bohrung für geraden Strömungsdurchgang, praktisch ohne Reibungs- und damit Druckverlust. VO

Halbgebleicht (semi-bleached) Der Begriff halbgebleicht weist auf eine nur geringe Weißgraderhöhung (—• Weißgrad) eines —• Zellstoffs in der —> Bleiche hin. Halbgebleichte Zellstoffe werden in kurzen —• Bleichsequenzen (—• Chlorbleiche: C-EH, - > ECF-Bleiche: D-E-D, TCF-Bleiche: OEP-P-P) auf ein Weißgradniveau von 65 bis 75 % ISO gebleicht. Durch die nicht so intensive Chemikalieneinwirkung ist der Celluloseabbau (—> Cellulose) gering, so dass ein

60 großer Teil des ursprünglichen Festigkeitspotentials der Zellstofffasern erhalten bleibt. Halbgebleichte Sulfatzellstoffe (SBK = semi-bleached kraft pulp) werden für Papiere eingesetzt, bei denen die Anforderungen an die Festigkeit hoch, die an die Weiße gering sind (z.B. als Armierungszellstoff in —» holzhaltigen Papieren, wie z.B. —» SC- und LWCPapieren). FI

Halbgeleimt (semi-sized) —• Leimungsgrad

Halb-Gleichlauf-Quermesserpartie für Querschneider (semi synchro-fly cut-off station) Die Halb-Gleichlauf-Quermesserpartie für Querschneider besteht wie die —»konventionelle Quermesserpartie von —• Querschneidern aus einem, das Untermesser tragenden Messerbalken und einer rotierenden Messertrommel mit dem Obermesser. Die Messertrommel wird so angetrieben, dass während des Schnitts quer über die Bahnbreite die Umfangsgeschwindigkeit des Obermessers mit der Bahngeschwindigkeit identisch ist. Um das bei allen Formatlängen erreichen zu können, muss die Geschwindigkeit der Messertrommel zwischen den Schnitten entweder erhöht oder verringert werden. Dies geschieht üblicherweise mit einem Ungleichförmigkeitsgetriebe oder Koppeltrieb oder auf elektrischem Weg durch einen direkt mit der Messertrommel gekuppelten Motor. KT

Halbstoff (pulp) Der Begriff Halbstoff ist eine Synonym für - » Faserstoff ( - » Zellstoff, — Halbzellstoff, —» Holzstoff, undeinkter und deinkter —> Altpapierstoff), aus dem Papier hergestellt wird und der in der —» Stoffaufbereitung von Papierfabriken vor allem mechanisch (z.B. -»Mahlung, -»Reinigung) behandelt werden muss. Er ist heute nicht mehr allgemein

gebräuchlich und wird durch den Begriff Faserstoff verdrängt. Halbstoff ist der Gegenbegriff zum (überholten) Begriff —• Ganzstoff, der einen in der Papierindustrie fertig aufbereiteten Stoff meint, der der Papiermaschine als Mehrkomponenten-Stoffgemisch zugeführt wird. GG

Halbstoffprüfung (testing ofpulp) Zweck der Halbstoffprüfung ist es, Aussagen über verschiedene physikalische Eigenschaften der —» Halbstoffe, die für den Produktionsprozess und die Qualität des Papiers von Bedeutung sind, zu treffen. Diese Prüfung beinhaltet die Analyse von physikalischen Suspensions- und Laborblatteigenschaften. Je nach Halbstofftyp ( - • Zellstoff, - » Holzstoff, —> Altpapierstoff) sind dazu verschiedene Untersuchungen vorgesehen. Die nachfolgende Tabelle gibt eine Übersicht über die wichtigsten Prüfungen. Die Prüfungen Nr. 1 bis 4 beziehen sich auf den trocknen bzw. feuchten Stoff, während Nr. 5 bis 11 am aufgeschlagenen (desintegrierten) Stoff durchgeführt werden. Die Bestimmung der optischen und mechanischen Eigenschaften erfolgt an den Laborblättern (—»Laborblatt). Alle Prüfungen sind hinsichtlich der Probenvorbereitung und der Durchführung national und/oder international genormt, z.B. nach - » DIN, DIN EN, DIN ISO, - » T A P P I oder —• ZELLCHEMINGMerkblättern. Neben den aufgeführten Prüfungen gibt es eine Reihe weiterer Untersuchungen, die nicht routinemäßig oder bevorzugt für spezielle Papiersorten durchgeführt werden und für die z.T. noch keine Normen vorliegen. So lassen sich z.B. die Massenanteile an ZellStoff- und Holzstofffasern im —> Altpapier oder die Zahl der —» Schmutzpunkte bestimmen. Auch die Ermittlung der —» initialen Nassfestigkeit wird an Holzstoffen teilweise noch durchgeführt. Dagegen ist der Anteil an —» Sekundärfasern (—> Altpapierstoff-Fasern) an einem Stoffgemisch ( - » Stoffzusammensetzung) aus Sekundär- und —» Primärfasern

61 weder physikalisch (fasermikroskopisch) noch chemisch quantifizierbar.

Nr. Prüfung 1 2

3

Trockengehalt Eigenschaftsentwicklung durch Mahlung Papierfremde Bestandteile

Zell- Holz Altpastoff Stoff pierstoff X

X

X

X

-

-

-

-

X

4

Aschegehalt

-

-

X

5

Stoffdichte

X

X

X

6

pH-Wert

X

X

X

X

X

X

X

X

-

X

-

X

X

X

7 8 9

SchopperRiegler-Wert Canadian Standard Freeness-Wert Wasserrückhaltevermögen

10

Fraktionierung

X

11

Faserlängenverteilung

X

-

-

X

X

X

X

X

X

X

X

X

12 13 14

Laborblattbildung Optische Eigenschaften Mechanische Eigenschaften

χ : vorgesehen

- : nicht vorgesehen

Überblick über die physikalischen Halbstoffprüfungen HC

Halbton (continuous tone) Unter Halbton versteht man die kontinuierlich verlaufende Wiedergabe von Tönen in einem fotographischen Bild, also einer nicht in Bild- und Nichtbildelemente zerlegten Fläche (im Gegensatz zu Rasterton) (DIN 16544). Halbton-Vorlagen (z.B. Fotografie) und Halbton-Reproduktionen sind gekennzeichnet

durch einen kontinuierlichen Schwärzungsverlauf. Schwarz/Weiß-Vorlagen stufen nur Grautöne ab, Farbvorlagen stufen in der Regel sowohl unbunte als auch farbige (bunte) Töne in großer Vielfalt zwischen hell und dunkel ab. Man spricht bei derartigen Vorlagen von echten Halbtönen, die nur im tiefenvariablen —• Tiefdruck und im Lichtdruck als echte Halbtöne reproduziert werden können. Alle anderen —> Druckverfahren erfordern eine Zerlegung des —• Druckbilds, bei dem die Druckbildelemente entweder durch die Variation ihrer Größe (—> amplitudenmodulierte Rasterung) oder durch die Variation der Anzahl der druckenden Elemente (—• frequenzmodulierte Rasterung) wiedergegeben werden, um —> Tonwerte zu reproduzieren. Somit wird dem Auge ein Halbton vorgetäuscht, der tatsächlich aus sehr vielen kleinen Punktelementen besteht. Da das Auge bei genügender Feinheit diese Elemente nicht auflöst, wird der „unechte" Halbton als GrauFA abstufung wahrgenommen.

Halbzellstoff (semi-chemical pulp , high yield pulp) Halbzellstoffe sind Faserstoffe, die bezüglich ihrer —»Ausbeute und Eigenschaften zwischen den nach —> mechanischen Aufschlussverfahren (—> Holzschliff, —• Holzstoff) und den nach chemischen Verfahren (—> Sulfatzellstoff, —• Sulfitzellstoff) erzeugten Faserstoffen stehen. Sie werden zweistufig durch eine chemische Behandlung des Holzes in Form von —• Hackschnitzeln und eine nachfolgende mechanische Zerfaserung mithilfe von —• Refinern erzeugt. Das Verfahrensprinzip der Halbstoffherstellung besteht darin, dass das —> Lignin der —• Mittellamelle, das die einzelnen Fasern im —> Holz verbindet, nicht wie beim Sulfit- oder Sulfatverfahren fast vollständig aufgelöst wird, sondern dass nur ein Teil des Lignins gelöst wird. Dabei wird das verbleibende Lignin (—» Restlignin) so gequollen und plastisch, dass in der anschließenden mechanischen Behandlung in Refinern eine einfache Trennung der Fasern ohne größere Faserschädigung (Faserkürzung) erreicht werden kann.

62 In der Halbzellstoffherstellung werden die Hackschnitzel nach dem Sulfitverfahren auf Ausbeuten von 67 bis 72 %, nach dem Sulfatverfahren auf Ausbeuten von 55 bis 70 % gekocht und anschließend zerfasert. Verbreiteter ist die Herstellung von Halbzellstoff nach dem Neutralsulfitverfahren (NSSCVerfahren), wo mit Lösungen von —•Natriumsulfit (Na 2 S0 3 ) und —» Natriumcarbonat (Na 2 C0 3 ) auf Ausbeuten von 70 bis 85 % gekocht wird. Die bei der nachfolgenden Zerfaserung erhaltenen —• NSSC-Halbzellstoffe zeichnen sich gegenüber Holzstoffen durch sehr gute Festigkeitseigenschaften aus. Halbzellstoffe werden in erster Linie für die Herstellung von Verpackungsmaterial (—> Wellenpapiere, —> Karton) eingesetzt. FI

Halbzellstoff-Fluting ( fluting , semi-chemical fluting) —• Fluting

Haifagras (alfa grass , esparto , Spanish grass) —• Espartogras

Halogenierte Kohlenwasserstoffe (halogenated hydrocarbons) Halogenierte —• Kohlenwasserstoffe sind Verbindungen aus Kohlenstoff- (C) und Wasserstoffatomen (H), bei denen ein oder mehrere Η-Atome durch Halogenatome substituiert sind. Die Substitution von Wasserstoffatomen durch Halogenatome wird als Halogenierung bezeichnet. Alkane sind gesättigte Kohlenwasserstoffverbindungen, die nur Einfachbindungen zwischen den C-Atomen besitzen. Sie reagieren unter Bestrahlung mit Sonnen- oder ultraviolettem Licht mit —> Chlor (Cl) oder Brom (Br) in einer radikalischen Reaktion. Dabei entstehen als Reaktionsprodukte halogenierte Kohlenwasserstoffe (z.B. Trichlorkohlenwasserstoff (CHC13) oder Tetrachlorkohlenstoff (CC14)). Eine weitere Reaktionsform sind die Additionsreaktionen, bei denen die C=C Doppelbindung der Alkene aufge-

brochen wird und sich die Halogenatome an die vorher doppeltgebundenen C-Atome anlegen (z.B. Dichlorethan (C2H4CI2)). Zur Erzeugung weiterer halogenierter Kohlenwasserstoffe existieren spezielle Verfahren. Halogenierte Kohlenwasserstoffe werden in großem Umfang in der Industrie als Zwischenprodukte bei der Farben-, Lack-, Klebstoff· und Kunststoffherstellung, als Lösungsund Kältemittel sowie als Desinfektions- oder Schädlingsbekämpfungsmittel hergestellt und verwendet. So dient z.B. Chlormethan (Methylchlorid, CH3CI) als Kältemittel in Kältemaschinen (Siedepunkt: -23,8° C), als Methylierungsmittel in der organischen Chemie sowie als Ausgangsprodukt zur Silikonherstellung. Dichlormethan (Methylenchlorid, CH 2 C1 2 ) ist ein —• Lösungsmittel, vor allem für —• Celluloseacetat, Fette, Öle und —> Harze und wurde in der Vergangenheit in der Zellstoff- und Papierindustrie als Reinigungsmittel verwendet. Inzwischen ist dieses Lösungsmittel durch chlorfreie Substanzen substituiert. Eine Dichlormethan-Extraktion war über Jahrzehnte die Methode der Wahl zur analytischen Bestimmung von Harzen in —> Zellstoffen und —• Holzstoffen. Aus Arbeitsschutzgründen wurde in Deutschland als Substitut das Lösungsmittel Aceton eingeführt. Tetrachlormethan (Tetrachlorkohlenstoff, CCI4) ist ein nichtbrennbares Lösungsmittel für Fette und Öle sowie ein Feuerlöschmittel für Benzinbrände. Da aus CC14 bei thermischer Zersetzung das giftige Phosgen (COCl 2 ) gebildet wird, wurden die Feuerlöscher auf Chlorbrommethan (CH 2 ClBr) umgerüstet. Trichlormethan (Chloroform, CCI3) ist eine farblose, süßlich riechende Flüssigkeit, aus der sich bei thermischer Zersetzung und bei Sonnenlichteinstrahlung ebenfalls Phosgen bildet. Vinylchlorid (Chlorethen, CH 2 = CHC1) ist das —> Monomere des Polyvinylchlorids (PVC) und damit Ausgangsstoff zur Herstellung dieses Kunststoffs. In der Zellstoff- und Papierindustrie entstehen halogenierte Kohlenwasserstoffe u.a. bei der Entkeimung von —• Brauchwasser durch

63 Chlorierung. Als Alternative stehen die Ozonung (—> Ozon) und der Einsatz von —• Mikrobiziden zur Verfugung. —> Bleichereiabwässer von Zellstofffabriken, in denen die Bleichchemikalien —> Chlor und/oder —* Chlordioxid verwendet werden, beinhalten eine Vielzahl an halogenierten Kohlenwasserstoffen, deren Konzentration über den Summenparameter —»AOX (AOX = adsorbierbare organische Halogenverbindungen) gemessen werden kann. Bei der —> chlorfreien Bleiche entspricht der AOX-Wert nahezu Null, da ein Nachweis mit der zur Verfügung stehenden Analysenmethode nicht möglich ist. Der Verzicht auf den Einsatz von chlorgebleichtem Zellstoff verringert die Belastung des Abwassers von Papierfabriken ebenso wie die Verringerung oder der Verzicht auf die Verwendung von —> Nassfestmitteln und anderen —• Hilfsstoffen, die halogenierte Kohlenwasserstoffe enthalten. In Deutschland sind in den 90er Jahren alle Zellstofffabriken auf eine chlorfreie Zellstoffbleiche (—• TCF-Bleiche) umgestiegen. Halogenierte Kohlenwasserstoffe mit einem höheren Halogenanteil sind unbrennbar, was in vielen Anwendungsbereichen vorteilhaft ist. Allerdings sind die meisten der halogenierten Kohlenwasserstoffe giftig, einige sogar krebserregend. Da außerdem vermutet wird, dass sie zur Waldschädigung in den höheren Regionen beitragen, ist man bestrebt, ihre Verwendung einzuschränken. Auch die Schädigung der Ozonschicht (—• Ozonloch) der Erde ist auf das Vorhandensein von halogenierten Kohlenwasserstoffen in der Atmosphäre zurückzuführen. Aufgrund des ultravioletten Anteils der Sonnenstrahlung erfolgt eine Spaltung der halogenierten Kohlenwasserstoffe in sehr reaktionsfähige Radikale, die die Ozonmoleküle angreifen und zerlegen. Dies gilt auch für —• Fluorkohlenwasserstoffe, die als Treib- und Kältemittel verwendet werden. Halogenierte Kohlenwasserstoffe sind z.T. nur sehr langsam in der Natur abbaubar. So lässt sich Dichlor-Diphenyl-Trichlorethan, bekannt als hochwirksames Schädlingsbekämpfungsmittel DDT, das über 20 Jahre lang weltweit verwendet wurde, noch heute

in Eisschichten der Antarktis nachweisen. Da es giftig ist, ist seine Verwendung inzwischen fast weltweit verboten. Aufgrund seiner langen biologischen Halbwertzeit von ca. 15 Jahren und der guten Fettlöslichkeit lässt sich DDT auch im Fettgewebe vieler Tiere nachweisen. Literatur: Demel, I; Öller, H.-J.: Reduzierung halogenorganischer Verbindungen in Abwässern der Papierindustrie. Forschungsbericht 10206515, Papiertechnische Stiftung (PTS), München, 1994 MO

Handelsmarke (trade-mark) Eine Handelsmarke ist eine spezielle Produktkennzeichnung durch Firmen- oder —» Warenzeichen eines Handelsunternehmens (z.B. EDEKA) zur besonderen Kenntlichmachung von Markenartikeln. Herstellermarken hingegen bezeichnen die von Produzenten eines Markenartikels verwendeten Marken. Handels- oder Herstellermarken sind ein Instrument der Verkaufsförderung im Rahmen des Marketing. PL

Handpappenmaschine (intermittent board machine, wet machine) Ähnlich wie bei einer —> Wickelpappenmaschine werden Einzellagen mit einer flächenbezogenen Masse von etwa 50 g/m 2 in zahlreichen Lagen im nassen Zustand auf eine —> Formatwalze gewickelt. Ist die gewünschte Stärke der Pappe erreicht, wird manuell mit dem in der Formatwalze sitzenden Messer die mehrlagige Bahn getrennt. Hergestellt werden z.B. Buchbinderpappe, Dachpappen, Kofferpappen oder Bürodeckel. Man unterscheidet zwischen Graupappen, Holzpappen und Feinpappen. Bei Graupappen wird —> Altpapierstoff eingesetzt, bei Hartpappen —> Holzschliff und bei Feinpappen werden —» Hadern, Grauleinen oder —> Hanf zugunsten hoher Festigkeiten verwendet. BU

64 Handsortierung (manual sorting) Der Begriff Handsortierung bezieht sich auf die —> Altpapiersortierung. In Sortieranlagen des Altpapierhandels wird durch manuelle Sortierung (= händische Entnahme) des erfassten —> Altpapiers der Anteil —» unerwünschter Stoffe (—• papierfremde Bestandteile bzw. —> unerwünschte Papiere und Pappen) auf den maximal zulässigen Anteil gemäß der Qualitätsbeschreibung der —> Altpapiersortenlisten eingestellt. Durch manuelle Sortierung kann aber auch die Zusammensetzung der zu erzeugenden —• Altpapiersorte beeinflusst werden, was insbesondere bei der Sortierung von haushaltsnah erfasstem Altpapier der Fall ist. Dabei werden neben unerwünschten Stoffen auch Verpackungsmaterialien aussortiert, so dass die verbleibende Altpapierfraktion in einer Mischung verschiedenster grafischer Papiere als —> Deinkingware vermarktet werden kann. Die Sortierung von Altpapier gestaltet sich um so aufwendiger, je heterogener die Erfassung erfolgte. Sie hängt also unmittelbar vom angewandten —• Altpapier-Sammelsystem ab. Grundsätzlich unterscheidet man bei der Sortierung von Wertstoffen zwischen Positivund Negativsortierung: •

•

Bei der Positivsortierung wird der zu gewinnende Wertstoff aus dem zu sortierenden Stoffstrom herausgenommen. Diese Sortiertechnologie gewährleistet einen relativ sauberen Wertstoff, da nur die zu gewinnende Fraktion entnommen wird. Nachteilig ist die geringe spez. Sortierleistung pro Person und Zeiteinheit bzw. Mannstunde. Da separat erfasstes Altpapier überwiegend aus Papier und Karton mit relativ geringen unerwünschten Anteilen besteht, wird bei der Altpapiersortierung zugunsten einer höheren Sortierleistung, die mit 0,5 bis 1,5 t pro Person und Stunde angegeben wird, fast ausnahmslos die Negativsortierung angewandt. In diesem Fall werden aus dem zu sortierenden Stoffstrom nur die unerwünschten Stoffe entfernt. Der verbleibende Rest

stellt dann das sortierte Altpapier dar, das entsprechend seiner Zusammensetzung (z.B. —• gemischtes Altpapier) oder Herkunft (z.B. —> Kaufhausaltpapier) vermarktet wird. Die Negativsortierung führt üblicherweise zu einer geringeren Reinheit des sortierten Altpapiers, da unerwünschte Stoffe übersehen werden können und im sortierten Altpapier verbleiben. Insbesondere bei zu hohen Geschwindigkeiten des Sortierbands oder personeller Unterbesetzung kann der Anteil unerwünschter Stoffe selbst im sortierten Altpapier noch zu hoch liegen. PU Hanf (hemp) (Cannabis sativa L., Familie Moraceae) Hanf ist eine Faser- und Ölpflanze der Gattung der Kannabinazeen, die 2,5 bis 3 m hoch wächst und durch langstielige, 7-fingrige Blätter gekennzeichnet ist. Wegen der gleichmäßigen Reife werden einhäusige Formen in Ost-, Südosteuropa und Italien gezüchtet. In Deutschland gedeiht der Hanf auf feuchten und Niedermoorböden besonders gut. Die zu Bündeln vereinigten Bastfasern dienen der Herstellung von Seilen und gröberen Stoffen. Sie werden durch Schwingen, Boken und Hecheln gewonnen. Die Farbe ist weißlich: je heller, desto besser für das Hanfgarn, bei dem man Lang-(Hechel-) und Kurzfaser(Werg-) Garn unterscheidet. Der Hanfsamen enthält 32 % Öl. Die Rückstände der Presskuchen werden als Kraftfutter verwendet. Im Orient und anderswo werden harzige Ausscheidungen der weiblichen Pflanzen mit ihren betäubenden Stoffen zur Gewinnung des Rauschmittels Haschisch benutzt. Nicht zur Gruppe der Cannabis gehören Wilder Hanf, Wasserhanf, Aloe- oder Bombayhanf, —• Sisalhanf und —• Manilahanf. Die Hanffaser hat eine Länge von im Mittel 25 mm, schwankend zwischen 15 und 55 mm, bei einer Breite von im Mittel 22 μηι, maximal 50 μηι. Sie ähnelt damit in den Größenabmessungen den Flachsfasern

65 (—• Flachs). Die Hanffaser ist schwach verholzt. Die Bastfasern aus der Rinde der Hanfpflanze können zur Papierherstellung verwendet werden. Der Zellstoff lässt sich leicht mahlen, entwässert aber schwer in der Papiermaschine. Seit 1995 ist der Hanfanbau nach EURichtlinien begrenzt erlaubt. Eine Hanfzellstofferzeugung gibt es in Deutschland - im Gegensatz zu Frankreich und Spanien - nicht. JU Hängespindel (suspension screw) Die Walzenspalte eines —• Kalanders müssen für das Einziehen der Papierbahn oder den Walzenwechsel geöffnet werden. Der Befehl Trennen bewirkt, dass zwischen allen Walzen gleiche Abstände von 3 bis 5 mm vorliegen, indem die Lagergehäuse der Walzen nacheinander auf den Spindelmuttern der Hängespindel abgelegt werden. Das im oberen Teil des —• Kalanderständers befestigte Hänge-

werk trägt dann die Last der Walzen mit ihren Lagergehäusen und den angehängten Leitwalzen, Schutzvorrichtungen (z.B. —• Fingerschutzwinkel) und —> Dampffeuchtern. Es sind verschiedene Hängespindelsysteme in Gebrauch (Abb.): •

durchgehende Spindeln mit pneumatisch oder elektromotorisch auf- und abbewegten Spindelmuttern

•

durchgehende Spindeln, die insgesamt in Drehung versetzt werden, während die zu verstellenden Spindelmuttern mittels Sperrklinken festgehalten werden, bis die vorgesehene Position erreicht ist

•

geteilte Hängespindeln, deren Segmente nach dem Prinzip des Spannschlosses die Verstellwege je eines Links- und Rechtsgewindes addieren, wenn das entsprechende Spindelstück gedreht wird.

Rundbogen Auflage dös Mittellagers Grundstellung

Markierungen für Versteilwege Spindelsegment mit Rechtsgewinde

Dämpfungseiemen?

Einstell-Lehre Spmdelsegment mit Linksgewinde

Durchgehende und geteilte Hängespindel

66 Der für den Einbau einer Walze mit kleinerem oder größerem Durchmesser erforderliche Platz öffnet sich, wenn das Walzenpaket auseinander gefahren wird und die Spindelmuttern bzw. Spindelsegmente korrekt positioniert sind. Die Reihenfolge der erforderlichen Verstellarbeiten ist wegen ihrer Komplexität zwingend festgelegt und weitgehend automatisiert. Kalander mit einer Einrichtung zur Kompensation —> überhängender Gewichte leiten die Last der Lagergehäuse (mit den anhängenden Teilen) über Spindel und Hängewerk in den Kalanderständer ab. Das befreit die Walzen von den außerhalb des Walzenkörpers an den Achszapfen angreifenden Massen, so dass eine gleichmäßige Verteilung der —> Linienkraft über die Bahnbreite erzielt wird. SZ

Hartgusswalze (chilled iron roll) Hartgusswalzen, auch als Schalenhartgusswalzen bezeichnet, für —• Glättwerke, —> Kalander und —> Pappenwalzwerke haben einen Ballen (Körper), der aus Gusseisen oder Gusseisenlegierungen mit Kohlenstoffgehalten von 2 bis 4 % besteht. Bei der Herstellung von Hartgusswalzen ist neben dem Gehalt an —• Kohlenstoff und anderen Elementen (den sog. Eisenbegleitern: Schwefel, Silicium, Phosphor und Mangan) die Erstarrungsgeschwindigkeit der Schmelze in der Gussform von wesentlicher Bedeutung. Bei langsamer Abkühlung wird mehr Kohlenstoff (Graphit) abgeschieden, so dass Grauguss entsteht, ein verhältnismäßig weicher, aber relativ zäher Werkstoff mit grauem Bruchgefuge. Hartguss dagegen entsteht bei schneller Abkühlung in der Kokille, wobei der Kohlenstoff (C) mit dem Eisen (Fe) in der „Schreckschicht" das sehr harte Zementit (Fe3C) bildet. In dieser Schicht (Schrecktiefe: max. 8 bis 10 % des Ballendurchmessers) ist die Härte nahezu konstant, während sie in der Übergangszone steil auf die geringere Härte der grauen Kernzone des Ballens abfällt. Hartguss hat ein weißes Bruchgefüge, weist aber trotz hoher Verschleißfestigkeit eine

geringere Zähigkeit auf als Grauguss. Die Kokille für den Guss wird aus Einzelkokillen für den Walzenballen sowie Formsandteilen für die Zapfen zusammengestellt und von unten nach oben mit der Schmelze befüllt. Durch tangentiale Einströmung erfährt die Schmelze eine rotierende Bewegung, welche die Abscheidung von Schmutz und Schlacketeilchen fördert. Mit steigendem Kohlenstoffgehalt nehmen der Zementitgehalt und damit die Härte der weißerstarrten Schreckschicht zu. Es steigt aber auch der Graphitgehalt des Ballenkerns an, was dazu führt, dass Walzen mit hohem C-Gehalt zwar hart und verschleißfest sind, aber weniger Festigkeit und Zähigkeit aufweisen als solche mit geringerem C-Gehalt. Durch Legieren mit Nickel, Chrom und Molybdän kann dieser Nachteil ausgeglichen werden, so dass auch „hochgekohlter" Hartguss für stärker beanspruchte Walzen eingesetzt werden kann. Allerdings sind legierte Gusswerkstoffe empfindlicher gegen schroffe Temperaturwechsel. Die zulässigen Aufheizund Abkühlgeschwindigkeiten solcher Walzenkörper sind genau definiert ( ± 1° C/min), so dass also eine 160° C heiße Walze > 2 h benötigt, um auf < 40° C abzukühlen. SZ

Hartpapierhülse (core of hard paper) Hartpapierhülsen werden durch Wickeln geformt. Dabei werden mehrere Lagen des Verarbeitungsguts (im Allgemeinen Papier) übereinander gewickelt und verklebt. Je nach Zuführung des Papiers zum Wickeldorn werden die diskontinuierlichen Verfahren Parallelwickeln (Maschinenrichtung parallel zur Hülsenachse) und Senkrechtwickeln (Maschinenrichtung senkrecht zur Hülsenachse) sowie das kontinuierliche Verfahren als Spiralwickeln unterschieden (Abb.). Beim Parallel- und Senkrechtwickeln können sowohl kegelige als auch zylindrische Hülsen hergestellt werden. Das Spiralwickeln ist nur für zylindrische Hülsen geeignet. Beim Senkrechtwickeln sind Hülsendurchmesser und Wanddicke der Hülsen theoretisch unbegrenzt.

67 Gewickelte Hülsen werden für Rohrleitungen (Lüftung, Klimatisierung), als Träger für bahnformige Güter (z.B. Papierrollen) und als Rümpfe für Rundgefäße eingesetzt.

Papier

I Dorn

Schema der Wickelverfahren (links: Senkrechtwickeln, rechts: Spiralwickeln)

Beim Einsatz der Hülsen als Träger für Bahnen gelten spezielle Anforderungen der Hülsen an Rundlauf und Unwucht. Die erreichte Maßhaltigkeit der Hülsen hängt u.a. stark von der Trocknung der Hülsen ab. Weitere Qualitätsmerkmale sind Festigkeitseigenschaften, insbesondere der axiale und radiale Stauchwiderstand der Hülsen. HM

Härtungsmittel (insolubilizer) Härtungsmittel sind reaktive chemische Stoffe, die in geringen Mengen zu —> Streichfarben zugemischt werden, um die Wasserlöslichkeit bzw. -empfindlichkeit des verwendeten —• Bindemittels im —> Strich zu reduzieren. Insbesondere die natürlichen Bindemittel, wie Stärke, Soja—• Protein und Kasein, aber auch Polyvinylalkohol, beeinträchtigen durch ihre mehr oder weniger ausgeprägte Wasserlöslichkeit die Wasserfestigkeit des Papierstrichs. Synthetische Bindemittel (-> Latex) brauchen dagegen nur bei bestimmten Papiersorten zusätzliche Härtungsmittel. Die Erhöhung der Wasserfestigkeit des Strichs (Nass-Rupffestigkeit bzw. NassAbriebfestigkeit) wird durch chemische Vernetzung des zugesetzten Härtungsmittels mit den funktionellen Gruppen des verwendeten Bindemittels erreicht. Die Vernetzungsreaktion braucht je nach Auswahl der chemischen Klasse mitunter höhere Temperaturen oder auch längere Reaktionszeiten (Alterung), um den gewünschten Effekt zu erzielen. Gebräuchliche Härtungsmittel beim —• Streichen von Papier und Karton sind:

1) -> Formaldehyd Der einfachste Vertreter der Aldehyde ist eines der ersten Härtungsmittel für Stärke und insbesondere für Proteine (—> Tierleim, Hartpostpapier Kasein, Soja-Protein). Da Formaldehyd je(bondpaper , bank paper , bank post) doch gesundheitliche Schäden verursacht, Hartpostpapier ist ein sehr hochwertiges —> holzfreies —> Schreibmaschinenpapier (70 wird er kaum noch als Härtungsmittel eingebis 90 g/m 2 ) mit gleichmäßiger Durchsicht setzt. (guter —• Formation) und besonders hoher Glyoxal Klanghärte, häufig mit —• Wasserzeichen und 2) teilweise hadernhaltig (—> Hadern). Der Glyoxal ist ein aliphatischer Dialdehyd und —> Füllstoffgehalt liegt um 10 %, zunehmend wird als 40 %ige wässrige Lösung angeboten. auch höher. Als Zellstoff werden —> Kurz- Neben den Vorteilen als Härtungsmittel (rasche Vernetzung, hohe Nass-Abriebfestigkeit faser- oder teilweise —• Langfaserzellstoffe schon nach dem Trocknen des Strichs, leichte (—• Sulfatzellstoff) verwendet. Die Zusammensetzung ähnelt derjenigen von —> Bank- Handhabung) weist Glyoxal einige Nachteile auf (Verdickung, rheologische Probleme, postpapieren, die qualitativ etwas höher einVergilbungstendenz und Empfindlichkeit bei zustufen sind. PA hohen pH-Werten), die eine breite Verwendbarkeit einschränken. Der optimale pH-

68 Bereich zur Härtung der Stärke liegt bei 7,0 bis 7,5. 3) Formaldehydharze Harnstoff-Formaldehydharze (HF) und Melamin-Formaldehydharze (MF) waren früher als Härtungsmittel sehr weit verbreitet. Aufgrund der Formaldehyd-Emission während ihrer Verarbeitung, aber auch wegen der notwendigen Säurekatalyse und der langen Alterungszeit zur Erzielung der Wasserfestigkeit werden diese Produkte seltener verwendet. Methylierte MF-Harze sind mit den meisten Strichkomponenten gut verträglich und können in einem breiten pH-Bereich eingesetzt werden. 4) Metallsalze Unter den vielen Metallsalzen, die als Härtungsmittel beschrieben wurden, haben Zinksulfat (Härtung von Protein) und insbesondere Ammonium-Zirkoniumcarbonat (AZC) eine breite Verwendung gefunden. AZC vernetzt über die Carboxylgruppen und kann daher auch zur Härtung von carboxylierten synthetischen Bindemitteln verwendet werden. Die Vernetzungsreaktion braucht weder höhere Temperaturen noch lange Alterung. Außerdem kann AZC auch mit hoch alkalischen Pigmentsorten (z.B. —• Calciumcarbonat, —• Satinweiß) eingesetzt werden. 5) Andere Produkte Modifizierte Glyoxalharze weisen die Vorteile des Glyoxals auf, insbesondere die rasche Härtung, ohne dessen Nachteile zu zeigen. Der pH-Bereich zur optimalen Härtung liegt bei ca. 7,5 bis 8,5. Auch Epoxyharze haben sich als sehr gute Härtungsmittel erwiesen. Ein wichtiger Vorteil der Epoxyharze liegt in ihrer Formaldehydfreiheit. NI

Harzbekämpfungsmittel (pitch control agents) In —• Zellstoffen und —> Holzstoffen vorhandene sowie über die Harzleimung (-> Harzleim) in den Papierherstellungsprozess eingebrachte —• Harze können aufgrund ihres hydrophoben Charakters agglomerieren und

zu klebenden Ablagerungen an verschiedenen Maschinenteilen und —• Bespannungen führen. Hierdurch kann es zur Bildung von Flecken und Löchern im Papier sowie zu —> Bahnreißern kommen. Neben verschiedenen technologischen Maßnahmen, die zur Vermeidung von Ablagerungen beitragen können, sind bei der Papierherstellung verschiedene Harzbekämpfungsmittel im Einsatz, die nach unterschiedlichen Mechanismen wirken. Am häufigsten verwendet werden mineralische Adsorbentien, wie —> Talkum oder —> Bentonite, durch die Harzteilchen gebunden und mit dem Papier ausgetragen werden. Mit Zugabemengen von z.B. 0,5 bis 1 %, bezogen auf das Fasermaterial, lassen sich Harzschwierigkeiten deutlich reduzieren. Gute Effekte lassen sich auch durch die Zugabe von Elektrolyten, wie Al 3+ -Ionen, oder stark kationischen, niedermolekularen Polymeren erzielen, die das Harz auf dem Fasermaterial fixieren. Weniger eingesetzt werden anionische —• Dispergiermittel, —> Komplexbildner oder —> Netzmittel. Literatur: Weigl, J.;. Le, P.C.; Zeilinger, H: Ursachen und Bekämpfung von Harzschwierigkeiten. PTS-PTI-Seminar, Einführung in die chemische Verfahrenstechnik der Papierfabrikation - Einsatz und Wirkungsweise von chemischen Hilfsmitteln, München, 1993,12-1 SE

Harzdispersion (rosin dispersion) Bei Harzdispersionen handelt es sich um —• Emulsionen sehr feinteiliger Partikel von —• Harzsäuren in Wasser. Die Harzsäuren sind dabei weitestgehend unverseifl (—• Freiharz). Ihre Partikelgrößen liegen im Bereich von etwa 0,2 bis 1,5 μιη. Zur Stabilisierung der Dispersionen werden —> Emulgatoren eingesetzt (z.B. —> Kasein, synthetische Produkte). Meist mit einem Feststoffgehalt von etwa 30 % im Handel, stellen sie derzeit einen Marktanteil von ca. 70 % unter den —» Leimungsmitteln auf Harzbasis. Ein Hauptvorteil vor den —• Harzleimen ist die

69 relativ niedrige —• Viskosität solcher Dispersionen, was ihre Handhabbarkeit erleichtert. SE

ben und Druckfarben für den Blechdruck zur Anwendung. RO

Harze (resins) Harze finden im Bereich der Drucktechnik als wichtiger Bestandteil der Bindemittel von —> Druckfarben Anwendung. Man unterscheidet zwischen Naturharzen, chemisch modifizierten Naturharzen und synthetisch hergestellten Harzen (Kunstharze). Die wichtigsten Naturharze stammen aus den Leitgefäßen unter den —> Rinden oder auch aus Wurzeln von —• Nadelbäumen. Hauptlieferanten dieser Baumharze sind Portugal, Griechenland, China und Argentinien. Ebenfalls zu den Naturharzen zählen —> Kopale, die als fossile Harze mehr oder weniger tief in der Erde gefunden werden.

Harzleim (resin size , rosin size) Bei Harzleimen handelt es sich um wässrigalkalische Lösungen von —• Harzsäuren. Hergestellt werden sie durch Einwirkung von Alkalien, wie —» Soda oder —• Natronlauge, auf —• Harze (—> Verseifen), was zur Bildung von Natriumsalzen der Harzsäuren führt (—> Seifen). Mit einem Feststoffgehalt von bevorzugt 50 % haben Harzleime derzeit einen Marktanteil von etwa 30 % unter den SE —• Leimungsmitteln auf Harzbasis.

Hauptbestandteil der Baumharze ist das —• Kolophonium, ebenfalls enthaltene Terpentinöle (—> Terpentin) werden abdestilliert. Das Kolophonium besteht zu ca. 60 bis 80 % aus Abietinsäure. Das Molekül der Abietinsäure enthält reaktionsfähige Säuregruppen, die mit Zink oder Calcium oder mit Polyalkoholen, wie Glycerin oder Pentaerythrit, umgesetzt werden können, so dass Hartharze entstehen. Durch Anlagerung von Maleinsäureanhydrid an die Doppelbindungen der Abietinsäure und anschließende Veresterung entstehen —• Maleinatharze. Mit Phenol und seinen Abkömmlingen kann Kolophonium zu modifizierten Kolophoniumharzen umgesetzt werden, die um 1920 unter dem Namen Albertol von den chemischen Werken Albert auf den Markt gebracht wurden und noch heute zu den wichtigsten Harzen für Druckfarbenbindemittel zählen. Durch Verkochen der Naturharze mit Pflanzenölen, wie z.B. —> Leinöl bei ca. 180° C, entstehen die Alkydharze, die je nach ihrem Gehalt an Pflanzenöl den Charakter von strengen —• Firnissen, Weichharzen oder Hartharzen zeigen. Als rein synthetische Produkte kommen Melaminharze, Polyamidharze, Acrylatharze und Kohlenwasserstoffharze in —> Tiefdruckfarben, —> Flexodruckfarben, Siebdruckfar-

Harzleimung (re sin sizing, rosin sizing) Unter Harzleimung versteht man die Anwendung von Produkten auf Harzbasis (—> Harzleim) zur gezielten Steuerung der Wasseraufnahmefähigkeit von Papieren (—• Leimung). Die Zugabe dieser Leimungsmittel erfolgt in der Masse bei pH-Werten von 4,5 bis etwa 6,5. Zur Fixierung der Harzkomponenten auf dem Fasermaterial werden Aluminiumsalze, wie —• Aluminiumsulfat oder Polyaluminiumchlorid (PAC), benötigt. Im Vergleich zur —• Neutralleimung ist die Harzleimung billiger. Die Leimungswirkung stellt sich schon während des Blattbildungsprozesses ohne Nachreife ein und sie ermöglicht eine genauere Abstufung des —> Leimungsgrads. Als Nachteil ist die eingeschränkte Verwendung von —• Calciumcarbonat als —> Füllstoff anzusehen, das sich im stärker sauren pHBereich (pH < 6) zersetzt. SE

Harzöl (rosin oil) Unter Harzölen versteht man eine Gruppe von Ölen, die bei der trockenen Destillation von —> Kolophonium (—> Harze) unter Abspaltung von Kohlendioxid entstehen. Es werden folgende Fraktionen erhalten: Pinolin 6 bis 8 % (120 bis 200° C), Blondöl 50 bis 55 % (200 bis 220° C), Blauöl 20 bis 25 %

70 (225 bis 300° C) und Grünöl 5 bis 10 % (300 bis 350° C). Je nach Temperatur und Destillationsgeschwindigkeit fällt ein rohes Öl mit wechselnder Säurezahl an. Um säurefreie Öle zu erhalten, werden sie mit Alkalien raffiniert. Harzöle wurden bei der Herstellung von —> Druckfarben, Schmiermitteln, Brauereipech und Schuhcreme verwendet. Sie wurden jedoch mehr und mehr durch Erdölprodukte verdrängt. RO

Harzsäuren (resin acids) Harzsäuren sind organische Säuren von vorzugsweise trizyklischer Natur. Sie stellen z.B. in —> Nadelhölzern den Hauptanteil aller —» Harze. Hauptvertreter sind Abietinsäure, Levopimarsäure oder Dehydroabietinsäure, die in verschiedenen Hölzern zu sehr unterschiedlichen Anteilen gefunden werden:

H3C

COOH

Abietinsäure

H3C

COOH

Levopimarsäure

Aufgrund ihres großen unpolaren Restes sind Harzsäuren in Wasser unlöslich, lassen sich aber mit Alkalien, wie —• Natronlauge, Kalilauge oder —• Soda, verseifen. Als —> Freiharz oder als —• Seifen stellen Harzsäuren die wirksamen Komponenten bei der —> Leimung von Papier dar. Literatur: Fengel, D.; Wegener, G.: Wood. Berlin, New York: De Gruyter-Verlag, 1984, S. 190 SE

Haube (hood) Hauben sind Einrichtungen in der —> Trockenpartie von Papiermaschinen, die als —> Trocken- oder —> Dunsthaube fur die —> Mehrzylinder-Trockenpartie oder in Form einer —• Düsenhaube als —> Konvektionstrockner über einzelnen Zylindern angeordnet sind. Schwadenabzugshauben über dem —• Glättzylinder sind die einfachste Ausführung solcher Hauben. Sie ziehen den bei der Trocknung entstehenden Wasserdampf ab. Dabei leisten sie jedoch keinen eigenen Beitrag zur Trockenleistung (—> Verdampfungsleistung) durch konvektiven Wärmeübergang. Schwadenabzugshauben werden auch in der —• Pressen- und —> Siebpartie eingesetzt, um Wassernebel abzusaugen. HO

Haubentrockner (hood dryer) Haubentrockner sind Konvektionstrockner in Form von —• Hauben, die z.B. als —> Düsenhaube ausgebildet und über einem einzelnen großen —• Zylinder, wie z.B. einem —> Kreppzylinder oder —• Glättzylinder, an-

71 geordnet sind. Ein solcher Haubentrockner kann aber auch über einem einzelnen —• Trockenzylinder oder Trockenzylinderpaar in der —• Mehrzylinder-Trockenpartie eingesetzt werden. Diese Hauben tragen je nach ihren Betriebsbedingungen (Temperatur, Aufprallgeschwindigkeit der Luft auf die Papierbahn) z.T. ganz wesentlich zur Trockenleistung (—• Verdampfungsleistung) bei. Dagegen leisten Schwadenabzugshauben über Glättzylindern praktisch keinen Beitrag zur Trockenleistung, gewährleisten jedoch eine kontrollierte Wasserdampfabfuhr. HO

Haushaltssammelware (recovered paper from households) Unter dem Begriff Haushaltssammelware versteht man —> Altpapier, das in privaten Haushalten anfällt und dort erfasst wird. Haushaltssammelware ist keine gehandelte —> Altpapiersorte, weshalb es über das Mengenaufkommen auch keine statistische Angaben gibt. Wird Haushaltssammelware keiner manuellen Sortierung unterzogen, so gelangt es als original —• gemischtes Altpapier in die Papierfabriken. Durch Aussortieren von —• papierfremden Bestandteilen (z.B. Metall, Glas, Sand, Holz) und —• unerwünschten Papieren und Pappen (z.B. —> gewachste Papiere) entsteht sortiertes gemischtes Altpapier. Aufgrund des großen und zunehmenden Bedarfs an Altpapier für Deinkingzwecke (—> Deinking) wird Haushaltssammelware häufig durch zusätzliches manuelles Aussortieren von —> Verpackungsmaterialien (Wellpappenschachteln und —• Kartonagen) befreit, wodurch —> Deinkingware generiert werden kann. PU

Hausmüll (household waste) Hausmüll bzw. Hausabfälle sind —» Abfälle aus privaten Haushalten, die von den öffentlich-rechtlichen Körperschaften oder den von diesen beauftragen Dritten in bereitgestellten Behältern regelmäßig gesammelt werden. Generell wird in die Fraktionen Wertstoffe

(z.B. Papier), Bioabfälle, Sperrmüll, schadstoffbelastete Produkte (z.B. Batterien) und Altmedikamente unterschieden. Als Hauptbestandteile der Hausabfalle lassen sich Küchenabfälle, Papier, Glas, Kunststoff, Metalle und Materialverbünde identifizieren. Der Bereich der Hausabfälle ist durch die Erhebung über die öffentliche Abfalleinsammlung statistisch erfasst. Der erfasste Hausabfall sowie getrennt eingesammelter, aber oft gemeinsam verwerteter bzw. beseitigter hausabfallähnlicher Gewerbeabfall werden auf —• Deponien beseitigt bzw. werkstofflich, rohstofflich in Verwertungsbetrieben recycelt oder thermisch verwertet. Durch die —• Technische Anleitung Siedlungsabfall ist ab dem Jahr 2005 eine direkte Beseitigung auf Deponien in Deutschland ausgeschlossen. Eine Deponierung ist dann nur noch möglich, wenn der Glühverlust maximal 5 % beträgt. Dies ist nur durch entsprechende thermische Vorbehandlung möglich. Die Deklaration von gewerblichen Abfällen aus der Papierindustrie (z.B. Sortierrückstände aus der —• Altpapieraufbereitung) als Hausabfälle bzw. hausmüllähnliche Abfälle hat rechtliche Konsequenzen. Während gewerbliche Abfalle standortunabhängig in Verbrennungsanlagen beseitigt bzw. thermisch verwertet werden dürfen, können Hausmüllverbrennungsanlagen von ihrem Recht, Hausabfälle in ihrem Einzugsbereich zu erfassen, Gebrauch machen. Dies ist besonders für Bayern und Nordrhein-Westfalen aufgrund der flächendeckenden Anordnung der Hausmüllverbrennungsanlagen von Bedeutung, die aufgrund der teilweisen Unterauslastung dieses Recht in Anspruch nehmen. DE Hautleim (animal glue, skin glue) —• Tierleim

Heatset-Rollenoffset (heatset web offset) Beim Offset-Illustrationsdruck auf —• gestrichenen Papieren wird die —> Druckfarbe in

72 der Trockenstrecke der —> Rollenoffsetmaschine mit Heißluft getrocknet. Aus den eingesetzten Heatset-Farben wird das in der Druckfarbe enthaltene —• Lösemittel (—> Mineralöle, —• Harze, pflanzliche —> Öle) verdampft. Die ursprünglich pastose Druckfarbenschicht wird dabei so fest, dass die Papierbahn im nachfolgenden Falzwerk ohne ein —> Abschmieren der Druckfarbe zu Falzprodukten verarbeitet werden kann. Die Trocknung wird beeinflusst durch die Heißlufttemperatur, die Luftgeschwindigkeit und die Luftmenge sowie die Verweilzeit der Papierbahn in der Trockenstrecke und damit durch die Druckgeschwindigkeit. FA

Heatset-Trocknung (heatset drying) Unter der Bezeichnung Heatset-Trocknung werden Einrichtungen in —> Rollendruckmaschinen verstanden, die mithilfe eines Wärmeübergangs - auch als Wärmekonvektion bezeichnet - über das Medium Luft eine Trocknung der —• Druckfarbe herbeifuhren. In den Maschinen werden Trockenöfen eingerichtet, die die bedruckten Endlosbahnen durchlaufen. Die Erwärmung innerhalb der Trockentunnel kann über elektrische Heizung oder Gasbeflammung erfolgen. Insgesamt lässt sich die Heatset-Trocknung als sehr ineffektiv bezeichnen, da lediglich ca. 1 % der eingesetzten Energie tatsächlich für die Trocknung der Druckfarben zur Verfugung steht, während der überwiegende Anteil zur Lufterwärmung und Verdampfung des Wassers im Druckpapier verbraucht wird. Die Länge der in den Maschinen notwendigen Trockenöfen orientiert sich an der Maschinengeschwindigkeit, die gefahren werden soll. Als Faustregel kann angenommen werden, dass die Druckmaschinen-Geschwindigkeit in [m/s] gleich der Baulänge des Trockentunnels in [m] sein muss, um eine optimale Trocknung der Druckfarben zu bewirken. Die Papiere, die im Rollenoffset mittels Heatset-Trocknung verarbeitet werden, müssen teilweise extremen Bedingungen standhalten. Bahntemperaturen im Bereich bis zu 180° C werden in den Trocknern oft-

mals erreicht, wenn Motive mit einer hohen Farbbelegung gedruckt werden müssen. Ohne eine ausreichende Farbtrocknung ist die Gefahr von Abschmierungen (—• Abschmieren) der Farben im Bereich von —> Wendestangen für die Papierbahn im —> Widerdruck oder an Falztrichtern ständig gegeben. Die mit der Heatset-Trocknung verbundene Austrocknung des Papiers ist eine ständige Quelle für Reklamationen, die sich durch eine —> Blasenbildung bei beidseitig bedruckten Papieren, aufstehende Fasern und den bekannten —> Speckglanz der Papieroberflächen nach dem Rollenoffset beschreiben lassen. Auch die Welligkeit der gefalzten Bogen oder ein —• Brechen im Falz stehen in unmittelbarem Zusammenhang mit der Austrocknung des Papiers bei der Heatset-Trocknung. SD

Hebelführung (lever bearing) Das Merkmal neuer Kalanderkonstruktionen ist die Hebelführung der Walzenlager, die einen gravierenden Nachteil der —> Gleitführung herkömmlicher —> Kalander vermeidet, nämlich die durch Reibung verursachte Schwergängigkeit der Lagerführungen, die durch Verkanten bis zum Klemmen eskalieren und dadurch einen negativen Einfluss auf die Linienkraftprofile haben kann.

Konventionelle Lagerung

Hebelführung und Gleitfuhrung

73 Bei der Hebelführung wird das Walzenlager durch einen kurzen Hebel gehalten, der in einem Gleitstück gelagert ist, das in der Gleitschiene des —> Kalanderständers auf und ab gleiten kann und von der —• Hängespindel positioniert wird (Abb.). In den Hebeln der Hebelführung ist ein kleiner hydraulischer Kompensationszylinder integriert, der die Entlastung der Walzenzapfen von den —* überhängenden Gewichten übernimmt, indem er sich auf das Gleitstück der Hebelführung und über dessen Lagerauge auf der Hängespindel abstützt. Darüber hinaus dämpft er die Fallbewegung beim Schnelltrennen der Walzen. In der Hebelführung der Kalander nach dem —• Janus Concept ist dieser Zylinder so dimensioniert, dass der Hub für die beim Kalanderbetrieb erforderlichen Wege ausreicht und dadurch eine Hängespindel in den meisten Fällen ganz entfallen kann. SZ

Heften (stapling, thread stitching) Beim Heften werden 2 oder mehrere Lagen aus Papier, Karton, Pappe oder Wellpappe mit Faden, Draht oder anderen Verbindungsmitteln kraftschlüssig miteinander verbunden. Das Heften muss grundsätzlich unterschieden werden in: • •

Heften von Buchblocks oder Blockheftung Heften von Schachteln.

Anfang an von Maschinen ausgeführt. Die einfachste Art der Fadenheftung ist die Knotenrückstichheftung, die nur bei einlagigen Produkten angewendet werden kann. Ein typisches Anwendungsfeld dieser Heftart waren —• Schulhefte. Die heutige Anwendung von Rückstichheftungen findet fast ausschließlich durch Drahtheftung, z.B. bei Zeitschriften, Illustrierten und Schulheften, statt. Die Handhefitung von Büchern wird heute ausschließlich in Buchbindereien durchgeführt, die sich mit Restaurationsarbeiten beschäftigen. Selbst kleine Auflagen werden auch heute mit Maschinen geheftet. a) Fadenheftung Die Weiterentwicklungen der Fadenbuchheftmaschinen hat seit ihrer Erfindung (1880 Smyth und 1884 Brehmer) große Fortschritte erzielt. Zwar ist die prinzipielle Funktionsweise der heutigen Fadenheftautomaten mit derjenigen der ersten Fadenheftmaschinen noch übereinstimmend, jedoch konnte durch vollautomatische Bogenzuführung und Blockablage sowie mikroprozessorgesteuerte Abläufe eine Maschinenleistung von 150 Bogen pro Minute und mehr erreicht werden. Es gibt 2 Arten von Fadenbuchheftmaschinen: eine mit drehbaren Heftköpfen und eine mit feststehenden Nadeln. Die Maschinenart mit drehbaren Heftköpfen ist nicht weit verbreitet. Bei der zweiten Art von Fadenheftmaschinen wird der zu heftende Bogen auf den Heftsattel aufgelegt und von innen mit Vorstechnadeln durchstochen. Danach dringen durch die vorgestochenen Löchern von oben die Näh- und Hakennadeln in den Bogen ein (Abb. 1). Der Heftfaden wird mit der

1) Heften von Buchblocks oder Blockheftung Das Heften von Buchblocks ist eine der ältesten Verbindungstechniken. Seit Lage des Heftfadens im Bogen Beginn der —» Buchbinderei wurden die einzelnen Lagen / i . N . zuallererst mit einer Kordel, in Einzel lagen des späterer Zeit mit Zwirn (Faden) Buchblocks (Falzoder Draht miteinander verbunbogen) 0 den. Zunächst war das Fadenheften reine Handarbeit und ging nach der Erfindung der Löcher der Vorstechnadeln Buchheftmaschinen mehr und mehr in Maschinenarbeit über. Abb. 1 : Beispiel für die Anordnung der Vorstechnadeln bei FaDas Drahtheften wurde von denhefitmaschinen

&

74 Nähnadel so ins Bogeninnnere eingeführt, dass sich eine Schlaufe bildet, die von einem Greifer erfasst und zur Hakennadel gezogen wird. Durch Bewegungen der Nadeln werden mit dem Heftfaden Schlingen gebildet und ineinander verknotet. Aufgrund des Bewegungsablaufs liegt der Heftfaden im Bogeninneren doppelt vor, was charakteristisch für eine Maschinenheftung ist. Bei einer Handheftung würde der Faden nur einfach im Bogeninneren vorliegen. Bei den heutigen Heftautomaten wird in der Regel der sog. Broschierstich durchgeführt, d.h. es wird ohne Gaze geheftet. Das Heften auf Gaze wird bei den schnell laufenden Maschinen nicht mehr durchgeführt. Die Anzahl der Vorstechnadeln richtet sich nach der Anzahl der Näh- und Hakennadeln und deren Anzahl wiederum nach dem Buchformat. b) Drahtheftung Neben der Heftung mit einem Faden sind auch Heftungen mit einem Draht durchführbar. Die Drahtbuchheftung, bei der der Falzbogen mittels Drahtklammer auf Gaze geheftet wurde, ist nicht mehr gebräuchlich. Die Drahtheftung beschränkt sich heute auf Zeitschriften, Broschüren, Kalender und Blockherstellung. Dabei unterscheidet man in Drahtrückstichheftung und Drahtseitstichheftung (Abb. 2).

Drahtrückstichheftung

Iπ π I Drahtseitstichheftung

Abb. 2: Anordnung der Klammern bei der Drahtrückstich- und Drahtseitstichheftung

Die Drahtrückstichheftung kann nur bei einlagigen Produkten, wie z.B. Zeitschriften und Schulheften, angewendet werden, da die Heftung durch die Drahtklammer im Rücken-

falz erfolgt. Es gibt hierzu die Variante der Ringösenheftung, bei der die Klammer am Rücken zu einer Öse ausgebildet wird, um das Produkt später z.B. in —• Briefordnern oder —• Ringbücher abzuheften. Bei der Drahtseitstichheftung wird die Klammer möglichst nahe am Rücken und parallel dazu von vorne nach hinten durch das Heftgut gedrückt. Dadurch kann diese Heftung auch bei mehrlagigen Produkten bzw. Einzelblättern, z.B. Blocks, verwendet werden. Der Nachteil bei dieser Heftung ist, dass sich die Produkte infolge der Klammerwirkung des Rückens durch die seitliche Heftung nicht mehr planliegend aufschlagen lassen. Der Heftvorgang beginnt, indem ein Greifer den Draht solange vorschiebt, bis die eingestellte Drahtlänge erreicht ist. Anschließend wird der Draht im Schneidkasten abgeschnitten und ein von oben kommender Stößel, der Treiber, drückt den Draht auf die Klammerstütze. Nachdem die Klammerenden umgebogen wurden, zieht sich die Klammerstütze zurück und der Treiber drückt die Klammerenden durch das Heftgut. Im Auflagetisch befinden sich Umlegeplättchen, die, wenn die Klammer vollständig durchgedrückt ist, die Drahtenden an das Heftgut anlegen und somit die Klammer schließen. 2) Heften von Schachteln Durch das Heften, in aller Regel Drahtheften, werden Werkstücke oder Werkstückteile kraftschlüssig miteinander verbunden. Die Verbindung von 2 oder mehr flach aufeinander liegenden Werkstücken wird als Flachheftung bezeichnet (Abb. 3). Diese Heftung wird für die Formgebung der Rohkartonage aus Well- oder Vollpappe verwendet, z.B. werden —• Faltschachteln zum flachliegenden Schlauch geheftet, manchmal auch der Boden- und Deckelverschluss. Für die Herstellung von Stülpdeckelschachteln wird fast ausschließlich die Drahtheftung eingesetzt. Bei einer Eckenheftung werden 2 in einem Winkel (meistens 90°) aufeinander treffende Flächen miteinander verbunden. Sie wird zur Festigkeitserhöhung der Verbindung der Ecken von Feinkartonagen eingesetzt. In der Faltschachtelindustrie und der Papiersackin-

75

Eckenhefitung

Flachheftung Abb. 3: Schema von Flach- und Eckenheftung

dustrie wird die Drahtheftung zum Verschließen von Längsnähten kaum eingesetzt. Es können verschiedene Heftmaterialien eingesetzt werden, wie z.B. Draht, Blechklammern, Nieten oder Nähfäden, wobei der Heftdraht am gebräuchlichsten ist. Bei der Drahtheftung wird ein Drahtstück von der Rolle abgewickelt, die Klammer abgeschnitten und geformt, durch das Heftgut hindurchgedrückt und auf der Rückseite angepresst. Die Klammerteile werden mit Klammerrücken und -Schenkel bezeichnet. Man unterscheidet bei der Schachtelheftung in Längs-, Quer- und Diagonalheftung. Bei der Längsheftung liegen die Klammern parallel zur Schachtelhöhe, bei der Querheftung im rechten Winkel (90°) dazu, wohingegen bei der Diagonalheftung der Winkel 45° beträgt. Die Diagonalheftung wird bevorzugt bei Schachteln aus Wellpappe verwendet.

Längsheftung

Querheftung

Diagonalheiitung

Abb. 4: Mögliche Anordnungen der Heftklammern bei der Schachtelheftung

Zur Drahtheftung von Schachteln werden verschiedene Drahtheftmaschinen eingesetzt und bei der Heftung von Längsnähten von Versandfaltschachteln sind die Heftautomaten meist in die Faltschachtelmaschine integriert. MZ

Heftmaschinen (thread stitching machines, staplers) Mit Heftmaschinen werden 2 oder mehrere Lagen aus Papier, Karton, Pappe oder —> Wellpappe kraftschlüssig miteinander verbunden (—> Heften). Es wird eine Vielzahl von Heftmaschinen in unterschiedlicher Bauweise in der Papierverarbeitung eingesetzt. Man unterscheidet die Heftmaschinen nach dem eingesetzten Heftmaterial in Fadenheftmaschinen und Drahtheftmaschinen. 1) Fadenheftmaschinen Die Weiterentwicklungen der Fadenheftmaschinen hat seit ihrer Erfindung (1880 Smyth und 1884 Brehmer) große Fortschritte erzielt. Die prinzipielle Funktionsweise der heutigen Fadenheftautomaten ist mit derjenigen der ersten Fadenheftmaschinen noch weitgehend übereinstimmend, jedoch konnte durch vollautomatische Bogenzufuhrung und Blockablage sowie mikroprozessorgesteuerte Abläufe eine Maschinenleistung von 150 Bogen pro Minute und mehr erreicht werden. Es gibt 2 Arten von Fadenheftmaschinen: eine mit drehbaren Heftköpfen und eine mit feststehenden Nadeln. Die Maschinenart mit drehbaren Heftköpfen ist nicht weit verbreitet. Bei der zweiten Art von Fadenheftmaschinen wird der zu heftende Bogen auf den Heftsattel aufgelegt und von innen mit Vorstechnadeln durchstochen. Danach dringen durch die vorgestochenen Löcher von oben die Näh- und Hakennadeln in den Bogen ein. Der Heftfaden wird mit der Nähnadel so ins Bogeninnnere eingeführt, dass sich eine Schlaufe bildet, die von einem Greifer erfasst

76 und zur Hakennadel gezogen wird. Durch Bewegungen der Nadeln werden mit dem Heftfaden Schlingen gebildet und ineinander verknotet. Als Heftfaden werden üblicherweise Baumwoll-, Kunstfaser- oder Mischfäden verwendet. Maschinenheftfäden müssen reißfest, aber dehnbar sein. Sie sollen feste Knoten bilden und sich mit dem —> Klebstoff gut verbinden. Die Auswahl der Heftfäden für die Heftmaschinen ist von dem zu heftenden Buchblock abhängig. Für Heftfäden werden verschiedene Nummerierungssysteme für die Bezeichnung verwendet, einerseits vom Verhältnis einer bestimmten Fadenlänge zum Gewicht und andererseits von einem bestimmten Gewicht zur Fadenlänge ausgehend: • • •

Drahtheftmaschinen sind als Flachhefter für Längs-, Quer- oder Diagonalheftung ausgelegt. Maschinen, bei denen alle 3 Heftarten ausgeführt werden können, sind mit drehbaren Heftköpfen ausgestattet. —• Faltschachtelheftmaschinen sind Flachhefter, die zur Auflage großer Zuschnitte Sperrholztische besitzen, in denen die Umlege· oder Einrolleinrichtung für die Klammerschenkel integriert sind. Weiterhin unterscheidet man Bodenheftmaschinen zur Bodenverschlussheftung von —• Faltschachteln sowie Blockheftmaschinen, bei denen mittels Drahtseitstichheftung mehrere Einzellagen verbunden werden.

das metrische System (Nm), von einer bestimmten Fadenlänge ausgehend das englische System (NeL) für eine bestimmte Fadenlänge das internationale System (tex), vom Gewicht einer Fadenlänge ausgehend.

Für einen gleichen Faden können z.B. folgende Nummerierungen verwendet werden: Nm 30/2: NeL 50/2: 33 tex 2:

Fadenstärke 30, 2-fach Faden Fadenstärke 50, 2-fach Faden Fadenstärke 33, 2-fach Faden

Für spezielle Anwendungsfälle kann der Heftfaden besonders ausgerüstet werden, z.B. farbig oder zum Fadensiegeln mit einer thermisch reaktivierbaren Schicht. 2) Drahtheftmaschinen Die einfachste Art von Drahtheftmaschinen sind Heftappparate, in denen, von Hand oder Fuß betätigt, vorgefertigte U-formige Drahtklammern verwendet werden. Die vorgeformten Drahtklammern werden in einen Zuführungskanal eingeschoben und mittels Federdruck in den Heftkopf gedrückt. Beim Heftvorgang wird die Drahtklammer mittels eines Stahlschiebers aus dem Heftkopf herausgeschoben. Die Klammerschenkel durchdringen das Heftgut und werden auf der Rückseite durch 2 Vertiefungen umgebogen.

1 2 3 4 5

Drahttransport Richtkanal feststehendes Messer bewegliches Messer und Bieger Bieger

6 7 8 9 10

Biegeblock Treiber Umlegeplättchen Heftarm Heftgut

Abb. 1: Prinzip eines Flachheftmaschinenheftkopfes

Maschinen mit mehreren Heftköpfen, die gleichzeitig mehrere Klammern in das Heftgut eindrücken, werden als Mehrkopfheftmaschinen bezeichnet. Zur Schlauchheftung von Faltschachteln, in der Regel aus Wellpappe, werden Hefthalb- oder Heftvollautomaten eingesetzt, die den Faltschachtelzuschnitt selbsttätig in die Hefteinrichtung einführen und durch Faltvorrichtungen die Zuschnittteile umlegen. Bei Halbautomaten werden die Zuschnitte von Hand angelegt, bei Vollautomaten vom Stapel. Bei allen Flachheftmaschinen wird die Klammer am Anfang der Heftung im Heft-

77 köpf geformt (Abb. 1). Der Heftdraht wird von Spulen mittels Transportrollen oder schwingenden Klemmhebeln abgezogen und durch einen Kanal in den Heftkopf transportiert. Anschließend wird der Draht im Schneidkasten abgeschnitten und ein von oben kommender Stößel, der Treiber, drückt den Draht auf die Klammerstütze. Nachdem die Klammerenden umgebogen wurden, zieht sich die Klammerstütze zurück und der Treiber drückt die Klammerenden durch das Heftgut. Im Auflagetisch befinden sich Umlegeplättchen, die, wenn die Klammer vollständig durchgedrückt ist, die Drahtenden an das Heftgut anlegen und somit die Klammer schließen. 1 Heftdraht 2 festes Messer 3 linker Bieger und bewegliches Messer 4 rechter Bieger 5 Biegeblock 6 Treiber 7 gebogene Klammer 8 Klammer-Haltestifte 9 Heftarm 10 Umlegeplättchen 11 Heftgut

9

Abb. 2: Prinzip eines Eckenheftmaschinenheftkopfes

block nach vorne aus dem Heftkopf geschoben. Das Herausfallen der Klammern wird durch kleine, federnd gelagerte Haltestifte verhindert. Der Treiber drückt die Haltestifte weg und die Klammer aus dem Heftkopf. Dabei dringen die Klammerschenkel durch das Heftgut, die durch die auf- und abgleitenden Umlegeplättchen im Heftarm umgelegt und ans Heftgut angedrückt werden. Es werden in allen Drahtheftmaschinen verzinkte oder unverzinkte Stahldrähte aus Walzstahl mit unterschiedlichen Qualitäten (Festigkeit) eingesetzt. Unverzinkte Heftdrähte sind an ihrem rötlichbraunen Aussehen zu erkennen. Sie werden in der Regel für kurzlebige Produkte eingesetzt, da sie keinen Oberflächenschutz aufweisen. Verzinkte Heftdrähte sind mit einer Zinkschicht versehen und verfügen dadurch über einen Rostschutz, der ihnen eine gewisse Alterungsbeständigkeit verleiht. Früher waren verzinnte Drähte weitverbreitet, die aber heute kaum noch eingesetzt werden. Folgende Anforderungen werden an Heftdrähte gestellt: • • •

Bei Eckenheftmaschinen erfolgt der Drahttransport wie bei Flachheftmaschinen. Bei der Zufuhrung in den Heftkopf wird der Heftdraht über ein feststehendes Messer geschoben und wird im Biegeblock, in dem sich eine Nut für den Draht befindet, gefuhrt (Abb. 2). Der Vorschub muss so lang sein, bis das Drahtende am rechten, runden Bieger anliegt. Die beiden Bieger sind an ihren Vorderfläche so abgefräst, so dass nur kleine, dreieckige Flächen vorstehen. Der linke Bieger wirkt gleichzeitig als bewegliches Messer und schneidet mit dem feststehenden Messer den Heftdraht. Durch weitere Drehung der Bieger wird der Draht zur Klammerform (trapezförmig) gebogen. Durch die Abwärtsbewegung des Treibers - seine Unterseite bildet einen 90°-Winkel - wird der Biege-

•

fehlerfreie Aufspulung zur Vermeidung von Stoppern gleichmäßige Querschnitte für eine exakte Klammerbildung konstante Qualität in Härte, Festigkeit und Dehnung, um das Heftgut sauber zu durchdringen, einen exakten Sitz der Klammer zu garantieren und die Heftköpfe zu schonen abriebfeste und saubere Oberflächen, um ein Verstopfen der Führungen und Treiber der Heftköpfe zu vermeiden.

Die Drahtquerschnitte werden in ihrer Stärke und Form durch das Heftgut bestimmt. Es wird sowohl Rund- als auch Flachdraht verwendet. Runddrähte werden vorwiegend für Rückstichheftungen in der einlagigen Broschurenfertigung sowie bei der Faltschachtelheftung bei dünneren Kartonmaterialien eingesetzt. Die üblicherweise verwendeten Drahtstärken liegen zwischen den Bezeichnungen 17 bis 30, wobei die kleinere Nummer die dickere Drahtstärke bezeichnet.

78 Flachdrähte werden überwiegend bei Kartonagen aus dickeren Materialien (Karton, Pappe, Wellpappe) und Blockheftungen (Drahtseitstichheftung) verwendet. Die Stärkenbezeichnungen liegen bei Flachdrähten zwischen 0 und VIII, wobei hier die höhere Nummer den dickeren Draht bezeichnet. Die übliche Lieferform von Heftdrähten sind Ringe oder Spulen mit einem Gewicht von etwa 2 kg. MZ

Heißdispergierung (hot dispersing) Bei der Heißdispergierung erfolgt die Dispergierung unter Einwirkung von Temperaturen zwischen etwa 90 und 110° C mit dem Ziel der Zerkleinerung unerwünschter Partikel in —• Altpapierstoffen. Dabei handelt es sich meist um Feststoffe, deren Schmelzpunkt unter diesem Temperaturbereich liegt. So findet die Heißdispergierung vor allem ihre Anwendung zur Zerkleinerung von —• Wachs oder —» Bitumen bei der —•Altpapieraufbereitung von gebrauchten wachsbehandelten —•Wellpappen. Im Gegensatz zum —•Dispergieren bei Temperaturen unter 90° C wird mit der Heißdispergierung weniger das Ziel verfolgt, eine weitere Ablösung noch an der Faser haftender —• Druckfarbe sowie deren Zerkleinerung unter die Sichtbarkeitsgrenze zu bewirken. Bereits geringe Mengen von Wachs in Altpapierstoffen können bei der Herstellung von —• Karton zu Qualitätsproblemen, wie Flecken oder Festigkeitseinbußen, fuhren. Zudem setzen Wachsteilchen den —> Reibungskoeffizienten von Papier zu Papier herab, was vor allem negative Auswirkungen auf das Stapel- und Transportverhalten von Wellpappenzuschnitten bzw. —• Wellpappenverpackungen hat. Um eine Entfernung von Wachspartikeln aus Altpapierstoffen mittels —• Wäsche vornehmen zu können, ist deren Zerkleinerung zu feindispersen Partikeln von etwa 1 μηι Durchmesser erforderlich. Zu diesem Zweck wird der Stoff auf etwa 30 % - > Stoffdichte eingedickt, mittels Dampf auf 90 bis 110° C erwärmt und anschließend bei einer Energie-

zufuhr von 30 bis 50 kWh/t in einem —• Disperger oder —• Kneter behandelt. Durch Zusatz von —• Natronlauge kann die Wirkung der Wachsabscheidung in der sich anschließenden Waschstufe verbessert werden. AC

Heißglätten (gloss calendering) Beim Heißglätten handelt es sich um eine thermo-mechanische Oberflächenveredelung von Papier- und Kartonbahnen mit einem —• Glosskalander, der entweder on-line am Ende einer Papier- oder Kartonmaschine installiert ist oder off-line in einem separaten Arbeitsgang betrieben wird. Das Verfahren des Heißglättens erzeugt bei relativ geringen Verlusten an —• spez. Volumen an gestrichenen Papier- oder Kartonoberflächen einen hohen, gussstrichähnlichen —• Glanz (—• Gussstreichen). In den Glosskalandern, auch Heißglanzpressen genannt, werden —• elastische Walzen mit relativ weichem Bezug (Hartgummi, Härte: 15 bis 20 P&J) mit geringen —•Linienkräften (< 80 kN/m) gegen eine auf 160 bis 200° C beheizte Zentralwalze mit auf Spiegelhochglanz verchromter Oberfläche angedrückt. Der hohe Glanz der Papier- oder Kartonbahn wird dadurch erzielt, dass die durch die hohe Temperatur der Zentralwalze plastifizierte Strichschicht (—• Strich) gegen die hochglatte Walzenoberfläche gedrückt wird und durch Glattprägen deren Spiegelglanz annimmt. Das Heißglätten hat sich wegen der geringen thermischen Belastbarkeit der Walzenbezüge und der - von den Eigenschaften des Strichs abhängigen - Einstellung der Betriebsbedingungen nicht durchgesetzt. Die gewünschten Effekte können heute mit —• Softkalandern mit temperaturfesten Walzenbezügen und hochglatten, bis 200° C heißen, schaberbaren Heizwalzen bei niedrigeren Linienkräften erzielt werden. SZ

79 Heißkaschierung (thermal lamination) Veredelungsverfahren, bei dem ein Druckbogen mithilfe einer transparenten und mit einem wärmereaktivierbaren —> Klebstoff vorbeschichteten —• Folie beklebt wird. Die —> Kaschiermaschine muss so beschaffen sein, dass unmittelbar vor dem Kaschiervorgang der Klebstoff thermisch reaktiviert wird und mit dem Druckbogen eine feste Verbindung eingehen kann. In der Regel geschieht dies mit einem beheizbaren Kaschierwerk. WN Heißlufttrockner (hot air dryer) Unter dem Begriff Heißlufttrockner lassen sich alle Trocknertypen zusammenfassen, bei denen als Trocknungsmedium erhitzte Luft oder —> Rauchgas verwendet wird. Hierzu zählen u.a. die —• Konvektions-, —> Kanal-, —• Flocken- und —> Sprühtrockner. In der Papierindustrie finden sich als Hauptvertreter der Heißlufttrockner die —> Schwebetrockner zur Trocknung —• gestrichener Papiere sowie die —• Hochleistungstrockenhaube als wichtiges Trocknungsaggregat bei der Herstellung von —> Hygienepapieren, wobei die Papierbahn in erster Linie vom —• Kreppzylinder getrocknet wird. HC

lagen einen innigen Verbund, z.B. an der Siegelnaht, ermöglichen. Z.B. werden Rollenverpackungspapiere heißsiegelfähig ausgerüstet, indem auf ein —• Kraftpapier von üblicherweise 100 bis 250 g/m 2 einseitig 20 bis 30 g/m 2 Polyethylen aufgebracht wird. Weitere Anwendungen für heißsiegelfähige Papiere sind —> flexible Verpackungen (wie —• Flachbeutel, —• Tragetaschen) —• Etiketten oder Klebebänder. RH

Heißsiegel-Flachbeutel (heat-sealing flat bag) Unter Heißsiegel-Flachbeutel versteht man einen Flachbeutel (—• Beutel), der unter Verwendung von heißsiegelfähig beschichtetem Material ohne —» Klebstoff hergestellt wird. Das Rollenmaterial wird nach vollzogener Schlauchbildung durch ein Formatblech unter einem beheizten Siegelschuh durchgeführt und dabei der Länge nach versiegelt (—• Heißsiegeln). Nach dem Querschneiden wird der Schlauchabschnitt zwischen 2 beheizte Falzzangen gedrückt und an der Unterkante quer versiegelt. AN

Heißsiegeln (heat-sealing) Heißsiegeln bezeichnet die unlösbare Vereinigung zweier Papier-, Karton- oder Kunststoffbahnen, die mit einem thermoplastiHeißsiegelfähiges Papier schem Material (—» Thermoplaste) beschich(heat sealable paper , heat sealing paper) tet sind, unter der Einwirkung von Druck und Papier mit einseitiger Beschichtung, die unter Temperatur. Als Beschichtungsmaterial fingleichzeitiger Einwirkung von Wärme und den Kunststoffe (z.B. Polyethylen, PVC, Druck auf einem anderen Werkstoff fixierbar Polystyrol), aber auch —> Wachse oder Miist (DIN 6730). schungen beider Stoffgruppen Anwendung. Heißsiegelfähige Beschichtungen als DisDer Auftrag des Heißsiegelklebstoffs auf die persion oder Schmelze verleihen den PapieSubstratoberfläche erfolgt in Form einer ren oder Kartons oft noch zusätzliche EigenLösung, Emulsion oder Dispersion, teilweise schaften, wie z.B. Wasserdampfundurchläsauch als Pulver oder Schmelze. Infolge des sigkeit. Sie setzen sich aus —• Thermoplasten, Verdampfens des —> Lösungsmittels oder wie Polyvinylacetat, Polyethylen niederer durch Abkühlen bindet der —> Klebstoff zuDichte, Polyacrylat, Polyvinylidenchlorid nächst zu einem nichtklebrigen Film ab. oder Polyurethan, in Kombination mit —> Wachsen oder —> Paraffinen zusammen. Beim Zusammenpressen zweier beschichteter Bahnen bei erhöhter Temperatur werden die Sie sollen bei Temperaturen bis 70° C nicht Klebstoffschichten wieder aufgeschmolzen, verblocken, bei höheren Temperaturen (ab ca. so dass nach dem Abkühlen und der damit 110°C) dagegen in speziellen Heißsiegelan-

80 einhergehenden Verfestigung des Klebstoffs eine dauerhafte Verbindung der Bahnen entsteht. Die verschiedenen Heißsiegelverfahren unterscheiden sich hauptsächlich durch die Art der Erwärmung der Verbindungsstellen. Beim Heizpressen erfolgt die Wärmezufuhr durch die Papierbahn hindurch entweder kontinuierlich über beheizte Walzen oder periodisch zwischen heißen Platten. Alternativ lassen sich die thermoplastischen Materialien auch mithilfe eines Hochfrequenzfelds erweichen. HC

Kühfwamr

Pf

Heiz-/Kühlsystem

Heiz-/Kühlsystem (heating/cooling system) Das Heiz-/Kühlsystem (H/K-System) versorgt die —• Heizwalzen (Gusswalzen) eines —> Kalanders mit der fur den Satinageprozess (—• Satinage) benötigten thermischen Energie, fuhrt überschüssige Wärmemengen ab und sorgt so fur konstante Temperaturen an

nes Kalanders

den Heizwalzenoberflächen. Die H/KSysteme arbeiten in voneinander unabhängigen, in sich geschlossenen Kreisläufen, die sich beim —> Superkalander (Abb.) in mehrere Heizkreise verzweigen, oder - wie beim —• Softkalander - jedes Walzenpaar separat bedienen. Die Vorlauftemperatur des

Heizsystem Heizmedium

Heizungstyp/ Wärmetauscher

Temperatur des Heizmediums

Walzen-Oberfl.Temperatur

Bemerkungen

Kondensat (Wasser/Dampf)

Wärmetauscher (Kreislauf) Elektro-Heizung

< 130°C

ca. 110°C

< 130°C

ca. 110°C

210° C

ca. 160° C

< 280° C

ca. 200° C

vorhandener Dampf wird genutzt falls Dampf nicht zur Verfügung steht spezielle Walze, Heat pipeSystem max. mögliche Öl-Temperatur begrenzt durch Temperaturspannung in der Heizwalze hohe Investitions- und Betriebskosten, Querprofilregelung der Einzelelemente

Dampf

Direkt Gas-Heizung

Thermo-Öl

Öl-Heizung Elektro-Heizung

Induktivität

Induktive Heizelemente

Verschiedene Heizsysteme und Wärmeträgermedien

ca. 250° C

81 Wärmeträgermediums (Wasser oder Thermoöl) wird über entsprechende Regler konstant gehalten, die den Heizdampf- oder Kühlwasserdurchsatz der —• Wärmetauscher steuern. Die richtige Auslegung eines H/KSystems erfordert neben ausreichend dimensionierten Leitungsquerschnitten eine dem Durchsatzvolumen entsprechende Förderleistung der Pumpen. Die Leistung der Pumpe errechnet sich aus dem erforderlichen Systemdruck, den Reibungsverlusten und der geodätischen Höhe der höchsten an den Kreislauf angeschlossenen —• Kalanderwalze. Die direkte Beheizung der Walzen nach dem „Heat pipe-Prinzip" verwendet den preiswerten, in jeder Papierfabrik vorhandenen —• Heizdampf und macht ein Heiz-/ Kühlsystem entbehrlich (Tab.). SZ

Heizdampf (steam, vapor) In der Zellstoff- und Papierindustrie wird aus prozesstechnischen Gründen an verschiedenen Stellen Dampf bestimmter Temperatur und bestimmten Drucks und damit eines bestimmten Zustands (überhitzter Dampf, Sattdampf, Nassdampf) benötigt. Die wichtigsten Verbraucher von Heizdampf sind die —• Kocher in einer Zellstofffabrik, die —•Trockenzylinder in einer —• Zellstoffentwässerungsmaschine und in der Papiermaschine sowie —• Disperger oder —• Kneter in der —• Altpapieraufbereitung. Der Heizdampf wird - von der großen Ausnahme des Fremdbezugs abgesehen - in werkseigenen —•Kraftanlagen erzeugt, die entweder nur den benötigten Dampf ohne Stromerzeugung mit niedrigem Druck (z.B. 12 bar) produzieren oder nach dem Prinzip der —• Kraft-Wärme-Kopplung arbeiten, um sowohl Prozesswärme (Dampf) als auch Strom in Gegendruckturbinen (—• Turbine) zu gewinnen. Der Heizdampf wird diesen Dampfturbinen als Gegendruckdampf mit Drücken zwischen etwa 2 und 12 bar entnommen, abhängig von der erforderlichen Temperatur der Verbrauchsstellen in den Zellstoff- und Papierfabriken.

Nachdem der Heizdampf seinen Wärmeinhalt z.B. in —• Wärmeaustauschern (Aufheizung von —•Kochflüssigkeiten) oder Trockenzylindern abgegeben hat, kondensiert er (—• Kondensat) und wird als hochwertig gereinigtes Wasser wieder der Dampferzeugung in den Kraftanlagen zugeführt. GG

Heizsystem (heating system) Der Begriff Heizsystem bezog sich ursprünglich nur auf die Dampfzufuhr in die —• Trockenzylinder der Papiermaschine. Aus wirtschaftlichen Gründen gehören zur energetisch optimierten Papiertrocknung neben der —•Trockenpartie die Hallenklimatisierung und die Papiermaschinen-Haubenklimatisierung als integrierte Prozessbestandteile (—• Trockenhaube, —• Wärmerückgewinnungsanlage). Neben Frischluft von außerhalb der Halle wird trockene, warme Hallenluft als Haubenzuluft verwendet. Zu beachten ist, dass ca. ein Drittel der aus der Haube abgesaugten Luft als Leckluft in die Haube angesaugt wird. Damit kommen Luftaustausch, Luftumwälzung und gerichteten Luftströmen in der Papiermaschinenhalle große Bedeutung zu. KL

Heizwalze (heating roll, thermo roll) Bei der —• Satinage in einem —• Kalander arbeiten —• elastische Walzen mit harten, aus Hartguss oder stahlähnlichen Gusslegierungen (—• Hartgusswalze) hergestellten, vorwiegend beheizten Walzen zusammen. Diese Heizwalzen haben die Aufgabe, die für den Satinageprozess erforderliche Wärmeenergie in das Walzenpaket zu bringen, überschüssige Wärme aus dem Prozess zu entfernen und die Oberflächentemperatur gleichmäßig über die Walzenbreite zu verteilen. Die zentrischen, relativ kleinen Bohrungen in den Hartgusswalzen, mit denen man anfangs versuchte, diese Aufgabe zu erfüllen, reichten dafür nicht aus. Weitere Entwicklungsschritte bestanden im Einbau von Verdrängerkörpern und der Verwendung peripherer Bohrungen

82

thermisch optimierter Randbereich

Abb. 1 : Hartgusswalze mit peripheren Bohrungen

(Duopass- und Tripass-Walzen), mit denen dem Heizmedium wesentlich mehr Kontaktfläche für die Wärmeübertragung zur Verfügung steht (Abb. 1).

Abb. 2: Dampfbeheizte, peripher gebohrte Heizwalze

—> Heiz-/Kühlsysteme können bei ausreichendem Durchsatz in geschlossenen Kreisläufen mit peripher gebohrten Walzen Temperaturprofile mit Abweichungen von < ± 1 , 5 ° C auch über große Walzenbreiten aufrecht erhalten. Neuere Entwicklungen verwenden den in jeder Papierfabrik zur Verfügung stehenden Heizdampf zur direkten Beheizung der Temperierwalzen, die wohl wirtschaftlichste Art der Walzenbeheizung. Dabei wird das „Heat pipe-Prinzip" genutzt,

das darauf beruht, dass bei Wärmeabgabe in den peripheren Bohrungen —> Kondensat entsteht, das rasch abgeführt wird, bei Wärmeüberschuss aber verdampft, was zur Abkühlung der betroffenen Zone führt. Die Folge ist ein sehr gleichmäßiges Temperaturquerprofil über die gesamte Walzenbreite. Die technische Umsetzung dieses Prinzips geht aus Abb. 2 hervor: Der Heizdampf strömt über die Zuführungskanäle in die äußeren peripheren Bohrungen. Das bei Wärmeabgabe entstehende Kondensat wird von den Fliehkräften der rotierenden Walze an die Außenseite der Bohrungen gedrückt und gelangt, unterstützt von der Dampfströmung, in stirnseitige, zur Walzenachse führende Bohrungen, die das Kondensat in den Ausströmkanal ableiten. Da der Kondensatfilm in den Bohrungen dünn bleibt, stellt sich ein guter Wärmeübergang vom Dampf zum Material der Heizwalze ein, wodurch auch größere Wärmemengen durchgesetzt werden können. Die Oberflächen der Heizwalzen können hochglanzverchromt oder mit hochglatten, extrem verschleißfesten und schaberbaren Beschichtungen versehen sein. Sie werden als —• Ober-, —• Unter- und Mittelwalzen in allen Kalandern und —• Glättwerken eingesetzt. Auch —• Durchbiegungsausgleichswalzen (D.A.-Walzen) können (z.B. in —• Softkalandern) mit Thermoöl beheizt werden, wenn andere Beheizungsarten nicht ausreichen oder in Zwei-Walzen-Kalandern beide Walzen als D.A.-Walzen arbeiten sollen. SZ

Hellbezugswert (value of luminance) Bei Körperfarben dient als Helligkeitsmaß (—> Helligkeit) der Hellbezugswert A, der im 2°- —> Normvalenz-System dem —> Normfarbwert Y entspricht und sich für den 10°-

83 —• Normalbeobachter (Normfarbwerte X ] 0 , Yio und Zio) über folgende Beziehung berechnet: Aio = 0,015Xio + 0,964 Y 1 0 + 0,021 Z 1 0 Der Hellbezugswert A kennzeichnet die Helligkeit einer Körperfarbe so, wie unser Auge sie bewertet, im Vergleich zu den Helligkeiten anderer, gleichzeitig gesehener Körperfarben. Er beschreibt, wie hell die Körperfarbe im Vergleich zur Körperfarbe der ideal weißen Oberfläche ist, wenn diese nach Stärke, Richtung und Qualität ebenso beleuchtet wird. Damit ist der Hellbezugswert eine relative —• Leuchtdichte und entspricht der lichttechnischen Kenngröße StrahldichtefakPR tor (Leuchtdichtefaktor).

ter können als —• Hellbezugswert A durch den —• Normfarbwert Y fur den 2°—•Normalbeobachter beschrieben werden, da für diesen die Heilempfindlichkeitskurve ν ( λ ) des helladaptierten Normalbeobachters (Abb.) identisch mit der Normspektralwertkurve y (λ) ist. Für den 10°-Normalbeobachter berechnet sich der Hellbezugswert Aio gemäß Aio = 0,015 Χίο + 0,964 Y 1 0 + 0,021 Z j 0 Eine empfindungsmäßige, in etwa gleichabständige Stufung erhält man durch Verwendung von L * (—> CIELAB-Farbenraum). Damit erfolgt die Bewertung der Helligkeit einer UR weißen Fläche zu A = 100.

Helligkeitsumfang (brightness range) Der Helligkeitsumfang einer Vorlage oder eines Drucks ist die Differenz aus minimaler und maximaler, im jeweiligen Bild vorkommender —> Helligkeit. Definiert man als Maß für die Helligkeit die —• optische Dichte, so ist der Helligkeitsumfang identisch mit dem —> Schwärzungsumfang. Verwendet man bei Nicht-Selbstleuchtern (z.B. Papier) den Reflexionsfaktor als Maß für die Helligkeit, so ergibt sich ein anderer Wert für den Helligkeitsumfang, der dann als Verhältnis von hellster zu dunkelster Stelle angegeben werden kann und logarithmiert wieder die Dichtedifferenz ergibt. Schließlich kann zur Bestimmung des Helligkeitsumfangs bei farbigen Vorlagen noch die Anwendung der farbmetrischen —> Hellbezugswerte 780 680 Y oder der Helligkeit L * [nm] in Betracht kommen. UR

Helligkeit (lightness) Nach D I N 5033-1 wird die Stärke einer Lichtempfindung, die stets untrennbar mit einer Farbempfindung verbunden ist, als Helligkeit bezeichnet. Bei der Helligkeit unterscheidet man zwischen Selbstleuchtern (—> Lichtquelle) und Nicht-Selbstleuchtern (z.B. Papier). Lichtquellen als Selbstleuchter werden in ihrer Helligkeit durch die Leuchtdichte L gekennzeichnet. Nicht-Selbstleuch-

380

480

580

Wellenlänge λ

Spektrale Hellempfindlichkeit ν ( λ ) bzw. ν ' ( λ ) für Tages- und Nachtsehen des helladaptierten Normalbeobachters

84 Helmholtz-Maßzahlen (Helmholtz values) Zur Beschreibung der —• Farbvalenz können die Helmholtz-Maßzahlen (DIN 5033-3), —• bunttongleiche Wellenlänge λ ά in [nm], —• spektraler Farbanteil p e (bzw. —• spektraler Leuchtdichteanteil p c ) und —» Helligkeit Y herangezogen werden. Demnach lässt sich jede —• Farbe als additive Mischung aus einer geeigneten —• Spektralfarbe mit —• Unbunt auffassen. Die Wellenlänge dieser Spektalfarbe findet man dadurch, dass man eine Gerade durch den zu beschreibenden —• Farbort F in der —• CIE-Normfarbtafel und den —• Unbuntpunkt U bis zum Schnittpunkt S mit dem Spektralfarbenzug zeichnet (Abb.). Im Punkt S liegt die bunttongleiche Wellenlänge. Da für Purpurfarben, also —> Farbarten im unteren Sektor der CIE-Farbtafel (z.B. Farbort P), keine bunttongleiche Wellenlänge existiert, wird diejenige Spektralfarbe der Wellenlänge benutzt, die sich mit der Purpurfarbe zu Unbunt mischt. Diese „kompensative Wellenlänge" λς wird ebenfalls in Nanometer angegeben und mit einem Minuszeichen versehen. Sind x F und y F die —• Normfarbwertanteile der zu kennzeichnenden Farbvalenz, x n , y n die der jeweils als Unbunt geltenden Farbart und x s , ys die der bunttongleichen Spektralfarbe, so ergibt sich der spektrale Farbanteil Pe zu: ρ = yF~y" ys-yn

=

X f

~X" xs-xn

Der spektrale Leuchtdichteanteil p c errechnet sich gemäß:

Für Purpurfarben sind bei der Berechnung von p e und p c für x s , y s die Koordinaten des Schnittpunkts der Bunttongeraden mit der —• Purpurgeraden zu nehmen (Abb.). Sowohl für die Bestimmung der bunttongleichen Wellenlänge als auch des spektralen Farbanteils bzw. des spektralen Leuchtdich-

teanteils ist als Unbunt bei Lichtfarben die Farbart χ = y = 1/3 zu nehmen, bei —> Körperfarben (z.B. Papier) und lumineszierenden Farben jedoch die des vollkommen mattweißen Körpers unter der jeweiligen beleuchtenden —• Lichtart. Für einige gängige —• Normlichtarten sind in der Tabelle die Unbuntpunkte angegeben.

Normfarbwertanteil χ Berechnung der Helmholtz-Maßzahlen

Die Helmholtz-Maßzahlen werden oft zur Beschreibung der Farbvalenz von —» Zeitungsdruckpapier bei Normlichtart C/2° herangezogen. Eine direkte Berechnung der bunttongleichen Wellenlänge ist hierfür über die folgende Beziehung für den engen bunttongleichen Wellenlängenbereich zwischen 570 und 580 nm nach SCAN-G 5:94 möglich: X d = A + B M + CM 2

+DM3

mit M = (yF-yn)/(xF-Xn) x n ,y n : entsprechend Tab. für C/2° xF,yF: Normfarbwertanteile der zu zeichnenden Farbvalenz

kenn-

85 Columbia, Washington und Oregon verbreitet. In Deutschland nur sehr selten als Waldbaum angepflanzt. Eine zweite Art von ähnlicher Qualität, aber geringerer Baumgröße ist Eastern Hemlock (T. canadensis). Beide Der spektrale Farbanteil p e berechnet sich Arten sind bei uns unter der Bezeichnung Hemlocktanne mit zahlreichen Zierformen gemäß: als Garten- und Parkbaum zu finden. Das Holz ist hellfarbig mit hellgrauem bis p e = 100Δ/(Ε + Έλ ά + GX^ + Ηλ^) gelblichgrauem Splint (—• Splintholz) und mit nur wenig dunklerem, farblich kaum mit unterschiedenem und einem Reifholz entsprechendem Kern (—> Kernholz). Die Holz2 χ χ 2 — ^(y-Yn) +( - η) art ist harzfrei mit einer mittleren Tracheidenlänge (Faserlänge) von etwa 3 mm und Für Füllstoffe und Pigmente gelten nach mit einer mittleren Rohdichte um 0,47 g/cm 3 SCAN-G 5:94 folgende Beziehungen: mittelschwer und ziemlich weich, mit nur mäßigen Festigkeitseigenschaften. Wenig X i = 603,482 - 42,129M + 2,468M 2 - schwindend, mit gutem Stehvermögen, je4,22 I M 3 doch wenig dauerhaft. Im Aussehen und den Pe = [(yp-yn) + 0,99581(xF-xn)]/0,0037203 mechanisch-technologischen Eigenschaften den amerikanischen Tannenarten, NormNormfarbwertanteile wie Grand Fir (Abies grandis) und Silver Fir (Abies amabilis), weitgelichtart hend ähnlich und mit diesen und Xn y„ Xn yn anderen Tannenarten häufig als geC 0,31006 0,31615 0,31039 0,31905 meinsames Sortiment unter der BeD65 0,31273 0,32902 0,31382 0,33100 zeichnung Hemlock gehandelt und Gesichts2° 10° auch exportiert. feldgröße Es wird als Konstruktionsholz im Normfarbwertanteile der Unbuntpunkte verschiedener Norm- Innenausbau für mäßige Beansprulichtarten für 2°- und 10°-Normalbeobachter chungen verwendet, wie Wand- und PR Deckenbekleidungen, Türen und Einbaumöbel; Schälholz für Sperrholz. Bedeutendes Hemicellulosen Faserholz für die Zellstoff- und Papierindust(hemicelluloses) rie Nordamerikas, speziell im Westen. WE Als Hemicellulosen (—• Polyosen) wurde früher eine chemisch sehr uneinheitliche Gruppe von —•Polysacchariden bezeichnet, Hexosan die vor allem in den Pflanzenstützgeweben (hexosane) als flexibles Begleitmaterial von —> Cellulose Unter Hexosan versteht man ein vorwiegend und —• Lignin vorkommen. GU aus —>Hexosen aufgebautes —•Polysaccharid. Neben —> Cellulose, —• Amylose und —> Amylopektin sind die -»Mannane die Hemlock wichtigsten Hexosane. GU (hemlock) Hemlock, Pacific Coast Hemlock, Western Hemlock (Tsuga heterophylla). Beheimatet in Nordamerika, wichtiger Waldbaum und an der Westküste vor allem in Alaska, British

A Β C D

= 601,075 =-35,4710 = 14,4225 = -2,41788

E F G H

=40,4558 =-0,1301132 =8,95164· IO'5 =2,65050· IO"8

86 Hexosen (hexoses) Hexosen sind —• Zucker, die 6 Kohlenstoffatome enthalten. Die wichtigsten Hexosen sind —• Glucose, Galactose und Mannose. Die am häufigsten vorkommenden Formen der Galactose und der Mannose haben folgende Strukturformeln: ι

OH

HOA^TÖHX HO-A^J-^Oy^OH

a-D-Galactose

ß-D-Mannose

Die beim Holzaufschluss anfallenden —• Ablaugen enthalten Hexosen. Im Gegensatz zu —> Pentosen sind die Hexosen der Sulfitablaugen (—• Sulfitzellstoff) als Nahrung für Hefen geeignet und können dadurch zur Erzeugung von Eiweiss für Nahrungs- und Futtermittel herangezogen werden. Mannose kann wie Glucose zu —> Ethanol vergoren werden. Die Hexosen der Ablaugen aus dem Sulfatverfahren (—• Sulfatzellstoff) werden bei der Laugenverbrennung (—• Chemikalienrückgewinnung) nur thermisch verwertet. Auch beim Sulfitverfahren verlieren die biotechnologischen Verwertungswege wegen der niedrigen Produktpreise gegenüber der thermischen Verwertung an Bedeutung. GU Hilfsstoffe (additives) Unter dem Begriff Hilfsstoffe werden die zur Zellstoff- und Papiererzeugung eingesetzten Chemikalien subsummiert. Nicht einbegriffen sind Aufschluss- und Bleichchemikalien (—> Bleichmittel) zur Zellstofferzeugung sowie —• Füllstoffe und —• Pigmente. In der deutschen Papierindustrie entfallen etwa 3 % des Rohstoffeinsatzes auf chemische Hilfsstoffe. Davon ist ungefähr die Hälfte der aus nachwachsenden Rohstoffen (Kartoffeln, Mais) gewonnenen —• Stärke und —• Stärkederivaten zuzuordnen. Etwa ein Sechstel

entfällt auf die traditionelle PapiermacherChemikalie —> Alaun bzw. —> Aluminiumsulfat. Lediglich 1 % der zur Papiererzeugung eingesetzten Rohstoffe sind synthetische Chemikalien. Hilfsstoffe werden verwendet, um zum einen Papiereigenschaften zu verbessern oder spezifische Eigenschaften zu erzielen und zum anderen die Herstellungsverfahren zu optimieren oder Produktionsschwierigkeiten zu beseitigen. Stoffe mit dem erstgenannten Anwendungsziel werden produktbeeinflussende Hilfsstoffe genannt, während Hilfsstoffe mit der letztgenannten Zweckbestimmung unter die Kategorie der prozessbeeinflussenden Hilfsstoffe fallen. Durch den Einsatz produktbeeinflussender chemischer Hilfsstoffe ist es z.B. möglich, die Festigkeitseigenschaften von Papier zu erhöhen (—> Nassfestmittel, —> Trockenverfestiger), die —> Saugfähigkeit zu regulieren (—• Leimungsmittel), die —> optischen Eigenschaften von Papieren zu beeinflussen (Bleichmittel, —• optische Aufheller, —> Farbstoffe) oder eine dauerhafte Bindung zwischen Papieroberfläche und —> Streichpigment (—• Bindemittel) zu gewährleisten. Im Vordergrund der Anwendung produktionsbeeinflussender Hilfsstoffe steht z.B. die Verringerung von RohstoffVerlusten, die Erhöhung der Papiermaschinengeschwindigkeit, die Verminderung des Frischwassereinsatzes und somit des spez. Abwasseranfalls (—• Abwasser), die Reduzierung der —> flächenbezogenen Masse, die Erhöhung des Anteils von —» Altpapier und mineralischen Füllstoffen am Rohstoff-Input und die Gewährleistung eines störungsfreien Produktionsablaufs. In den seltensten Fällen handelt es sich bei chemischen Hilfsstoffen zur Papiererzeugung um homogene Stoffe bzw. um eine einzige chemische Verbindung, die sich als —• Wirkstoff anhand ihrer physikalischen Daten charakterisieren lässt. Als Handelsware enthalten Hilfsstoffe neben dem oder den Wirkstoffen häufig noch Stell-, —• Dispergier- und —> Lösemittel in unterschiedlichen Anteilen. Da einige Papiere mit ganz bestimmten Gebrauchseigenschaften (z.B. —> Telefax-,

87 Selbstdurchschreibe-, —• Teebeutelpapiere) ohne den Einsatz chemischer Hilfsstoffe gar nicht hergestellt werden könnten, wird mitunter die Ansicht vertreten, dass der Begriff Hilfsstoffe die Bedeutung synthetischer Chemikalien zur Papiererzeugung nur unzureichend widerspiegelt. Vorgeschlagen werden Begriffe wie chemische Zusatzstoffe oder Effektstoffe. Der letztgenannte Begriff soll verdeutlichen, dass die meisten Chemikalien trotz sehr geringer Einsatzmengen (bezogen auf Papier häufig deutlich unter 0,5 %) einen beträchtlichen Einfluss auf Papiereigenschaften und Produktivität pro Meter Papiermaschinen· Arbeitsbreite haben.

Bleichmittel Retentions- und Flockungsmittel Farbstoffe und Opl Aufheller Biozide 1 % Entschäumer 1 % Sonstige 1 %

Anteil verschiedener Hilfsstoffe am weltweiten Verbrauch

Aus der Abbildung wird der Anteil verschiedener Hilfsstoffgruppen am weltweiten Verbrauch synthetischer Hilfsstoffe zur Papiererzeugung ersichtlich. 50 % der Hilfsstoffe entfallen auf —> Streichereibindemittel. 25 % sind den Leimungsmitteln und 8 % den Nassfestmitteln zuzuordnen. Der Anteil von Bleichmitteln (—• Wasserstoffperoxid, —> Dithionit und —» Formamidinsulfinsäure) liegt bei 6 %. Relativ gering ist trotz seiner großen Bedeutung der Einsatz von -^Retentions-, —• Flockungs- und —• Fixiermitteln mit 5 %. Farbstoffe und optische Aufheller machen 3 % aus. Jeweils 1 % entfallen auf —• Entschäumer, —• Schleimverhinderungsmittel und sonstige Chemikalien.

In den vergangenen Jahren traten bei Entwicklung und Auswahl von chemischen Hilfsstoffen neben funktionellen Aspekten zunehmend ökologische Kriterien in den Vordergrund. Die Einstufung in niedrige —> Wassergefährdungsklassen sowie eine gute —»biologische Abbaubarkeit sind nur einige beispielhafte Anforderungen, die zu erfüllen sind. Bei produktbeeinflussenden Hilfsstoffen ist sicherzustellen, dass sie das —> Recycling von —• Altpapier nicht stören. Literatur: Autorenkollektiv: Chemische Zusatzstoffe funktionell unentbehrlich und ökologisch nützlich. Das Papier 51 (1997), Nr. 6A, V91 V127 HA

Hochdruck (letterpress) Als Hochdruck bezeichnet man diejenigen —> Druckverfahren, bei denen die druckenden Elemente der —• Druckform höher liegen als die nichtdruckenden Teile der Druckform. Beim Einfarben erhalten nur die Druckelemente Farbe, und nur sie kommen während des Druckvorgangs in Kontakt mit der Oberfläche des —> Bedruckstoffs, um einen Teil der —• Druckfarbe an dessen Oberfläche abzugeben. Druckformen für den Hochdruck können aus verschiedenen Materialien bestehen: Holz, Blei, Gummi, Kunststoff. Zu den Hochdruckverfahren gehören der —» Buch-, der —• Flexo- sowie der —» indirekte Hochdruck (Letterset) und der —• Anilox-Hochdruck. NE

Hochdruckbeschichtung (high pressure coating) Eine im Hochdruckpressverfahren auf ein Trägermaterial aufgebrachte Beschichtung. Als Beschichtungsmaterialien spielen (z.B. in der Möbelindustrie zur Herstellung von Laminatfußböden oder Tischplatten) mit Harzlösungen bestrichene oder getränkte Papiere eine wichtige Rolle, die nach der Behandlung mit Harzlösung getrocknet, geschnitten und

88 je nach gewünschter Dicke lagenweise geschichtet und verpresst werden. Im Gegensatz zum —• Niederdruckpressverfahren, das in der Regel bei Drücken < 30 bar arbeitet, werden beim Hochdruckpressverfahren weitaus höhere Drücke (100 bis 130 bar) angewendet. Als Trägermaterial finden vorzugsweise Holzwerkstoffe, wie Holzspan- und Holzfaserplatten oder Furniere, Verwendung. KB Hochdruck-Kreiselpumpe (high pressure centrifugal pump) —• Pumpe

Hochdruckpumpe (high pressure pump) —> Pumpe

Hochdruckspritzrohr (high pressure cleaning shower) Hochdruckspritzrohre (HD-Spritzrohre) dienen in der Papiermaschine zur Reinigung von —• Bespannungen. Sie werden sowohl in der —> Trockenpartie (—> Trockensiebreinigung) als auch in der —•Pressenpartie eingesetzt. HD-Spritzrohre in der Pressenpartie reinigen und lockern den —> Pressfilz durch Einwirkung von Wasserstrahlen mit einem Druck von 1 bis 3 MPa. Der auf den Filz wirkende Wasserdruck hängt von der Geometrie der Düsen sowie vom Abstand des Spritzrohrs zur Filzoberfläche ab. HD-Spritzrohre sind üblicherweise auf der Papierseite des Filzes in genügendem Abstand zum Rohrsauger (—• Filzkonditionierung) montiert. Sie sind sowohl in feststehender (Breitstrahldüsen) als auch traversierender Ausführung (Breitstrahl- und Nadeldüsen) im Einsatz. Übliche Düsenmaterialien sind Stahl, Keramik und Rubine. Der Durchmesser bei Nadeldüsen beträgt 0,6 bis 1,2 mm. Der von einer Düse beaufschlagte Bereich ist bei feststehenden Breitstrahldüsen vom Auslaufwinkel (20° bis 45°) und dem Abstand zum Filz, bei traversierenden Düsen zusätzlich vom Hub abhängig (Düsenabstand = Hub). Übliche Düsenabstände betragen 150

bis 200 mm. Bei oszillierenden Spritzrohren nimmt der Düsenabstand entsprechend dem Hub zu, wobei letztere durch die Oszillierung wassersparender arbeiten. Die Filzoberfläche muss gleichmäßig bestrichen werden, so dass keine Überlappung erfolgt und auch keine nichtabgedeckten Bereiche entstehen, da dies zur Schädigung des Filzes führt. Der Einsatz erfolgt entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich nach Bedarf, wobei der Wasserdruck dem Filzzustand angepasst werden muss, d.h. je dichter und verschmutzter ein Filz ist, desto höher ist der verwendete Wasserdruck. Mit steigendem Druck findet aber eine zunehmende Schädigung der Filzoberfläche statt. Ausgeschlagene oder verschmutzte Düsen führen durch die ungleichmäßige Oberflächenbehandlung zu Schädigung des —> Nadelvlieses der Pressfilze. KX

Hochdruck-Stoffauflauf (pressurized headbox) Stoffauflauf

Hochfrequenzschweißen (high frequency welding) Hochfrequenzschweißen, auch dielektrisches Schweißen genannt, bezeichnet ein Verfahren zum Verbinden von Kunststoffen unter Zuhilfenahme eines elektrischen Wechselfelds. Das Prinzip beruht auf einer Erwärmung der Kontaktstelle zweier Teile und dem anschließenden Aufeinanderpressen. Zum Verschweißen eignen sich nur solche Kunststoffe, die sich bei Wärmezufuhr plastisch verformen lassen und diese Formänderung nach dem Erkalten aufrechterhalten. Demnach sind —• Duroplaste, die ein solches plastisches Verhalten nicht aufweisen, nicht schweißbar, während thermoplastische Kunststoffe (—> Thermoplaste) in der Regel gut verschweißt werden können. Die Wärmeeinbringung erfolgt über ein elektrisches Feld, dessen Frequenz und Amplitude auf den jeweiligen Kunststoff abgestimmt sein muss, um eine kontrollierbare Erwärmung zu gewährleisten. Sobald die

89 Kontaktflächen der zu fugenden Teile einen plastischen Zustand erreicht haben, werden die Teile zusammengepresst. Durch gegenseitige Diffusionsprozesse der Makromoleküle verbinden sich die Teile und bilden ein gemeinsames Gefüge aus. Das Hauptanwendungsgebiet des Hochfrequenzschweißens liegt in der Verbindung von PVC-Folien. Sehr verbreitet ist dieses Verfahren in der Automobil- sowie der Spiel- und Sportwarenindustrie. HC

Hochglanz (high gloss) Mit Hochglanz (—• Glanz) wird die Eigenschaft eines Gegenstands bezeichnet, bei dem aufgrund seiner optischen Beschaffenheit extrem hohe Anteile des auf der Oberfläche auftreffenden Lichts reflektiert werden. Ein Hochglanz lässt sich durch eine mathematisch ebene Oberfläche erzeugen, d.h. es muss Spiegelglätte der Oberfläche vorhanden sein. In der Papierindustrie wird versucht, diesen Spiegelglanz bei Papieren und Karton mithilfe des Gussstreichverfahrens (—> Gussstreichen) zu erzeugen. Im Bereich der Druckveredelung können bedruckte Oberflächen unter Einsatz von speziellen Kaschierfolien mit einer Hochglanzveredelung versehen werden. Eine Alternative zu den Folienkaschierungen bieten auch einige für die Hochglanzveredelung angebotene —• Lacke auf der Basis von wässrigen Dispersionen oder UV-härtenden Systemen. Die Glanzwirkung ist im hohen Maße von der Auftragmenge, dem Fließverhalten (—•Viskosität) des Lacks und dem Benetzungsverhalten ( - » Oberflächenspannung) des zu lackierenden Substrats abhängig. Durch die Technik der Heißkalandrierung von Dispersionslacken und Nitrolacken lässt sich ebenfalls ein Hochglanz bei der Druckveredelung erzeugen. SD

Hochglanzwachsbeschichtung (high gloss wax coating) Bei der Hochglanzwachsbeschichtung handelt es sich um eine —> Beschichtung von

Papier und Karton mit Beschichtungswachs (—> Wachs) zur Erzielung eines hohen —• Glanzes. Als Beschichtungswachse werden vorwiegend mineralische und in geringem Umfang synthetische Wachse eingesetzt. Das Beschichtungswachs wird in der Regel im Walzenauftragsverfahren aufgetragen. Zur Erzielung von Hochglanz wird die Beschichtung unmittelbar nach dem Beschichtungsvorgang gegen eine Schockkühlwalze gepresst. Dadurch werden der Beschichtungsfilm geglättet und der gewünschte Hochglanz erreicht. Hochglanzwachsbeschichtungen werden z.B. bei —• Faltschachteln, —• Beuteln oder —> Säcken zur Steigerung des optischen Eindrucks verwendet. KB

Hochkonsistenz (high consistency, HC) —> Stoffdichtebereich

Hochkonsistenzbleiche (high consistency bleaching , HC bleaching) Als Hochkonsistenzbleiche, auch als HCBleiche abgekürzt, bezeichnet man alle Bleichvorgänge (—» Bleiche), bei denen die —> Stoffdichte sehr hoch ist, z.B. über 18 %. Bei neueren HC—> Bleichanlagen beträgt die Stoffdichte des Faserstoffs über 30 %, so dass der Faserstoff krümeiförmig vorliegt. Die HC-Bleiche wird mit gasförmigen —• Bleichmitteln und auch bei der Verwendung von —> Peroxid eingesetzt, wobei die gleichmäßige Einmischung der Bleichchemikalien durch besondere technologische Schritte gewährleistet ist. Von Vorteil sind die gute Chemikalienausnutzung und ebenso die hohe Wärmeökonomie, da wenig begleitendes Verdünnungswasser (nutzlos) mit erwärmt werden muss, um höhere Prozesstemperaturen zu erreichen. HC-Bleichstufen werden sowohl in der —» Holzstoffbleiche als auch in der —• Zellstoffbleiche eingesetzt. DA

Hochkonsistenzbleichturm (HC bleaching tower) —> Bleichturm

90 Hochkonsistenzmahlung (high consistency beating , HC refining) Die Hochkonsistenzmahlung bei Stoffdichten um 20 bis 30 % wird bei der. —• Mahlung von —> Zellstoff üblicherweise nicht angewendet. Ursache ist der zur Erzielung eines bestimmten —• Mahlgrads höhere Energiebedarf im Vergleich zur —> Dickstoffmahlung. Von Vorteil sind der höhere Stoffdurchsatz und die höhere —• Weiterreißarbeit sowie —• Bruchdehnung des daraus erzeugten Papiers. Außerdem wird das —• Arbeitsaufnahmevermögen deutlich verbessert, was vor allem —> Sackpapieren zugute kommt. Zurückzuführen ist die Verbesserung der Festigkeiten auf eine intensivere Reibung der Fasern untereinander sowie auf eine in diesem Stoffdichtebereich weitgehende Vermeidung von Faserkürzungen. AC

Hochleistungsdüsentrockner (high capacity nozzle dryer) —• Hochleistungstrockenhaube

Hochleistungstrockenhaube (high intensity dryer hood) Intensive —> Konvektionstrocknung durch heisses LufWGasgemisch, etwa aus der Verbrennung von —> Erdgas, oder als Abluft einer —• Gasturbine, charakterisiert die Wirkung einer Hochleistungtrockenhaube, z.B. über einem —• Glätt- oder —> Kreppzylinder installiert. Je nach Erfordernissen und Prozessführung unterstützt die Konvektionstrocknung die —• Kontakttrocknung seitens des —• Trockenzylinders oder übernimmt sogar einen Großteil der Gesamttrocknung bei hohem thermischem Wirkungsgrad und bei hoher Flexibilität in der Trocknungsleistung (—> Verdampfungsleistung).

Hochkonsistenzpulper (high consistency pulper) —> Pulper

Hochkonsistenzreinigung (high consistency cleaning) —> Grobreinigung

Hochkonsistenzsortierung (high consistency screening) Bei der Hochkonsistenzsortierung erfolgt die Abtrennung unerwünschter Partikel aus —•Altpapierstoffen und —•Holzstoffen im Vergleich zu der in der —> Feinsortierung mit eng geschlitzten Siebkörben üblichen Niederkonsistenztechnologie (1 bis 2 %) bei Stoffdichten von 4 bis 5 %, womit eine erhebliche Vergrößerung der Kapazität der —• Sortierung verbunden ist. Der mit der Erhöhung der Stoffdichte einhergehende niedrigere Rejektstromanteil erlaubt zudem eine Reduzierung der Anzahl der Sortierstufen, die vorrangig der Wiedergewinnung wertvoller Fasern aus dem Rejekt dienen. AC

Hochleistungstrockenschraube für Kreppzylinder

Die Haube (Abb.) ist als Düsenhaube ausgebildet und besteht meist aus 2 oder mehreren Segmenten: z.B. bei —• Tissuemaschinen sind 2 Haubenhälften zu beiden Seiten des Zylinderscheitels angeordnet. Die Segmente können mit unterschiedlichen Lufttemperaturen und Aufblasgeschwindigkeiten betrieben werden (bei Tissuemaschinen bis 600° C und 150 m/s). Der dem Zylinder zugekehrte Teil des Haubensegments enthält Düsen, aus denen die Heißluft mit hoher Geschwindigkeit auf die Papierbahn geblasen wird. Das ausdampfende Wasser wird von der Heißluft aufgenommen und in den Saugraum der Haube geführt. 20 bis 30 % dieses abgesaug-

91 ten Lufit/Wassergemisches gelangt über Luftvorwärmer ins Freie. Aus Ausgleich wird von den Haubenluftventilatoren Frischluft bzw. Verbrennungslust angesaugt. Die übrige Luftmenge wird mit der Frischluft im Kreislauf erneut zu „Blasluft". Bei einer kombinierten Kontakt-/Konvektionstrocknung (mit dampfbeheiztem Zylinder und z.B. gasbeheizter Haube) bewirkt der Verdunstungsvorgang durch den Partialdruckunterschied ein Absinken der Oberflächentemperatur des Trockenguts (Papier) und damit eine Erhöhung des Wärmegefälles zwischen Zylinderinnenwand und der Papierbahnaussenseite. Dadurch steigt die Trocknungsleistung des Zylinders beträchtlich an. Bei ausschliesslicher Heisslufttrocknung findet die Wärmeübertragung nur durch Heissluft statt. Dabei bestimmen Trockengehalt der Bahn, Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit und Aufblasgeschwindigkeit die zu verdampfende Wassermenge. Zur Inspektion und Reinigung sind die Hauben mit Abfahrvorrichtungen versehen, die bei Betriebs- und Abfahrstellung überall den gleichen Abstand der Haube zum Zylinder sicherstellen. Haubenwerkstoffe sind nichtrostender Stahl für den feuchteren Bereich. KL

Hochregallager (high rise storage shelf, high rise warehouse) Hochregallager sind Lagereinrichtungen, die den großen Platzbedarf umfangreicher, ebener —• Papierlager verringern, indem sie auch den Raum über der zur Verfügung stehenden Lagerfläche nutzen und Rollen, Paletten oder auch volle —»Tamboure in hohen Regalen oder Gestellen lagern, die in Reihen angeordnet sind. Diese bis 40 m hohen und bis 140 m langen Regale werden bei der Ein- und Auslagerung von in den Gassen der Regalreihen laufenden Regalbediengeräten und automatischen Transporteinrichtungen (—> Rollen-, Palettentransportanlage) bedient. Die Einlagerung von Rollen in Kanal- oder Tunnellagern erfolgt in nebeneinander angeordneten Kanälen in mehreren Ebenen über-

einander mithilfe von Satellitenfahrzeugen und Verschiebewagen, die die Rolle in die richtige Position zur Einlagerung in den vom Lagerleitrechner bestimmten Platz bringen. Die Identifikation der Rollen am Ein- und Ausgang des Lagers erfolgt über Barcode (—> Barcodeleser). Alle Bewegungen im Lager (Lagerplatzverwaltung, Ein- und Auslagerung) werden vom Lagerleitrechner gesteuert, der für die Auftragsverwaltung mit dem Mill-Computer verbunden ist. Die Bewegungen der Rollen und ihre exakte Position im Regallager können am Bildschirm verfolgt werden. Inventuren und Belegungskontrollen sind jederzeit abrufbar. Große Hochregallager dieser Art haben bei 25 m Höhe (12 Ebenen), 140 m Länge und 25 m Breite eine Kapazität von 25 000 t, wobei 160 t/h ein- und 240 t/h ausgelagert werden können. Die Lagerung von Formatpapieren in Hochregallagern erfordert meist ein Umsetzen der auf Einwegpaletten zum Lager kommenden Formatstapel auf spezielle Systempaletten (Mutterpaletten, Trollies), die in das Lagersystem integriert sind. Die Palette wird am Lagereingang über einen Barcode identifiziert, einer Konturenprüfung (Messrahmen) unterzogen, an einem Übergabeplatz vom Regalbediengerät übernommen und in ein vom Lagerleitrechner bestimmtes, ausreichend dimensioniertes Regalfach gebracht. Nichtpassende oder nichtidentifizierbare Paletten werden ausgeschleust. Ein- und Ausgangsseite des Hochregallagers sind mit Staustrecken und Bereitstellungszonen versehen, in die der Lagerverwaltungsrechner die nach einem Versandplanungsprogramm auszulagernden Aufträge zur Übernahme durch Flurförderzeuge und zur Verladung bereitstellt. Ein solches fünfgassiges Paletten-Hochregallager hat bei Abmessungen von 39 m Höhe, 70 m Länge und 22 m Breite eine Kapazität von >11 000 Palettenplätzen und kann mit 5 Regalbediengeräten pro Stunde 125 Paletten ein- und gleichzeitig 125 Paletten auslagern. Der vollautomatische Lagerbetrieb wird von einem Lagerverwaltungsrechner gesteuert, der über Lichtwellenleiter mit dem über-

92 geordneten Host-Rechner verbunden und mit einer differenzierten Lagerbelegungsstrategie programmiert ist. Ein relationales (datenbezügliches) Datenbanksystem sorgt für ein hohes Maß an Datensicherheit. Menugesteuerte, praxisgerechte Oberflächen erlauben stichtagsbezogene oder permanente Inventuren der Lagerbestände.

stoffs eingesetzt wurde. Der Trog bestand erst aus Holz und wurde noch im 18. Jh. durch Steintröge ersetzt. Im 19. Jh. finden wir neben gemauerten Trögen auch solche aus gegossenen Eisenteilen. Die Holländer des 18. Jh. fassten etwa 50 bis 60 kg trockene —» Lumpen. TS

Literatur: Welge, S.: Lager und Lagerformen. Wochenblatt für Papierfabrikation 120 (1992), Nr. 3, 91-94

Hologramm (hologramm) Unter einem Hologramm (griech.: holos = ganz; gramma = Buchstabe oder Nachricht) werden dreidimensionale Bilder von beliebigen Gegenständen verstanden. Wird ein Gegenstand mit kohärentem Licht (Laser) bestrahlt, dann entsteht ein Wellenfeld, das sich von dem Feld des Laserlichts unterscheidet. Treffen diese Lichtwellen auf den Gegenstand, können verschiedene optische Phänomene, wie Beugungen, Reflexionen oder Interferenzen, auftreten. In diesen Veränderungen des Wellenfelds sind die optischen Informationen enthalten (Amplituden- und Phasenverteilung), die benötigt werden, um diesen räumlichen Gegenstand vollständig abzubilden. Im Gegensatz zu der Aufzeichnungstechnik (Holographie) enthalten die Bilder der Fotografie (Hologramme) nur die Amplitudenverteilung.

Informationsschrift der Firma Preussag Noell über Anlagenbeispiele für Lager- und Fördersysteme, Köln, 1994 SZ

Hochturbulenz-Stoffauflauf (pressurized headbox, high-turbulence headbox) Stoffauflauf

Holländer (historisch) (Hollander beater) (historical) Der Holländer verdankt seinen Namen seinem Ursprungsland. Kurz vor der Mitte des 17. Jh. wurde eine wasserradgetriebene Lumpenreißmaschine mit grober Messerwalze konstruiert, die die in einem Trog umlaufenden nassen —• Lumpen zerriss. Man konnte den Reißgang mit mehr Wasser fortsetzen und erhielt so einen groben Brei. Die Bestückung mit einer feineren Messerwalze führte zur Ganzstoff-Mahlmaschine, die den Namen „Roerbak" (Rührbütte) erhielt. Diese Maschine wurde im Verlaufe des 18. Jh. in ganz Europa eingeführt. Doch kam es dabei vielerorts zu Aufruhr unter den Papiermachern und zu „Schelten" (Boykottmaßnahmen), weil die Einführung einer neuen Maschine gegen den Papiermachereid verstieß. In manchen Fällen schritt die Obrigkeit ein, um die Unruhen zu unterdrücken. Das —• Stampfwerk wurde in der Folge auf 2 bis 3 Löcher reduziert. Es produzierte den Halbstoff, während der (damals noch niedertourige) Holländer für das Mahlen des Ganz-

Die theoretische Entwicklung der Holographie erfolgte durch den britischen Physiker Gabor im Jahr 1947. Für seine Erfindung erhielt Gabor 1971 den Nobelpreis für Physik. Bereits Anfang der 60er Jahre wurden mithilfe des Lasers Hologramme erzeugt und mit Ende der 80er Jahre wurde die Herstellung von Echtfarb-Hologrammen möglich. Eine Ausweitung dieser Technik stellte die Möglichkeit dar, auch Hologramme im Spektralbereich von Mikrowellen bis zu den Röntgenstrahlen zu produzieren. Eine weitere Möglichkeit zur Erzeugung von Hologrammen besteht in der Ultraschall-Technik. Durch die Betrachtung eines Hologramms in kohärentem Licht ist das aufgezeichnete Objekt wieder dreidimensional sichtbar. Mit einer Veränderung des Blickwinkels auf das Hologramm ist die Erkennung des abgebildeten Objekts ebenfalls aus den verschiede-

93 nen Blickwinkeln verbunden. Der dreidimensionale Effekt wird dadurch erreicht, dass bei dem Hologramm der Abstand der Wellenfronten genau rekonstruiert wird, die auch durch das ursprüngliche Objekt erzeugt wurden. In der Wissenschaft kommt die Holographie in der optischen Mikroskopie (z.B. Studien von lebenden Organismen) zum Einsatz. Bevorzugt wird diese Technik jedoch in der Interferometrie verwendet. Wenn 2 Hologramme von gleichen Objekten auf derselben Platte aufgenommen werden, überlagern sich die beiden holographischen Bilder bei der Rekonstruktion und es werden eventuelle Veränderungen eines Objekts zwischen den Aufnahmezeitpunkten dargestellt. Jede Verformung ergibt Phasenunterschiede zwischen den beiden Bildern, die ein Interferenzmuster hervorrufen und die Deformationen werden hervorgehoben. Durch die hohe Empfindlichkeit, die sich mit den Wellenfrontdifferenzen von einem Bruchteil der Wellenlänge des Lichts erreichen lässt, ist diese Methode gut für die Untersuchung von Materialeigenschaften geeignet. In der Druckindustrie werden Hologramme sowohl für werbetechnische Anwendungen (Bucheinbände, Prospekte) als auch für sicherheitstechnische Belange (Banknoten, Bankkarten, Kreditkarten) eingesetzt. SD

Holsysteme (pick-up system) —• Bringsysteme

Holz (wood) Holz ist das sekundäre Dauergewebe von Stämmen, Ästen und Wurzeln der Bäume und Sträucher, das durch eine als —• Kambium bezeichnete Bildungsschicht erzeugt wird. Unter stetiger Vergrößerung seines Umfangs scheidet das Kambium nach innen Holzzellen (Xylem) und nach außen Rindenzellen (Phloem) ab. Ebenfalls als Holz wird das stark lignifizierte Gewebe der zu den Monokotyledonen gehörenden Palm- und Bam-

busarten eingestuft, obgleich diese kein kambiales Dickenwachstum aufweisen und somit definitionsgemäß kein Holz (Xylem) im eigentlichen Sinne ausbilden. Der Holzkörper selbst besteht aus Zellen unterschiedlicher Art, Größe, Form und Verteilung. Gleichartige Zellen treten gruppenweise als größere Verbände (Gewebe) auf. Entsprechend den 3 Hauptfunktionen des Holzteils der Bäume und Sträucher, nämlich der mechanischen Festigung, Wasserleitung und Stoffspeicherung, können 3 Gewebearten unterschieden werden: Festigungs-, Leit- und Speichergewebe. Das Festigungsgewebe setzt sich bei den —•Nadelhölzern aus —•Tracheiden zusammen, die gleichzeitig auch dem Transport des Wassers und der darin gelösten Nährstoffe (z.B. Kalium, Calcium, Magnesium) dienen. Die —• Laubhölzer besitzen als festigende Elemente Libriformfasern und teilweise Fasertracheiden, gemeinsam auch als —• Holzfasern bezeichnet, während die Wasserleitung von Gefäßen (Gefäßzellen) übernommen wird. Das Speichergewebe besteht sowohl bei den Nadelhölzern als auch Laubhölzern aus Parenchymzellen (Speicherzellen). Hinzu kommen ggf. noch Exkretionsgewebe, wie Harzkanäle und Sondergewebe (Wund- und —• Reaktionsholz). Die Hauptmenge der Holzzellen verläuft parallel zur Stammachse (Faserrichtung). Zu diesen achsen-parallel orientierten Zellen liegen rechtwinklig, d.h. im stehenden Baum waagrecht, zahlreiche als —• Holzstrahlen bezeichnete Zellbänder. Sie sind - von Ausnahmen bei den Nadelhölzern abgesehen rein parenchymatisch und gewährleisten die radiale Leitung und Speicherung von organischen Stoffen aus der —• Rinde. Die chemischen Hauptbestandteile des Holzes sind —• Cellulose, —• Polyosen (—• Hemicellulosen) und —• Lignin. Als Nebenbestandteile kommen Extraktstoffe (Harze, Wachse, Fette, Gerbstoffe) und anorganische Bestandteile (Asche) vor. WE

94 Holzabfälle (wood residues) Unter dem Begriff Holzabfälle wird derjenige Teil von —> Stammholz zusammengefasst, der in den Sägewerken beim Zuschnitt von Bauholz (Balken, Bretter) in Form von Seitenbeschnitt als Spreißeln bzw. Schwarten und beim Längen als Kappstücke anfällt. Derartige Holzabfälle, neuerdings als —> Sägenebenprodukte bezeichnet, werden in den Sägewerken zu —> Hackschnitzeln zerkleinert und dienen als wertvoller Rohstoff sowohl zur Herstellung von —> Zellstoff als auch von —• Holzstoff nach dem Refinerverfahren in der Zellstoff- und Papierindustrie. Holzabfälle fallen auch bei der Herstellung von Furnieren nach dem Abschälen von Holzprügeln als Kern des Holzprügels an. Letztlich gibt es - im engeren Sinne dieses Begriffs - Holzabfälle in der Zellstoff- und Papierindustrie beim Sägen (Kappstücke) und Entrinden (Bruchholz und —» Rinde) von Prügelholz (Faserholz) als —• Durchforstungsholz. Diese Abfälle werden jedoch der werkseigenen —• Kraftanlage zur Energiegewinnung zugeführt. GG

Holzaufbereitungsanlage (wood preparation) In der Holzaufbereitungsanlage einer Zellstoff- oder Papierfabrik (mit integrierter Holzstoffanlage) wird das aus dem Forst angelieferte vollrindige Rundholz (—> Industrieholz) mit Sägen (Kreissägen) auf 1 oder 2 m Länge gelängt, in —> Entrindungstrommeln oder Einstammentrindern von der —• Rinde befreit und bedarfsweise mit —• Hackmaschinen zu —> Hackschnitzeln zerkleinert, wobei für die Holzstoff- und Zellstoffproduktion den Scheibenhackern gegenüber Trommelhackern der Vorzug gegeben wird. Die erzeugten Hackschnitzel werden in einem —> Hackschnitzelsortierer in Akzept (mit akzeptabler Größe), übergroße Schnitzel und Feinstoff getrennt. Das Akzept wird zum Hackschnitzelfreilager (—» Pile) transportiert. Die Holzaufbereitungsanlage befindet sich auf dem —• Holzplatz der entsprechenden

Produktionsstätte. Aufgrund der Umwelt- und Lärmbelästigung sind Entrindungstrommeln und Hackmaschinen eingehaust. Die aus Sägewerken angelieferten Hackschnitzel (meist per Lkw) werden in der Regel unmittelbar bei der Entladung sortiert und ebenfalls dem Hackschnitzelfreilager zugeführt. Da der Transport von Hackschnitzeln in Druckluftleitungen (—> pneumatische Förderanlage) zu Hackschnitzelschäden und erneuter Feinstoffbildung führt, wird er kaum noch praktiziert. Die Hackschnitzelfreilagerung hat sich seit vielen Jahren durchgesetzt, wobei verschiedene Systeme des Auf- und Abbaus der Hackschnitzel-Piles (ungeordneter Haufen) praktiziert werden. Ziel der meisten Systeme sind dabei das 'first in - first out'Prinzip und der Pile-Aufbau von oben und Abbau von unten, da dadurch sowohl der Lagerdauer als auch den klimatischen Bedingungen (insbesondere bei Frost) Rechnung getragen wird. BL/BY

Holzentrindung (debarking) —> Holz wird aus dem Wald mit seiner —• Rinde (vollrindig) den Zellstoffwerken und den Papierfabriken angeliefert und muss deshalb in diesen Produktionsstätten maschinell entrindet werden. Noch nach dem Zweiten Weltkrieg erfolgte die Entrindung teilweise auf manuelle Weise bereits im Wald mithilfe von Schälmessern. Diese lohnkostenintensive Entrindung wird als Reppeln bezeichnet, wobei noch Rindenreste an den Holzstämmen verblieben. Sofern die manuelle Entrindung so durchgeführt wurde, dass keine Rindenreste mehr verblieben, sprach man von Weißschälen. Die maschinelle Entrindung in den Produktionsstätten kann alternativ nach 2 Verfahren durchgeführt werden: • •

Trommelentrindung Einzelstammentrindung.

1) Am stärksten verbreitet ist die Trommelentrindung mithilfe von langsam rotierenden Stahltrommeln, die in ihrem hinteren Teil

95 zentimeterbreite Schlitze in Längsrichtung der Trommel aufweisen. In einem steten Zufluss werden die zu entrindenden Prügel von 1 oder 2 m Länge (seltener als Langholz bis etwa 8 m Länge) der Trommel zugeführt, um dann bei der Rotation durcheinander gewirbelt zu werden. Dabei werden Scherkräfte wirksam, die für eine nahezu vollständige Entrindung sorgen. Die Trommeln mit einem maximalen Durchmesser von 5,5 m und einer maximalen Länge von 60 m sind zu etwa 40 % mit Holz gefüllt. Am Ausgang der Trommel sorgt ein in der Höhe verstellbares Schwert für den optimalen Füllgrad in der Trommel und für die erforderliche Aufenthaltszeit von mindestens 30 min. Die entrindeten Holzprügel, die die Trommel verlassen, werden entweder visuell oder automatisch bezüglich ihres Entrindungsgrads inspiziert. Diejenigen Holzprügel, die noch nicht vollständig entrindet sind, werden über eine Schleuse aussortiert und mithilfe eines Transportbands erneut der Trommel zurückgeführt. Die aus den Schlitzen der Trommel tretende Rinde wird zerkleinert und zur Erhöhung ihres Trockengehalts mechanisch durch Pressen entwässert, um sie dann mit etwa 50 % Trockengehalt im Werk in einem Rindenkessel zur Gewinnung von Dampf und Strom zu verbrennen. Der Heizwert der feuchten Rinde beträgt etwa 6 bis 8 GJ pro Tonne, was einem Viertel des Heizwerts von Steinkohle entspricht. 2) Bei der Einzelstammentrindung werden Holzstämme ohne Zusatz von Wasser mithilfe von Maschinen entrindet, die mit irisformig angeordneten Werkzeugen (Messern) weitgehend quantitativ die Rinde entfernen. Diese Entrindung erfolgt im einmaligen Durchlauf von einzelnen Holzstämmen. GG

Holzfaser (wood fiber) —• Faser

Holzfreie Papiere (woodfree paper, freesheet) Holzfreie Papiere sind —• ungestrichene und —> gestrichene Papiere aus gebleichten —> Lang- und —> Kurzfaserzellstoffen, die nach D I N 6730 bis auf einen zulässigen Massenanteil von 5% keine verholzten Fasern enthalten (Abk.: h'frei). Holzfreie Papiere enthalten wenig oder kein —»Lignin und befinden sich daher auf einem höherem Weißeniveau (—>Weißgrad) als —»holzhaltiges Papier. Die Alterungsbeständigkeit (—> Alterung) ist grundsätzlich als günstiger einzustufen, sofern diese Papiere neutral gefertigt werden (—> neutrale Fahrweise) und als alkalischen Puffer einige Prozent —> Calciumcarbonat (—• Füllstoff, —• Pigment) enthalten. Nachzuweisen ist der Gehalt an —» Holzstoff durch eine einfache Tüpfelreaktionen, z.B. mithilfe von Phloroglucin. Typische Beispiele für holzfreie Papiere sind —> Schreibpapiere, wie —• Bankpost- und —> Hartpostpapiere, —• Kopierpapiere, ungestrichene —• Offsetpapiere sowie die höherwertigen —> Bilderdruckpapiere. PA

Holzhaltige Papiere (wood-containing paper, mechanical paper) —• Ungestrichene und —> gestrichene Papiere werden als —»holzhaltig bezeichnet, wenn deren Faserstoffanteil nach D I N 6730 zu mehr als 5 % Massenanteil aus verholzten Fasern besteht (Abk.: h'h). Eingesetzt werden neben gebleichtem und ungebleichtem —> Zellstoff (als Festigkeitskomponente) —> Holzstoffe in Form von —> Holzschliff, thermomechanischem Holzstoff (—> TMP) und chemo-thermomechanischem Holzstoff (—>CTMP). Mit steigendem Holzstoffanteil sinkt der —• Weißgrad und verschlechtert sich die mechanische sowie optische Alterungsbeständigkeit (—• Alterung). Infolge des steigenden Ligningehalts erhöht sich aber die —• Opazität. Stark holzhaltige Sorten, wie —> Zeitungsdruckpapier, werden für kurzlebige Produkte verwendet. Der Anteil an Holzstoff lässt sich durch einfache Tüpfelreaktionen, z.B. mithilfe von Phloroglucin, abschätzen. Während Zellstoffe weltweit als

96 —> Marktzellstoff gehandelt werden, produzieren die Hersteller holzhaltiger Papiere ihren Bedarf an Holzstoff in der Regel selbst. Die wichtigsten holzhaltigen Sorten sind Zeitungsdruckpapiere, —> SC- und —• LWCPapiere. PA

Holzöl (wood oil) —> Tungöl

Holzplatz (wood yard) Der Holzplatz ist die nicht überdachte Fläche des Geländes einer Zellstoff- oder Papierfabrik, auf der die Anlieferung, die Entladung, der Umschlag und die Aufbereitung des für die Produktion von —• Zellstoff oder —> Holzstoff erforderlichen —> Holzes erfolgen. Der Holzplatz sollte betoniert sein, einen Anschluss für Bahn, Straße und nach Möglichkeit auch für Wasserstraßen besitzen. Das per Waggon, Lkw und Schiff ankommende Rundholz (—• Industrieholz) hat in der Regel eine Länge von 2 m (Langholz bis 8 m Länge ist jedoch auch üblich) und wird mit Portaloder Brückenkranen, ggf. auch mit mobilen Kranen und Greifern hoher Tragkraft (bis 301) entladen. Die direkte Aufgabe auf Kurzholzaufgeber sichert die kontinuierliche Versorgung der folgenden Aufbereitungslinie. Bei Stoßeingängen muss eine Zwischenlagerung erfolgen, bei einer getrennten Verarbeitung von —» Laub- und —> Nadelholz eine Aufgabe auf verschiedene Kurzholzaufgeber. —> Sägewerksnebenprodukt fällt als Rohstoff für Zellstoff und Holzstoff bei der Herstellung von Bau- und Schnittholz in Sägewerken an. In der Regel werden am Anfallort daraus —* Hackschnitzel hergestellt und als Fremdhackschnitzel, meist per Lkw, auf dem Holzplatz angeliefert und der Aufbereitungslinie zugeführt. Auf dem Holzplatz befinden sich noch (betonierte) Freiflächen für die Zwischenlagerung der hergestellten und aufbereiteten (sortierten) Hackschnitzel. Diese Hackschnit-

zelfreilagerung (—> Pile) ist effektiver und kostengünstiger für den innerbetrieblichen Transport und Umschlag als die Lagerung des Holzes in Form von Rundholz. Die Hackschnitzel-Piles (ungeordnete Haufen) bewirken eine Vermischung und Homogenisierung des angelieferten Holzes und schaffen einen Puffer für eine störungsfreie Holzstoffoder Zellstoffproduktion. BL/BY

Holzschleifer (grinder) —• Schleifer

Holzschliff (stone groundwood, SGW) Holzschliff ist ein durch mechanische Zerfaserung von Rundholz (—> Industrieholz) auf einem —> Schleifstein gewonnener —• Holzstoff (Oberbegriff). Bei dieser Art von Holzstoff wird zwischen konventionellem Holzschliff bzw. Steinschliff (SGW = stone groundwood) (seit 1846 hergestellt) und —• Druckschliff (PGW = pressurized groundwood) (seit 1977 hergestellt) unterschieden. In Deutschland dominiert noch das konventionelle Holzschliffverfahren, während weltweit seit den 1970er Jahren das —»Refiner-Holzstoffverfahren wegen höherer Festigkeitseigenschaften (z.B. —> Bruchkraft, —> Reißlänge, —> Weiterreißarbeit) und vor allem wegen der Möglichkeit, —• Hackschnitzel statt Rundholz einzusetzen, das ursprüngliche —• mechanische Aufschlussverfahren weitgehend verdrängt hat. Holzschliff ist neben Refiner-Holzstoff (z.B. —>TMP) die wichtigste Faserstoffkomponente von —> holzhaltigen Papieren (z.B. —• SC- oder L WC-Papiere). BL

Holzschliff (historisch) (woodpulp) (historical) Als Vorläufer des Holzschliffs dürfen die Versuche von Westbeck und Liungquist (Schweden, 1744/45), Schäffer (1765) und Delisle (1786) mit Sägespänen bezeichnet werden. Die eigentliche Erfindung des Holz-

97 schliffs geht auf Friedrich Gottlob Keller zurück, der nach einigen Experimenten 1843 das Schleifen von Holz auf einem nassen —> Schleifstein zum in der Praxis einsetzbaren Verfahren entwickelte. Erst durch die Konstruktion eines —• Schleifers (durch Voelter in Heidenheim), der 1846 auf den Markt gelangte, wurde aber der Holzschliff allgemein bekannt. Die mangelnde Qualität und Dauerhaftigkeit des Papiers aus Holzschliff aufgrund der verkürzten, wenig geschmeidigen Fasern und Splitter sowie der Lignin- und HarzReaktionen wurde schon früh erkannt. Der Vorteil der technisch einfachen, kostengünstigen Beschaffung und des praktisch unerschöpflichen Rohstoffs überwog jedoch, so dass die in den 70er und 80er Jahren des 19. Jh. entstehende Zellstoffproduktion (—• Zellstoff) kein ernsthafter Konkurrent werden konnte. Sehr viele Papier- und Kartonfabriken besaßen gegen Ende des 19. Jh. eigene, manchmal sehr kleine Schleifereien. Seit 1869 wird Holzschliff in dampfbeheizten Druckschleifern erzeugt (Vorläufer des heutigen —>TMP) und mit chemischen Aufschluss verfahren kombiniert (—> CTMP). In den Rezepturen spielt der Holzschliff als kostengünstige Komponente bis heute eine gewichtige Rolle. Die Einführung der in die Stoffaufbereitung integrierten Sortierer (Schleudersortierer seit 1894) hat die Qualität —• holzhaltiger Papiere dank Splitterarmut stark verbessert. TS

Holzschliffbleiche (stone groundwood bleaching) —• Holzstoffbleiche

Holzschliffverfahren (stone grinding , mechanical pulping) —> Mechanische Aufschlussverfahren

Holzstoff (mechanical pulp) Holzstoff ist ein durch mechanische Zerfaserung von —• Holz gewonnener Faserstoff,

wobei verschiedene —» mechanische Aufschlussverfahren zur Anwendung kommen. Alle Verfahren lassen sich auf 2 Grundprinzipien zurückführen: • •

Steinschliff-Verfahren unter Nutzung eines —• Schleifsteins Refiner- Verfahren unter Nutzung eines —• Refiners.

Während beim Steinschliff-Verfahren entrindetes Rundholz (—• Industrieholz) von 1 bis 1,6 m Länge verwendet wird, muss beim Refiner- Verfahren das Rundholz mithilfe von —• Hackmaschinen zu —• Hackschnitzeln zerkleinert werden, sofern die Hackschnitzel nicht von Sägewerken geliefert werden. Die Refiner-Verfahren liefern einen Holzstoff (—> Bruchkraft, höherer Festigkeit —•Reißlänge, —> Weiterreißarbeit), während beim Steinschliff-Verfahren höhere optische Eigenschaften (—> Weißgrad, —» Opazität) gewonnen werden. Allerdings liegt der spez. Energiebedarf (in Form von Strom) bei der Erzeugung von Refiner-Holzstoff bei gleichem —> SchopperRiegler-Wert etwa 50 % höher als beim Steinschliff-Verfahren. Durch die beim Zerfasern von Hackschnitzeln größtenteils in Dampf umgewandelte elektrische Energie können jedoch etwa 60 % des Energie-Inputs mithilfe von —• Wärmetauschern als —> Heizdampf (Prozesswärme), z.B. für die Trocknung in der —> Trockenpartie von Papiermaschinen, zurückgewonnen werden. B L

Holzstoffbleiche (bleaching of mechanical pulp) Die Bleiche von Holzstoff ist schon seit langem etabliert. Bereits vor mehr als 100 Jahren versuchte man, durch Zugabe von 1 bis 2 % einer niedrig konzentrierten Natriumbisulfitlösung bei der —• Eindickung bzw. —• Entwässerung des erzeugten —• Holzstoffs den —» Weißgrad und gleichzeitig die Stabilität des Weißgradanstiegs zu verbessern. Inzwischen ist die Bleiche fester Bestandteil fast jeder Holzstofferzeugungsanlage, wobei in Abhängigkeit vom verarbeiteten —> Holz

98 und von seinem Alter, von den Bleichverfahren sowie den gewählten Bleichparametern Weißgradsteigerungen von 10 bis 18 %-Punkten möglich sind. Im Gegensatz zur —• Zellstoffbleiche, bei der das beim Kochprozess nicht entfernte —> Restlignin aus dem Faserverband herausgelöst werden soll, wird bei der Holzstoffbleiche die Erhöhung des Weißgrads nur mit ligninerhaltenden, chlorfreien —> Bleichmitteln durchgeführt. Das bedeutet, dass die gefärbten Bestandteile des Holzstoffs (chromophore Gruppen) nicht aus dem —> Faserstoff herausgelöst werden, sondern durch reduktive und oxidative chemische Reaktionen lediglich eine Umwandlung in ungefärbte bzw. weniger gefärbte Ligninverbindungen erfolgt. Manche chromophoren Bestandteile (—> Chromophore) des Holzstoffs lassen sich sowohl reduktiv als auch oxidativ modifizieren, andere wiederum sind nur reduktiv oder oxidativ entfärbbar. Meist bestimmen aber wirtschaftliche Kriterien, ob die Bleiche mit reduktiven oder oxidativen Bleichchemikalien einstufig oder zweistufig in Kombination beider Bleichmittel durchgeführt wird. Technisch einfach und deshalb weit verbreitet, vor allem wenn mittlere Weißgradniveaus gefordert sind, ist die reduktive Bleiche mit —» Dithionit (Natriumdithionit). Die Bleiche läuft in einem geschlossenen Turm unter Ausschluss von Luftsauerstoff bei Temperaturen von 60° C in etwa 60 bis 90 min ab und ermöglicht Weißgradgewinne von bis zu 10 %-Punkten. Für ein optimales Ergebnis ist die Bleiche im schwachsauren Milieu erforderlich. Der Weißgrad lässt sich jedoch nur begrenzt durch erhöhte Chemikalieneinträge steigern. Üblicherweise werden 0,5 bis 1,2 % Natriumdithionit eingesetzt. (Prozentangaben in Einsatzmenge als Handelsware, bezogen auf —• otro Holzstoff.) Bei der oxidativen Bleiche von Holzstoff verwendet man ausschließlich —• Peroxid in Form von —»Wasserstoffperoxid. —• Natriumperoxid wird praktisch nicht mehr eingesetzt. Peroxid ist sehr anfällig gegenüber Schwermetall-Ionen, organischen Verbindungen, —> Feinstoffen und Bakterien im

—» Kreislaufwasser, da es in Wasser und Sauerstoff zersetzt wird. Um die Zersetzungsreaktion in Grenzen zu halten, wird die Bleichmittellösung mit —> Wasserglas und ggf. —> Komplexbildnern stabilisiert. Um die Bleichreaktion in Gang zu setzen, muss außerdem —> Natronlauge verwendet werden. Wegen des alkalischen Milieus muss auch nach Ablauf der Bleiche noch Restperoxid im Faserstoff vorhanden sein, um einer möglichen Alkalivergilbung entgegenzuwirken. Im Gegensatz zur Dithionitbleiche, die bei Stoffdichten zwischen 4 und 10 % optimal abläuft, steigt die Effizienz der Peroxidbleiche mit zunehmender Stoffdichte. Deshalb wird der Holzstoff auf mindestens 20 % Stoffdichte entwässert, bevor die Bleichmittellösung zugegeben wird. Danach wird der Stoff 2 bis 3 h in einem —> Bleichturm bei Temperaturen um 70° C gelagert. Bei Bleichmitteldosierungen von 1,0 bis 1,5 % Peroxid (100 %ig) werden Weißgradsteigerungen bis zu 14 %-Punkten erzielt. Da Peroxid auch im Stoff verbliebene Rindenteilchen entfärbt, wirkt peroxidgebleichter Holzstoff außerdem reiner und optisch homogener als dithionitgebleichter Holzstoff. Sind für den Einsatz des Holzstoffs höhere Weißgrade gefordert, ist die Durchführung einer zweistufigen Bleiche wirkungsvoller als die Erhöhung der Bleichmittelmenge bei der einstufigen Bleiche. Bei der zweistufigen Bleiche wird der Holzstoff zuerst mit Peroxid oxidativ gebleicht und anschließend in einem zweiten Bleichgang mit Dithionit reduktiv nachbehandelt. Eine Addition der Bleicheffekte der beiden einstufigen Bleichen ist jedoch nicht zu erwarten, da mit steigender Peroxidmenge der Bleicheffekt der zweiten Stufe gemindert wird. Deshalb überschreitet die Peroxiddosierung dann nur selten 2 % (100 %ig). Zur Erzielung von Weißgradsteigerungen von 15 bis zu 18 %-Punkten sind dann zusätzlich Dithionitdosierungen um 1,0% erforderlich. PU

Holzstoffverfahren (refiner pulping > mechanical pulping) —• Mechanische Aufschlussverfahren

99 Holzstrahl (wood ray) Die Holzstrahlen werden vielfach nicht korrekt auch als Markstrahlen bezeichnet. Sie bilden helle, feine und nur selten über 1 mm breite Linien auf dem Querschnitt einer Holzprobe. Sie führen vom Außenrand des Stamms strahlenförmig, aber unterschiedlich weit zu dessen Mitte. Nur die zuallererst gebildeten Strahlen führen tatsächlich bis zum Mark, so dass richtigerweise von Holzund nicht von Markstrahlen gesprochen wird. Jeder Holzstrahl findet seine Fortsetzung in der —> Rinde als Baststrahl. Dadurch können die entweder gänzlich oder teilweise aus (nicht immer) parenchymatischen Zellen aufgebauten Holzstrahlen ihre Funktion der Stoffleitung und -speicherung erfüllen. Sie bilden die Verbindungselemente, in denen die Assimilate von der Rinde (Innenrinde) in das Holz geleitet werden. Besonders breite und hohe sowie das Holzbild wesentlich mitbeeinflussende Strahlen besitzen z.B. —• Eiche und —• Buche. Dagegen weisen sämtliche —> Nadelhölzer sehr feine, mit bloßem Auge kaum erkennbare Holzstrahlen auf. WE

Holzvorbehandlung (wood handling) Das aus dem Forst angelieferte —• Faserholz muss vor seiner Verarbeitung zu —• Holzstoff oder —• Zellstoff in den Werken mechanisch aufbereitet werden. Diese Aufbereitung bezieht sich auf folgende Prozessstufen: • • •

Sägen auf eine bestimmte Länge Entrindung des vollrindigen Holzes Hacken zur Gewinnung von —• Hackschnitzeln.

Sofern das Faserholz bereits im Wald mit Motorsägen auf eine Länge von 1 m zugeschnitten worden ist, wird innerhalb der Werke kein Ablängen mehr erforderlich. Bei Anlieferung von längerem Faserholz muss mithilfe von Kreissägen ein Ablängen der Holzprügel auf 1 oder 2 m Länge stattfinden. Da Faserholz vollrindig angeliefert wird, ist eine —• Entrindung in —> Entrindungstrom-

meln oder eine Einzelstammentrindung mithilfe von entsprechenden Maschinen durchzuführen. Für die Herstellung von —> Holzschliff (Steinschliff bzw. —> Druckschliff) ist die Holzvorbehandlung von 1 m langen Prügeln mit der Entrindung abgeschlossen. Für die Erzeugung von Refiner-Holzstoff und von Zellstoff müssen die gelängten und entrindeten Holzprügel in —• Hackmaschinen zu Hackschnitzeln zerkleinert werden. Üblicherweise werden Scheibenhackmaschinen herangezogen, auf deren Scheibe maximal 15 scharfgeschliffene Messer befestigt sind. Bei diesem Hackvorgang fallen neben Hackschnitzeln der erwünschten Größe bezüglich Länge (15 bis 45 mm), Dicke (3 bis 8 mm) und Breite übergroße Hackschnitzel und kleine Holzpartikel als Stifte bzw. grobe Holzsplitter an. Mithilfe von gelochten oder geschlitzten Vibrationssieben werden diese unterschiedlichen Dimensionen in 3 Größenklassen aufgeteilt. Überdimensionierte Hackschnitzel erfahren eine Zerkleinerung in einer separaten Maschine, bevor sie erneut der Sortierung zugeführt werden. Die zu kleinen Holzpartikel werden entfernt und üblicherweise der Energiegewinnung durch werksinternes Verbrennen zugeführt. GG

Horizontalroller (rereeler) Synonym für einen —» Umroller

Hotmelts (hot-melts) Hotmelts ist die englische Sammelbezeichnung für Heißschmelzmassen, die als —> Klebstoffe (Heißschmelzkleber) oder als Beschichtungswerkstoffe dienen. Bei den Hotmelts handelt es sich um Gemische von —• Harzen, —• Wachsen und thermoplastischen —> Kunstharzen, die weiterhin —• Füllstoffe oder —»Gleitmittel enthalten können. Beim Erwärmen gehen Hotmelts in zäh- bis dünnflüssige Schmelzen über (Viskosität: 800 bis 15 000 mPa · s bei Verarbeitungstemperaturen zwischen 120 und 210° C). Als Beschichtungsmassen in Mengen zwischen

100 rund 4 und 20 g/m 2 je Seite auf Papier oder Karton aufgetragen, bewirken sie Dichtigkeit gegen Wasserdampf (—> Wasserdampfdichte), Aromen (—• aromadicht) oder Gasen sowie eine verbesserte Heißsiegelfähigkeit ( - • Heißsiegeln). SE

Hülse (core) Einen zylindrischen oder konischen Hohlkörper, dessen Wandung aus mehreren Lagen Papier aufgebaut ist, bezeichnet man als Hülse oder Papierhülse. Spiralgewickelte Hülsen werden in speziellen —• Spiralwickelmaschinen gefertigt. Dabei werden entsprechend der gewünschten Wanddicke mehrere Papierbahnen zunächst mit —> Klebstoff versehen und dann spiralförmig über einen Wickeldorn zur Hülse übereinandergelegt (Abb.). Von der endlos gefertigten Hülse werden die benötigten Längen abgesägt und getrocknet. Hülsen werden z.B. als Wickelkerne in der Papier- und Folienproduktion eingesetzt. Aus dünnwandige Hülsen werden Verpackungen wie Dosen und —> Trommeln z.B. zum Verpacken von Waschpulver hergestellt.

(a)

(b)

(c)

Prinzipien des Hülsenwickelns Papierzufuhrung zum Wickeldorn (schwarz). Beim Parallelwickeln (a) wird ein Bogen in der Länge des Wickeldorns abgeschnitten und aufgewickelt. Beim Senkrechtwickeln (b) wird eine Papierbahn in der Breite des Wickeldorns bis zur gewünschten Wanddicke aufgewickelt und beim Spiralwickeln (c) laufen schmale Papierbahnen unter einem Winkel auf den Wickeldorn, werden aufgewickelt und erlauben so die Endlosfertigung von Hülsen. (Die Klebstoffauftragswerke sind nicht eingezeichnet.)

Vom Spiralwickeln (c) zu unterscheiden sind das Parallelwickeln und das Senkrechtwickeln (Abb.). Beide Verfahren liefern Hülsen, deren Länge durch das eingesetzte Papierformat vorbestimmt ist. Beim Parallelwickeln (a) liegen die —• Längsrichtung des zum Wickeln verwendeten Papierbogens und die spätere Hülsenachse parallel zueinander. Die Wanddicke der späteren Hülse ergibt sich aus dem Hülsendurchmesser und der Bogenbreite. Beim Senkrechtwickeln (b) stehen die Maschinenrichtung des eingesetzten Papiers und die Achse der späteren Hülse senkrecht zueinander, so dass sich die Hülsenlänge aus der Bahnbreite des Papiers ergibt. Das Senkrechtwickeln erlaubt die Herstellung von Hülsen mit beliebig dicker Wand. Konisch geformte Hülsen werden in der Textilindustrie als Träger von Garnwickeln eingesetzt. Wegen der sehr hohen Abwickelgeschwindigkeit in der maschinellen Garnverarbeitung müssen sie hohen Fliehkräften standhalten können, weshalb zu ihrer Fertigung spezielle Papiere und Klebstoffe verwendet werden müssen. WN

Hülsenkarton (core paper, core board) Hülsenkarton wird als maschinenglattes (einlagiges) Papier aus unteren —• Altpapiersorten hergestellt und in schmalen Bahnen außerhalb der Papierindustrie zu —> Hülsen (spiralig) gewickelt, wobei die sich überlappenden Papierbahnen mit Stärkelösung verklebt werden. Die in —> Hülsenwickelmaschinen produzierten —• Wickelhülsen dienen u.a. in —> Rollenschneidmaschinen als Achse zum Aufwickeln von Papierbahnen. Diese Hülsen haben oftmals einen Innendurchmesser von 76 mm (für Papierrollen) oder von 150, seltener von 300 mm (für Kartonrollen). GG

Hülsenschneidemaschine (core cutting machine) Zum —> Schneiden (Teilen) von zylindrischen —• Hartpapierhülsen können Hülsenschneidemaschinen eingesetzt werden. Mit diesen spezialisierten —• Schneidmaschinen werden

101 bis zu 50 Teilungen je Minute erreicht. Als Ausgangsmaterial werden meist auf eine bestimmte Länge mittels Sägen geteilte Rohhülsen verwendet. Als —> Schneidwerkzeuge können einzelne Rundmesser oder mehrere, auf einer Messerwelle angeordnete Kreismesser, die im Druckschnitt arbeiten, eingesetzt werden. Hülsenschneidemaschinen können an —• Hülsenwickelmaschinen angegliedert werden oder in nachfolgende Verarbeitungsprozesse, wie z.B. Bearbeiten der geschnittenen Hülsenenden, Verarbeiten zu Dosenhüllen und -packungen oder Applizieren von —> Etiketten, integriert werden. Eine Klassifizierung von Hülsenschneidemaschinen erfolgt nach Wandstärke und Durchmesser der Hülsen und der maximalen Rohhülsenlänge. HM

Hülsenwickel- und -klebemaschine (core winder and gluer) Maschine zur Herstellung von gewickelten —• Hülsen. Man unterscheidet Maschinen zum Herstellen von spiralgewickelten Hülsen von denen zur Herstellung von parallel bzw. senkrecht gewickelten Hülsen. Spiralwickelmaschinen bestehen aus mehreren Abwickelstationen für schmalbahnige Papierrollen (typische Bahnbreite: 100 mm). Die Anzahl der Papierrollen richtet sich nach der gewünschten Wanddicke der gewickelten Hülse. Die abgewickelten Papiere werden in nachgeschalteten Klebstoffauftragswerken einseitig vollflächig mit —»Klebstoff versehen. Danach laufen sie unter einem bestimmten Winkel dem Wickeldorn zu, um den sie mithilfe eines Gurts spiralförmig gelegt werden. Der Gurt bringt einerseits die Druckkräfte auf, die ein sicheres Verkleben der Papierbahnen miteinander gewährleisten, zum anderen überträgt er die Drehmomente, die zur Rotation der fertigen Hülse um den feststehenden Wickeldorn notwendig sind. Maschinen zum Parallelwickeln und Senkrechtwickeln sind wesentlich einfacher aufgebaut. Sie bestehen lediglich aus der Bahnabwicklung, dem Klebstoffauftragswerk und dem motorisch angetriebenen Wickeldorn.

Der zum Verkleben der aufgewickelten Papierbahn notwendige Anpressdruck wird über die Bahnspannung erzeugt. In allen Fällen müssen die fertigen Hülsen sorgfältig mit Heißluft getrocknet werden, bevor sie bestimmungsgemäß verwendet werden können. WN Hülsenwickeln (core winding) Das Hülsenwickeln ist eine Verfahrenstechnik zur Herstellung von —• Hülsen. Man unterscheidet das Spiralwickeln vom Parallelund Senkrechtwickeln. WN

Humus (humus) Mit Humus wird die Gesamtheit der organischen Bodensubstanz bezeichnet. Humus besteht aus abgestorbenen pflanzlichen und tierischen Stoffen sowie ihren durch mikrobielle Stoffwechselprozesse gebildeten Umwandlungsprodukten. Die auf oder in dem Boden vorhandene organische Substanz befindet sich im ständigen Aufbau, Abbau und Umbau. Eine Humusbildung wird bei der —> Kompostierung eingeleitet und nach der Einarbeitung des —> Komposts in den Boden dort fortgesetzt. Der Prozess der Humifizierung vollzieht sich in 4 Schritten. In der ersten Phase werden hochmolekulare nichtaromatische (z.B. —> Kohlenhydrate, —• Proteine, Fette) oder aromatische (z.B. —> Lignine, —• Phenole, aromatische Aminosäuren) Verbindungen der abgestorbenen Organismen durch —> Mikroorganismen partiell zu humifizierbaren Fragmenten abgebaut. In der sich anschließenden Phase werden aus aromatischen Fragmenten Radikale gebildet, aus denen HuminsäureVorstufen entstehen. Nichtaromatische Abbaufragmente werden in einer dritten Phase in die Huminsäure-Vorstufen, über andere Umwandlungswege entstandene Bausteine und Nicht-Huminstoffe zu einem Huminstoffsystem zusammengefugt. Im engeren Sinn werden unter Humus nur diese Huminstoffe (Fulvosäuren, Huminsäuren, Humine) verstanden. HA

102 HWC-Papier (high weight coated paper) —> Gestrichenes Papier

Hybridformer (hybrid former) Ein Hybridformer, der zur Familie der —• Doppelsiebformer gehört, ist die —> Siebpartie einer Papiermaschine mit folgenden Kennzeichen (Abb.): •

•

•

Die Siebanordnung beginnt mit einer Langsiebzone und wird von einer Doppelsiebzone fortgesetzt. Die Stoffsuspension strömt aus dem —> Stoffauflauf konventionell wie beim —> Langsieb auf das —> Untersieb auf. Die initiale —• Entwässerung erfolgt zunächst und zumeist durch das Untersieb (Langsieb), gefolgt von der beidseitigen Entwässerungsstrecke in der Doppelsiebzone.

• • • • • • • • •

• •

•

• Dank des aufgesetzten —> Obersiebes werden die Entwässerungskapazität eines Langsiebes erheblich gesteigert und zugleich die —> Blattbildung verbessert. Von der Konstruktion des —• Formers (Aufsatzformer als Roll- oder Blade-Former oder als Roll/BladeKombination) werden Entwässerung, —> Formation und Retention beeinflusst. Aufbau und Wirkungsweise (Abb.):

—• Brustwalze (0) - > Siebtisch (1) —• Foilkästen (2) —• Vakufoilkästen/—> Nasssauger (3) —• Formierleisten (4) Trennsauger (5) (—> Gapformer) —• Flachsauger (6) —• Siebsaugwalze (7) Obersiebsaugkasten (8) als nach oben besaugter Foilkästen, der das von den Foils durch den Druck der Formierleisten austretende und abgerakelte Wasser nach oben abfuhrt. Das Vakuum kann sektionsweise eingestellt werden. Strahlaufitrefflinie (A) mit —• Faserorientierung Turbulenzerzeugung (B) zur Entwässerung und Formierung des —•Faservlieses, besonders auf der Papierunterseite Vakufoilkästen/Nasssauger (C) zur Entwässerung und Kontrolle des Eingangstrockengehalts vor dem Former Turbulenzerzeugung (D) zur Formationsverbesserung und Entwässerung der Papieroberseite.

Auftrefflinie und Auftreffdruck des aus dem Stoffauflauf tretenden Suspensionsstrahls auf dem Langsieb, Foilturbulenz und Trockengehalt der Suspension vor der Doppelsiebzone bestimmen die Papiereigenschaften wesentlich. In der Auftrefflinie des Obersiebes auf

Doppelsiebzone

Stoffauflauf

Hybridformer

Langsiebzone

103 die Suspension findet im oberen Drittel der Suspensionsschicht die Entwässerung fast nur nach oben statt. Die Papierunterseite hat sich bis dahin verdichtet und verfestigt, oberseitig schwimmen die Fasern noch mobil in der Suspension. Die unter individuellem Druck stehenden Formierleisten erzeugen mit ihren Kanten und denen der Foilleisten des Obersiegsaugkastens schnell wechselnde Druckimpulse, die eine Faserbewegung bei gleichzeitiger Entwässerung nach oben generieren. Das —> Wasserrückhaltevermögen des Stoffs bestimmt den zulässigen Entwässerungsdruck und in Folge Trockengehalt sowie Formationsverbesserung. Zu hoher Druck zerstört die nasse Papierbahn; entsprechend sind Siebauftreffwinkel und Formierleistendruck einzustellen. Die Dimensionierung und Anordnungen von Walzen und Leisten sowie der Vakuumeinsatz bestimmen unterschiedliche auf dem Markt befindliche Konstruktionen. Mit Beginn immobilen Faserverhaltens und nach Trockensaugen bis auf ca. 10 % Trockengehalt verlässt die nasse Papierbahn den Former, nachdem sich die Siebe getrennt haben und der Trennsauger für das Verbleiben der Bahn auf dem Untersieb gesorgt hat. Der Trockengehalt nach den folgenden Flachsaugern liegt bei 14 bis 18 %, nach der Siebsaugwalze bei 18 bis 22 %. Das durch Flachsauger und Siegsaugwalze zur Papierunterseite fließende Wasser verändert die Faserlage nicht mehr, bewirkt aber eine Feinstoff- und Füllstoffwanderung mit Beeinflussung der Papiereigenschaften. KL

Hydrapulper (hydrapulper) —• Pulper

Hydraulische Presse (hydraulic press) Hydraulische Pressen zählen zu den kraftgebundenen Pressmaschinen der Umformtechnik, zu denen auch die seltener anzutreffende pneumatische Presse gehört. Sie werden z.B. beim Umformen von Blechen in der Auto-

mobilindustrie eingesetzt. Hydraulische Pressen arbeiten nach dem hydrostatischen Prinzip. Hohe Druckenergie des Druckmediums (Öl, Wasser) wird in Zylindern in mechanische Arbeit umgesetzt. Vorteil dieses Prinzip gegenüber arbeit- oder weggebundenen Pressmaschinen ist die Unabhängigkeit der Stößelkraft von der Stößelstellung. Die Stößelkraft F s t ist durch den Druck ρ des Druckmediums und die Kolbenfläche A festgelegt: Fst = p - A [ k N ] Hydraulische Pressen sind an Anforderungen des Pressvorgangs hinsichtlich Kraft- und Arbeitsbedarf, Geschwindigkeit und Umformweg leicht anzupassen. In der Zellstoffund Papierindustrie werden hydraulische Pressen z.B. zum Pressen von Altpapier(—> Ballenpresse) und Zellstoffballen oder zum Einstellen einer —> Linienkraft in der —> Pressenpartie und im —• Kalander eingesetzt. Obwohl in allen 3 Fällen eine hydraulische Presse verwendet wird, dient sie unterschiedlichen Zwecken. Während die Packpresse der Volumenreduzierung dient, sollen im Fall der Nasspresse die nasse Papierbahn entwässert und im Fall des Kalanders die Oberfläche der Papierbahn verformt werden. VO Hydrolyse (hydrolysis) Die Hydrolyse bedeutet die Spaltung einer chemischen Verbindung durch Addition eines Wassermoleküls. Bei der Hydrolyse eines Ethermoleküls entstehen 2 Alkoholmoleküle, aus einem Ester bildet sich neben einem Alkohol eine —> Säure, aus einem Amid ein Amin und eine Säure. Die Hydrolysereaktion wird häufig durch Säuren oder —> Basen katalysiert. Da es sich um eine Gleichgewichtsreaktion handelt, ist eine vollständige Hydrolyse in der Regel nur dann möglich, wenn gleichzeitig Reaktionsprodukte entfernt werden. Dies ist z.B. bei der klassischen Verseifungsreaktion, der hydrolytischen Spaltung natürlicher Fette, der Fall, bei der durch Kochen mit Alkali Glycerinester in Glycerin und die Salze von —> Fettsäuren

104 gespalten werden, die bei der Reaktion in der Regel ausfallen (—> Seife). Hydrolyse ist der wichtigste Mechanismus des Abbaus von Biopolymeren (z.B. —• Proteine, —• Polysaccharide) und damit auch der Schädigung der Pflanzenfasern während der Isolierung (—• Aufschlussverfahren) sowie bei der —• Alterung von organischen Materialien. Die Unbeständigkeit sauer produzierter Papiere beruht vor allem auf der sauer katalysierten Hydrolyse der Polysaccharide der Papierfasern (Verringerung des —• Polymerisationsgrads) unter Feuchtigkeitseinfluss. Auch saure Bestandteile der Atmosphäre (—> Kohlendioxid, —• Schwefeldioxid, —> Stickoxide) können den hydrolytischen Abbau der Papierfasern katalysieren. GU

Hygienepapier (hygienic paper, hygiene paper , sanitary paper) Hygienepapier ist ein Oberbegriff fur nass oder trocken gekreppte Papiere niedriger flächenbezogener Masse, die als Textilersatz hygienischen bzw. sanitären Zwecken dienen, gekennzeichnet durch einmaligen Gebrauch als Wegwerfartikel. Die Produktpalette erstreckt sich von Toilettenpapier über Küchenrollen- und Handtuchpapier bis zu Gesichtstuch- und Taschentuch- sowie Serviettenpapier. Als Synonym wird zunehmend der Oberbegriff Tissue oder Tissuepapier verwendet, auch wenn sich Tissue nur auf Papiere bezieht, die ausschließlich aus —> Zellstoff gefertigt werden. In allen Anwendungsfällen sollen derartige Papiere bzw. daraus gewonnene Produkte über eine hohe —• Saugfähigkeit und oftmals auch über eine hohe Weichheit (z.B. Toiletten- oder Gesichtstuchpapier) verfugen. Hygienepapiere werden auf —• Selbstabnahmemaschinen mit ihrem —• Kreppzylinder erzeugt, nachdem das —> Faservlies auf diesen bis über 2 000 m/min laufenden —> Doppelsiebformern mit flächenbezogener Massen zwischen 10 und 20 g/m 2 erzeugt worden sind, wobei sich durch das —> Kreppen die flächenbezogene Masse erhöht. Als Rohstoffe werden entweder gebleichter —• Zellstoff

(—• Sulfit- und/oder —• Sulfatzellstoff) oder holzfreie oder holzhaltige —• Deinkingstoffe herangezogen, teilweise anteilig mit CTMP vermischt. GG

Hygienepapierwaren (hygienic paper products) Hygienepapierwaren werden aus —> Zellstoffwatte, Tissuepapier und —> Krepppapier hergestellt. Zu ihnen gehören die —> hygienischen Binden und Windeln ebenso wie die —• Hygienepapiere, ein Sammelbegriff für —• Toilettenpapier, Taschentücher, —• Küchenrollen, Handtücher und zahlreiche weitere Hygieneprodukte. WN

Hygienische Binde (sanitary napkin , diaper) Eine aus hochsaugfähigem —> Zellstoff und anderen Materialien hergestellte Binde zur Aufnahme von Körperflüssigkeiten. Eine Sonderform der hygienischen Binde ist die Windel, die in der Kleinkinder- und Erwachsenen-Hygiene Verwendung findet. WN

Hygrometer (hygrometer) Das klassische Hygrometer ist ein Feuchtemessgerät, mit dessen Hilfe die —»relative Luftfeuchtigkeit gemessen wird. Der Wert der relativen Luftfeuchtigkeit wird in Prozent der Sättigungsfeuchte (—> Sättigung) bei der betreffenden Messtemperatur angegeben. 1) Am zweckmäßigsten wird für die Überprüfung der relativen Luftfeuchtigkeit in —• Klimaräumen das Assmann'sche Aspirationspsychrometer verwendet. Sein Messprinzip ist eine Temperaturmessung mittels zweier identischer Thermometer. Das eine Thermometer zeigt nach Befeuchtung mit destilliertem Wasser und der daraus resultierenden Verdunstungskälte eine niedrigere Temperatur an, die Feuchtkugeltemperatur, als das andere, unbefeuchtete (trockene) Thermometer. Diese Temperaturdifferenz liegt einige Grad unter der gleichzeitig ge-

105 messenen Trockentemperatur, falls die relative Luftfeuchtigkeit nicht nahe bei 100 % liegt. Aus psychrometrischen Diagrammen kann dann aufgrund der beiden Messwerte die relative Luftfeuchtigkeit abgelesen werden. Das psychometrische Diagramm gilt streng nur bei Normaldruck (1013 mbar) und erfordert daher bei Luftdruckabweichungen von z.B. 50 mbar entsprechende Korrekturen.

basiert auf der spektralen Messung der Wasserbande im Infrarotbereich.

2) Als weiteres klassisches Messgerät zur Messung der relativen Luftfeuchtigkeit wird das Haarhygrometer verwendet. Sein Messprinzip beruht auf der Längenausdehnung von natürlichen oder synthetischen Haaren in Abhängigkeit von der relativen Luftfeuchtigkeit. Es hat die Nachteile, dass es langsam reagiert und die Haare unter normalen Bedingungen austrocknen können. Deshalb sollten die Haare im Abstand von 14 Tagen regeneriert werden. Eine gelegentliche Überprüfung durch ein Psychrometer ist zweckmäßig.

Bei den beiden letztgenannten Messverfahren handelt es sich um Absolutmessungen des Feuchtigkeitsgehalts. Sie sind für die Papierherstellung von großer Bedeutung. TI

3) Zum Registrieren der relativen Luftfeuchtigkeit dient der Hygrograph. Er benutzt dasselbe Messprinzip wie das Haarhygrometer in Form eines Haarharfemesselements in Kombination mit einem registrierenden Aufzeichnungsgerät für üblicherweise 1 bis 7 Tage. Die Genauigkeit beträgt in der Regel ± 3 % relative Luftfeuchte. 4) Eine weitere Anwendung hat die Bestimmung der relativen Feuchte im Kontaktraum von Papier mit dem Luftraum in unmittelbarer Messumgebung zur Bestimmung der —> Gleichgewichtsfeuchte (GGF) des Papiers gefunden. Als bevorzugte Messgeräte sind dafür Schwertfühler- und Aufsetzfühlermessgeräte im Einsatz, deren Sensoren nach kapazitiven bzw. resistiven Messprinzipen in feuchtigkeitsempfindlichen Grenzschichten arbeiten. Diese Messprinzipien sind ebenfalls in der Klimamess- und Regeltechnik weit verbreitet und ersetzen zunehmend die altbekannten Haarhygrographen. 5) Ein verbreitetes und besonders in der online Messtechnik angewendetes Verfahren

6) Ein weiteres off-line- und on-line Messprinzip macht sich die Messung der unterschiedlichen Mikrowellenintensitäten, hervorgerufen durch Änderung der Dielektrizitätskonstanten bei unterschiedlichen Wassergehalten, zunutze.

Hygroskopisch (hygroscopic) Als hygroskopisch (griech.: hygros = Wasser, skopein = erspähen) bezeichnet man die Eigenschaft von Stoffen, aus der Wasserdampf enthaltenden Umgebungsluft Wasser in Form von Wassermolekülen aufzunehmen (Adsorption). Es wird unterschieden zwischen hygroskopischen Stoffen, die sich bei Einwirkung von Wasser zersetzen oder umwandeln (z.B. Calciumkarbid oder —• Calciumoxid) sowie hygroskopischen Stoffen, die das Wasser nur anlagern (z.B. Papier), verbunden mit einer —• Schrumpfung (bei Desorption) oder —• Quellung (bei Adsorption) von —> Fasern bzw. Papier. EI

106 netstreifen) oder elektronische SpeichermeIARIGAI International Association of Research In- dien (Chips) in den Kartenkörper implantiert, um zusätzliche Informationen und Zustitutes for the Printing, Information and gangscodes aufzuzeichnen. Für den Einsatz Communication Industries, München. an sicherheitsrelevanten Orten (militärische Internationale Vereinigung der ForschungsinAnwendungen) besteht auch die Möglichkeit, stitute der Druck-, Informations- und Kombiometrische Daten, wie Fingerabdrücke und munikationsindustrie. Irisinformationen, als Datensätze aufzuzeichGegründet 1965 mit folgender Zielsetzung: nen und auf die elektronischen Datenträger Förderung der internationalen Zusammenarder Karte zu überspielen. beit zwischen Instituten und Organisationen, Durch den verstärkten Einsatz von Gelddie sich mit der Forschung auf den Gebieten automaten, Lesegeräten für Zahlungssysteme, Drucktechnik, Informationstechnologie und Telefonautomaten, KrankenversicherungsKommunikation beschäftigen. Förderung der karten, Mobiltelefonen und Zugangskarten Gemeinschaftsforschung und Austausch von für Fernsehsender ist bis in das neue JahrtauInformationen. 1998 waren in der IARIGAI send eine hohe Wachstumsrate für den Ein38 Institute aus 18 Ländern (15 europäische satz von ID-Karten und vor allem von Karten Staaten sowie USA, Kanada und Japan) ormit elektronischen Datenträgern vorhergeganisiert. IARIGAI fuhrt jährlich internatiosagt. SD nale Konferenzen und Symposien durch. FA

ICI International Commission for Ilumination, Paris. Internationale Beleuchtungskommission (—> CIE).

ID-Karte (ID-card, identity card) Die Bezeichnung ID-Karte wird für Plastikkarten aus unterschiedlichen Kunststoffen angewandt, mit deren Hilfe sich Personen ausweisen bzw. sich Zugang zu bestimmten Räumen oder der Anwendung von elektronischen Geräten verschaffen können. Der Hintergrund für den Einsatz von ID-Karten ist die Erkennung der Identität einer Person, die unverwechselbar und fälschungssicher sein sollte. Die einfachste Form der Zuordnung zu einer Person ist durch die Möglichkeit gegeben, ein Passbild auf einer Kartenseite aufzudrucken und zusätzlich Namen und persönliche Daten unveränderbar auf der Karte zu fixieren. Um die Aufzeichnungen dieser Informationen auch maschinell lesbar zu gestalten, kann der Aufdruck von Strichcodes (Barcodes) erfolgen. Für Anwendungen im Zahlungsverkehr sind elektromagnetische Datenträger (Mag-

IFRA The International Service Association for Newspaper and Media Technology, Darmstadt Internationale Vereinigung fur Zeitungsdruck und Medien-Technologie. IFRA ist die Abkürzung von INCA-FIEJ Research Association, wobei INCA für International Newspaper Colour Association und —• FIEJ für Fédération Internationale des Editeurs des Journaux steht. Die IFRA vereint Zeitungsdruckpapierhersteller und Zeitungsverleger ebenso wie Systemanbieter und Hersteller aus dem Bereich Zeitungstechnik. Die Vereinigung ist unabhängig und finanziert sich durch Einnahmen aus eigenen Aktivitäten. Als ServiceOrganisation für weltweit über 1 200 Unternehmen der Zeitungsindustrie bietet die IFRA Produkte und Dienstleistungen zur praktischen Lösung aktueller Probleme. IFRA beschäftigt ca. 65 Mitarbeiter. Vor dem Hintergrund der raschen Entwicklung alternativer Medien im ElectronicPublishing-Bereich und deren längerfristige Auswirkungen auf das traditionelle Zeitungsgeschäft unterstützt die IFRA die Zeitungsindustrie bei der Umsetzung des technischen Fortschritts, bei der Optimierung der Betriebe

107 sowie bei der Generierung von Erkenntnissen und Wissen durch Forschungsprojekte. FA

IGT-Probedruckgerät (IGT profitability tester) Das IGT-Bedruckbarkeitsprüfgerät dient zur Prüfung und Kontrolle der —> Bedruckbarkeit und —> Rupffestigkeit von Papier und Karton. Das vom ehemaligen Grafischen Forschungsinstitut IGT Amsterdam (heute: IGT/Reprotest Amsterdam) entwickelte Gerät steht in mehreren Varianten zur Verfügung. 1) IGT-Bedruckbarkeitsprüfgerät A1-3 Es ist das einfachste, mechanisch angetriebene Gerät mit nur einer Druckscheibe für den Einfarbendruck, mit dem Drucke bis zu 30 mm Breite bei einer konstanten Druckgeschwindigkeit von 20 cm/s durchführbar sind. Mithilfe eines Pendels ist während des Druckens eine Beschleunigung von 0 auf 125 cm/s möglich. Das Prüfgerät dient zur Untersuchung von Rupffestigkeit und Wegschlagverhalten von Papier. 2) IGT-Bedruckbarkeitsprüfgerät A2-3 Arbeitsweise und Aufbau ähnlich dem IGTGerät A1-3. Erweiterung des Prüfgeräts A l durch eine zweite Druckscheibe, wodurch es mit einer Zweifarben-Druckmaschine vergleichbar wird. Zusätzlich sind noch Untersuchungen des Papierverhaltens im —> Nassin-Nass-Druck und der —> Scheuerfestigkeit mit einem Zusatzgerät möglich. 3) IGT-Bedruckbarkeitsprüfgerät AIC2-5 Elektrisch angetriebenes Gerät mit 2 Druckscheiben (Druckscheibenbreite: 50 mm) für Versuche bei unterschiedlicher Geschwindigkeit einsetzbar. Mit dem Gerät sind 3 Geschwindigkeitsarten einstellbar: • konstante Geschwindigkeit mit stufenloser Regelung für die Bereiche von 0,2 bis 1,6 m/s und 0,6 bis 5 m/s • konstante Geschwindigkeit mit zusätzlichem Intervall (0,3 bis 6 s), womit alle Zwischenzeiten der modernen Mehrfarbendruckmaschinen annähernd simuliert werden können

•

zunehmende Geschwindigkeit von 0,6 bis 7 m/s.

4) IGT-Bedruckbarkeitsprüfgerät C - l Das Prüfgerät ist eine Ergänzung zu den IGTBedruckbarkeitsprüfgeräten. Mit dem Gerät werden ausschließlich Farbstreifen mit einer Druckgeschwindigkeit von 0,3 m/s hergestellt. Für die IGT-Bedruckbarkeitsprüfgeräte steht eine große Auswahl an Druckscheiben zur Verfügung. Zum Druckfarbenauftrag auf die Druckscheiben wird ein IGT-Einfarbgerät benötigt. Es besteht aus 2 einfachen Farbwerken mit gemeinsamem Antrieb, so dass 2 —• Druckfarben gleichzeitig untersucht werden können. Zur Erlangung einer reproduzierbaren Schichtdicke bei der Einfärbung muss die Druckfarbenmenge reproduzierbar dosiert werden. Dazu dient eine IGTFarbpipette. Die verschiedenen IGT-Bedruckbarkeitsprüfgeräte können für spezielle Tests und Experimente durch Zubehör ergänzt werden. RE Illustrationsdruck (illustration printing , publication printing) Das —> Drucken von Bildern aller Art, die meist im —• Mehrfarbendruck hergestellt werden und für die eine hohe —> Druckqualität charakteristisch ist, wird als Illustrationsdruck bezeichnet. Zum Illustrationsdruck zählen Bücher und Broschüren, die im Wesentlichen bildliche Darstellungen enthalten (z.B. Bildbände, Zeitschriften, Kataloge), aber auch Druckerzeugnisse, bei denen die Bilder zur Illustrierung umfangreicherer Texte dienen, und einzelne Bilder (Gemäldereproduktionen). Der Illustrationsdruck stellt an die —> Druckmaschine, das Druckpapier (—• Illustrationsdruckpapier) und die —> Druckfarbe hohe Anforderungen. In Illustrationsdruckmaschinen werden ausschließlich Papiere und Standarddruckfarben verarbeitet. Im —> Offsetdruck werden für die Buchproduktion spezielle Druckmaschinen (Bookomatic-System) ein-

108 gesetzt. Im —• Tiefdruck sind zur Herstellung von Zeitschriften und Katalogen IllustrationsTiefdruckmaschinen mit einer Bahnbreite von max. 3,60 m und einem Druckformzylinderumfang von 1,96 m sowie einer Bahngeschwindigkeit von über 15 m/s im Einsatz.NE

schen Größen ausgewählt und konstant gehalten werden. Die Randbedingungen der imitierenden Mahlung entziehen sich wegen der vielen maschinen- und verfahrenstechnischen Freiheitsgrade einer Normung. TI

Imitiertes Büttenpapier (imitation deckle edge paper) Auf der —• Langsiebmaschine hergestelltes —• haderhaltiges, —> holzfreies oder —• holzhaltiges Papier, meist mittels —> Egoutteur gerippt (—• geripptes Papier); die Ränder Imitierende Mahlung können durch Abspritzen, Quetschen, Stan(refining which simulates industrial condizen oder ungleichmäßiges Beschneiden vertions) ändert sein (unechter Büttenrand) (DIN Die imitierende Mahlung soll bei der 6730). Im Gegensatz dazu wird echtes Büt—•Mahlung im Labor die Bedingungen im tenpapier (—• Büttenpapier und —• BüttenProduktionsbetrieb nachstellen. Sie wird randpapier) handgeschöpft oder auf einer zweckmäßigerweise mit einem Kleinrefiner —> Rundsiebmaschine hergestellt. RH durchgeführt. Während die —> klassifizierende Mahlung der Untersuchung der Auswirkungen einer Mahlung unter genormten Immissionen Bedingungen auf die —> Faserstoffe dient, (immissions) sind die Untersuchungen zu den MahlbedinUnter dem Begriff Immissionen werden die gungen selbst davon zu unterscheiden und Einwirkungen von Luftverschmutzungen, werden als imitierende Mahlung bezeichnet. Geräuschen, Erschütterungen, Strahlen, WärWichtige Parameter bzw. Variable der imitieme u.a. auf Menschen, Tiere, Pflanzen und renden Mahlung sind: Sachgüter subsumiert. Messgröße ist vor allem die Konzentration eines —> Schadstoffs (z.B. Kohlenmonoxid oder —• Schwefel• Art des Refiners (Flachkegel-, Steilkedioxid) in der Luft, bei —> Staub auch die gel-, Scheibenrefmer) Menge, die sich auf einer bestimmten Fläche • Art und Zustand der Mahlgarnitur pro Tag niederschlägt. Immissionen resultie• Anzahl der Rotormesser ren aus —• Emissionen, wie die von einer • Anzahl der Statormesser Anlage oder von Produkten an die Umwelt • Länge und Breite der Messer abgegebenen Luftverunreinigungen (Gase, • Messerwinkel Stäube), Geräusche, Strahlen, Wärme, Er• Nuttiefe zwischen den Messern schütterungen oder ähnliche Erscheinungen • Refinerdurchsatz bezeichnet werden. • Stoffdichte Immissionskonzentrationen werden mithilfe • Spezifische Mahlarbeit von geeigneten Messverfahren und Messge• —> Spezifische Kantenbelastung. räten ermittelt. In der —> Technischen Anleitung Luft (TA Luft) werden Höchstwerte für Sollen mehrere —• Zellstoffe auf diese Weise Immissionskonzentrationen festgelegt. Der gemahlen und bezüglich ihres papiertechnoImmissionswert IW 1 charakterisiert die logischen Potentials miteinander verglichen Langzeitbelastung. Er ergibt sich aus dem werden, dann müssen aus dieser Vielzahl an arithmetischen Mittel der gemessenen EinParametern die für den jeweiligen industrielzelwerte über 24 h. Der IW 2-Wert (98 Perlen Einsatzzweck geeigneten mahltechnizentil-Wert) kennzeichnet die Kurzzeitbelas-

Illustrationsdruckpapier (magazine paper) —• Zeitschriftenpapier

109 tung. Er entspricht der Konzentration, die von 98 % der Einzelwerte unterschritten wird. Bei der Genehmigung von Anlagen nach dem —> Bundes-Immissionsschutzgesetz muss die zuständige Behörde prüfen, ob durch den Betrieb der Anlage schädliche Umweltauswirkungen hervorgerufen werden können (—> Genehmigungsverfahren). Dies geschieht in der Regel dadurch, dass der Antragsteller ein Gutachten über die Vorbelastung und die durch den Betrieb der Anlage zu erwartende Zusatzbelastung erstellen lässt und den Antragsunterlagen beifügt. Die Anlage kann genehmigt werden, wenn die Immissionswerte eingehalten werden. Betreiber bestimmter genehmigungsbedürftiger Anlagen sind verpflichtet, einen —• Immissionsschutzbeauftragten zu bestellen. Dessen Aufgabe ist es, die Entwicklung und Einführung umweltfreundlicher Verfahren zu fördern, die Einhaltung der gesetzlichen Vorgaben und der Vorgaben aus Betriebsgenehmigungen zu überwachen und die Betriebsangehörigen über diese Belange aufzuklären. Der Betreiber hat den Immissionsschutzbeauftragten bei der Erfüllung seiner Aufgaben zu unterstützen und ihm die geeigneten Mittel zur Verfügung zu stellen. Vor Entscheidungen über Investitionen, die für den —» Umweltschutz bedeutend sein könnten, hat er eine Stellungnahme des Immissionsschutzbeauftragten einzuholen. HU

Immissionsgrenzwerte (immission limits , immission standards) Im Gegensatz zur —> Emission beschreibt der Begriff —• Immission das Einwirken fremder Stoffe, Gerüche, Geräusche oder Erschütterungen auf die —> Biosphäre, also die Umwelt eines Emittenten. Dieser Begriff liegt auch dem Namen des deutschen —> BundesImmissionsschutzgesetzes zugrunde. Dieses legt Immissionsgrenzwerte fest, womit —> Grenzwerte für das Einwirken der Immissionen auf die Umwelt gemeint sind. Immissionsgrenzwerte nehmen, im Gegensatz zu den absolut definierten Emissionsgrenzwerten, Rücksicht auf die Beschaffenheit, also die relative Aufnahmefähigkeit des

Mediums, auf das eingewirkt wird. Gewässerbezogene Immissionsgrenzwerte können so zu einer Verschärfung der in der deutschen —• Abwasserverordnung festgelegten Emissionsgrenzwerte führen, wenn der vorhandene —• Vorfluter weniger aufnahmefähig ist. MÖ

Immissionsschutz (ambient pollution control) Der Immissionsschutz ist durch das Immissionsschutzrecht - einen Kernbereich des —• Umweltrechts - geregelt. Das BundesImmissionsschutzrecht findet sich weitgehend im —> Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) und in den zahlreichen, auf dieses Gesetz gestützten Bundes-Immissionsschutzverordnungen (BImSchV) wieder. Einzelne Materien sind aber in anderen Gesetzen geregelt. Beispielhaft seien das Atomgesetz, das Luftverkehrsgesetz, das Gesetz zum Schutz gegen Fluglärm, das Pflanzenschutzgesetz sowie die Immissionsschutzgesetze und -Verordnungen der Länder genannt. Hinzu kommen noch zahlreiche Verwaltungsvorschriften, wie die Technischen Anleitungen (z.B.—> TA Luft, —> TA Abfall oder —> TA Lärm). Letztendlich spielen auch VDIRichtlinien und DIN-Normen in der Praxis eine große Rolle. Das Regelwerk lässt erkennen, dass Menschen, Tiere und Pflanzen, die natürliche Umwelt sowie Kultur- und Sachgüter vor schädlichen Umwelteinwirkungen, z.B. Luftverunreinigungen und Lärm, zu schützen sind. Ein Mittel zur Erreichung dieses Zwecks ist es, umweltbeeinträchtigende Anlagen einem —• Genehmigungsverfahren zu unterwerfen und sie ständig einer Überwachung zu unterstellen. Vorsorgemaßnahmen und die Überwachung von Störungen gehören ebenfalls zum Immissionsschutz. Größere Papiermaschinen und kleinere Kraftwerke der Zellstoff- und Papierindustrie müssen nach der 4. BImSchV des BImSchG genehmigt werden. GT

110 Kündigungsverbot während der Tätigkeit und Immissionsschutzbeauftragter (person responsible for ambient pollutionein Jahr lang von der Beendigung der Bestellung an. Lediglich wenn ein wichtiger control) Nach § 53 I —> Bundes-Immissionsschutz- Grund für eine außerordentliche Kündigung nach § 626 des Bürgerlichen Gesetzbuchs gesetz (BImSchG) haben Betreiber von be(BGB) gegeben ist, besteht die Möglichkeit stimmten genehmigungsbedürftigen Anlagen einen oder mehrere Betriebsbeauftragte fur der Kündigung. Immissionsschutz zu bestellen. Nach § 55 I a BImSchG ist vor der Bestellung der Betriebsrat zu unterrichten, wie auch Die betroffenen Anlagen ergeben sich aus § 1, Anhang I der 5. Verordnung zur Durchbei Veränderung des Aufgabenbereichs und führung des BImSchG (Verordnung über bei der Abberufung. Vom ImmissionsschutzImmissionsschutz- und Störfallbeauftragte beauftragten ist der Immissionsschutzverant5. BImSchV). Anlagen zur Erzeugung von wortliche zu unterscheiden. (Siehe hierzu Papier sind nicht aufgeführt. Dagegen sind auch die Ausführungen und Literaturhinweise enthalten Zellstofffabriken und Kraftwerke bei den Stichworten —> Abfallverantwortlimit bestimmter Feuerungswärmeleistung je —> Umweltschutzbeauftragter und cher, nach Brennstoff: Bei Kohle, Öl und Holz —• Umwelthaftung.) MR grundsätzlich mit 150 M W oder mehr, bei Gas grundsätzlich mit 250 M W oder mehr, bei sonstigen Brennstoffen grundsätzlich mit Immobilisierung 10 M W oder mehr. Darüber hinaus sind be(immobilization) hördliche Anordnungen in Einzelfällen mögDie Anhaftung von —• Mikroorganismen auf lich. Trägerflächen (Aufwuchsflächen) bei bioloDer Umfang der notwendigen Fachkunde gischen Filmreaktoren (z.B. —> Biofilter, ergibt sich aus § 7 in Verbindung mit Anhang —> Tropfkörper) wird als Immobilisierung bezeichnet. In der Bioverfahrenstechnik dient 11 A der 5. BImSchV. Erforderlich sind ein dieses Prinzip dazu, die wirksamen Organiseinschlägiges Studium und entsprechende men im Reaktor zu fixieren, damit sie nicht Lehrgänge sowie 2 Jahre Praxis. Nach § 9 mit dem Reaktionsmedium verloren gehen besteht die Verpflichtung zur Fortbildung oder durch zusätzliche Verfahrensschritte alle 2 Jahre. In § 10 sind die Anforderungen extern abgetrennt und zurückgeführt werden an die persönliche Zuverlässigkeit geregelt. müssen. Hierzu gehören vor allem die persönliche Eignung und das Fehlen von einschlägigen Angewandt auf die Techniken der —• AbVorstrafen. Vor Entscheidungen über die wasserreinigung, unterscheidet dies das Einfuhrung von Verfahren und Erzeugnissen —> Belebungsverfahren, bei dem der —> Besowie vor Investitionsentscheidungen ist die lebtschlamm im —• Nachklärbecken abgeStellungnahme des Immissionschutzbeauftrennt und in das Belebungsbecken (den tragten von der Geschäftsleitung/dem Be—• Bioreaktor) zurückgeführt werden muss, triebsinhaber einzuholen (§ 56 I BImSchG). von Filmreaktoren, bei denen die Biomasse Die Geschäftsleitung hat eine Organisation immobilisiert auf dem Trägermaterial haftet vorzuhalten, mit der das Vortragsrecht des und nur der gebildete —> Überschussschlamm Immissionschutzbeauftragten vor der Geausgetragen wird: beim Tropfkörper kontischäftsführung gewährleistet ist (§ 57 nuierlich mit dem —> Abwasser, beim BiofilBImSchG). Bei Nichteinigung mit dem Imter diskontinuierlich bei der Rückspülung. missionsschutzbeauftragten muss die GeDie Immobilisierung der in der —• anaeroschäftsleitung umfassend die Gründe der ben und —• aeroben Abwasserbehandlung Ablehnung mitteilen (§ 57 BImSchG). Nach aktiven Mikroorganismen erfordert gewöhn§ 58 I BImSchG besteht zugunsten des Imlich nur das Angebot geeigneter Aufwuchsmissionsschutzbeauftragten ein Benachteiliflächen, weil diese Organismen überwiegend gungsverbot und nach § 58 I I BImSchG ein

Ill sessil sind, d.h. zum Aufwachsen auf Trägerflächen neigen. MÖ

Imprägnieren (impregnation) Im Gegensatz zum —> Beschichten von Papier, bei dem das Beschichtungsmittel oberflächlich aufgetragen wird und dort eine zusammenhängende Schicht ausbildet, wird beim Imprägnieren das eingesetzte Imprägniermittel gleichmäßig im gesamten Papiergefuge verteilt. Um diese gleichmäßige Verteilung zu erreichen, wird das Imprägniermittel entweder bereits in der —• Mischbütte vor der Papiermaschine zugegeben oder die fertige Papierbahn in einem Weiterverarbeitungsschritt vom Imprägniermittel durchtränkt. Ein Beispiel für die letztere Methode ist das —> Pergamentieren, bei dem das Papier durch ein Schwefelsäurebad geführt wird, um es nassfest (—•Nassverfestigung) und fettdicht (—• Fettdichtigkeit) zu machen. Durch eine Imprägnierung können dem Papier bestimmte physikalische und chemische Eigenschaften verliehen werden. So unterschiedlich wie die gewünschten Eigenschaften sind auch die eingesetzten Imprägniermittel. Zum Einsatz kommen verschiedene natürliche und synthetische Hilfsmittel, wie z.B. Erdölprodukte (z.B. —• Paraffin), Kunststoffdispersionen, Kohlenwasserstoffderivate oder Chemikalien mit insektizider, fungizider oder bakterizider Wirkung (—> Bakterizide). Durch entsprechende Präparation lassen sich z.B. öl- und fettdichte oder wasserdampfundurchlässige Papiere herstellen, aber auch korrosionshemmende oder korrosionsverhütende sowie —• flammsichere Papiere. Soll das Imprägniermittel in der Papiermasse zugegeben werden, so ist zu beachten, dass sich dadurch die Retentions- und Entwässerungsverhältnisse auf der —• Siebpartie der Papiermaschine ändern können und mit entsprechenden Maßnahmen (z.B. Änderung von Maschinengeschwindigkeit oder Hilfsmittelzugabe) darauf reagiert wird. HC

Imprägniertes Papier (impregnated paper) Unter —> Imprägnieren wird die Veränderung des Volumens des Papiers durch ein teilweises oder vollständiges Auffüllen seiner —• Poren verstanden. Die Imprägnierungsmaterialien können Lösungen (z.B. —> Schwefelsäure, —> Echt Pergament, Zinkchlorid, —• Vulkanfiber), Dispersionen (z.B. Harzdispersionen für die Papierleimung, Mischungen aus —• Kunstharzen und Polymerdispersionen, —> Möbelvorimprägnat), Emulsionen (z.B. Paraffinemulsion, —> fettdichtes Papier) oder Schmelzen (z.B. —• Bitumen, —> Bitumenpapier) sein. Die Imprägnierung wird online (z.B. mittels —• Leimpresse mit meist vorgeschalteter Anspülwalze), oft jedoch offline in Tauchbädern mit nachfolgenden Abquetschwalzen durchgeführt Durch die Imprägnierung werden die Eigenschaften des Imprägnierrohpapiers, das sehr porös, saugfähig und nassfest sein muss, wesentlich oder vollständig verändert. Es erhält dadurch z.B. einen ausreichenden Schutz gegen Nässe und Feuchtigkeit, wird —* aromadicht (—» aromadichtes Papier) oder flammsicher (—• flammsicheres Papier). Auch —• Ölpapiere, z.T. auch —» Korrosionsschutzpapiere erhalten erst durch eine Imprägnierung die gewünschten Eigenschaften. Jahresproduktion (Deutschland): 150 0001. RH

Impulstrocknung (impulse drying) Das Impulstrocknen stellt eine Kombination aus Pressen und Trocknen zur —•Entwässerung von Papierbahnen dar. Die Bauweise einer Impulstrockenpresse entspricht der einer Schuhpresse, bei der die Gegenwalze als beheizte Walze ausgeführt wird. Der Trocknungsprozess lässt sich in 4 Phasen unterteilen (Abb.). In der ersten Phase wird die Papierbahn durch mechanischen Druck entwässert, während das in der Bahn enthaltene Wasser anfängt zu verdampfen. Im zweiten Abschnitt wird das Wasser in den kälteren Zonen der Bahn durch den erzeugten Dampf aus den

112 Hohlräumen verdrängt. Im dritten Teil, wenn alles Wasser aus den Hohlräumen verdrängt ist, kann der Dampf frei durch das Gefüge strömen. Dabei reißt er einen Teil des Wassers aus den Faserwänden mit sich. In der vierten Phase wird der Druck abgebaut. Sobald er unter den in der Bahn herrschenden Dampfdruck absinkt, kommt es zum Entspannungsverdampfen (Sieden) des noch in den Faserwänden enthaltenen Wassers. Geschieht der Druckabbau jedoch zu schnell, kann dies zu einer Zerstörung der Papierbahn durch den expandierenden Dampf fuhren.

(hohe Linienkraft, großer Pressimpuls)

indirekt eingeleitet. Zellstofffabriken leiten in Deutschland nicht indirekt ein. Für die praktische Behandlung technischer und rechtlicher Fragen der Abwasserbeseitigung ist grundsätzlich zu unterscheiden zwischen —> Direkteinleitern und Indirekteinleitern. Der größere Teil der rechtlichen Regelungen betrifft ausschließlich die Direkteinleiter. Seit 1985 gibt es Verordnungen der Bundesländer für Indirekteinleiter. MÖ

Indirekte Druckverfahren (indirect printing process) Als indirekte —• Druckverfahren bezeichnet man Verfahren, bei denen von der —> Druckform mit seitenrichtigem Druckbild nicht direkt auf das zu bedruckende Material, sondern zunächst auf einen Zwischenträger (—> Gummidrucktuch) und von hier die —• Druckfarbe auf den —> Bedruckstoff übertragen wird. Das indirekte Flachdruckverfahren wird als —> Offsetdruck, der —• indirekte Hochdruck als —> Letterset oder fälschlicherweise als —• Trockenoffset bezeichnet (Abb.).

Prinzip der Impulstrocknung

Dem Vorteil einer erheblichen Steigerung des —• Trockengehalts der Papierbahn um ca. 40 % in nur einem Walzenspalt steht eine große thermische Belastung des —• Pressfilzes gegenüber. Da die —• Filze bisher noch nicht ausreichend temperaturbeständig sind, konnte die Impulstrocknung noch nicht industriell umgesetzt werden. HC

Indirekteinleiter (indirect discharger) Indirekteinleiter leiten als Industrie- oder Gewerbebetriebe ihr —> Abwasser in eine öffentliche Abwasseranlage (Kanalisation) oder Abwasserbehandlungsanlage (—• Kläranlage) ein (—> Abwassereinleitung). Bezogen auf die Produktionsmenge, werden etwa 25 % der Abwässer der Papierindustrie in Deutschland

Beim indirekten —> Tiefdruck wird die Druckfarbe aus den Rasternäpfchen eines Tiefdruckformzylinders über einen gummi-

113 bezogenen Metallzylinder auf den Bedruckstoff übertragen, um auf diese Weise auch raue Oberflächen, wie die von technischen Papieren, Holz, Leder, Fußbodenbelägen und anderen Materialien, zu bedrucken. NE

Indirekter Hochdruck (dry offset , dry relief offset) Der indirekte Hochdruck, auch Letterset und fälschlicherweise auch Trockenoffset genannt, ist ein —> Druckverfahren, bei dem die —• Druckfarbe von einer —> Druckform, deren druckende Elemente erhaben sind, zunächst auf ein —• Gummidrucktuch und von hier auf den —> Bedruckstoff übertragen wird. Infolge des Gummidrucktuchzylinders ist eine —> Zurichtung wie im —> Buchdruck nicht möglich, so dass die Druckformen in Bezug auf die Schrifthöhe maßgenau hergestellt werden müssen. Die im indirekten Hochdruck eingesetzten —> Rotationsdruckmaschinen sind meist Spezialmaschinen (Verpackungsmittel-, —• Endlosformular- und Wertpapierdruck). Der indirekte Hochdruck wird aber auch auf —• Offsetdruckmaschinen mit Fotopolymerdruckformen (bis 0,5 mm dick) ausgeführt, wobei die Feuchtung (—> Feuchtmittel) unterbleibt. Man spricht deshalb auch fälschlicherweise vom Trockenoffsetdruck. Beim Einrichten und Drucken fällt weniger —> Makulatur an, und die notwendige —> Druckspannung im Druckspalt ist kleiner als im —• Offsetdruck. Bedruckt werden raue Papiere und Kartons, Metallbleche, —> Folien und —> gummierte Papiere. Im indirekten Hochdruck werden Druckfarben mit niedriger —• Viskosität verarbeitet, die Deckkraft dieser Farben ist schwach. NE

Industrieholz (industrial roundwood) Sammelbegriff für schwaches —» Rundholz (entweder aus Durchforstungen oder schwachen Zopfstücken von starkem —• Stammholz), das zur Herstellung von Span- und Faserplatten sowie von Faserstoffen (—• Holzschliff, - > Holzstoff, —» Zellstoff) zur Pa-

pierherstellung genutzt wird. Nach dem Gesetz über gesetzliche Handelsklassen für Rohholz von 1968 (HK1G und der entsprechenden Verordnung (HK1V)) ist Industrieholz Rohholz, das mechanisch oder chemisch aufgeschlossen werden soll. Die Begriffe —> Faserholz bzw. Papierholz und Schleifholz oder —• Schwachholz oder Spanholz werden zwar teilweise noch verwendet, sind jedoch keine offiziellen Begriffe mehr. Industrieholz wird in Raummetern (rm oder Normraummeter = Nrm) gemessen. Typische Längen sind in Deutschland 2 m, für Exportware auch 3 m. Das Sortiment „Industrieholz lang" wird in größeren Längen als 3 m ausgehalten. Industrieholz umfasst Durchmesser von 8 bis 20 cm. Die Umrechnung vom Raummaß in das Festmaß erfolgt durch Umrechnungszahlen: • •

1 Raummeter 0,7 Festmeter 1 Raummeter 0,8 Festmeter

mit Rinde = ohne Rinde ohne Rinde = ohne Rinde.

WE

Industrierestholz (saw mill residues) Der Begriff Industrierestholz ist mittlerweile durch den Begriff Sägenebenprodukte ersetzt worden. Es handelt sich um ein Nebenprodukt, das in Sägewerken beim Zuschnitt von Bauholz (Balken und Bretter) in Form von Seitenbeschnitt des —• Stammholzes als Spreißel bzw. Schwarten und beim Längen als Kappstücke anfällt. Derartige Sägenebenprodukte werden zu —• Hackschnitzeln in den Sägewerken zerkleinert und als wertvoller Rohstoff zur Herstellung von —> Zellstoff und —> Holzstoff nach dem Refinerverfahren in der Zellstoff- und Papierindustrie herangezogen. GG

Infrarottrockner (infrared dryer) Infrarotstrahler (IR-Strahler) werden in den meisten —> Streichanlagen zur Aufheizung der Papierbahn und zum Beginn der Verdampfungsphase zwecks Trocknung des

114 —• Strichs eingesetzt. Durch die hohe Leistungsdichte und die vorteilhafte Energieeinbringung wird die Papierbahn schnell und gleichmäßig auf hohe Temperatur gebracht, ohne dass es zu einer übermäßigen —• Bindemittelwanderung in der feuchten Strichschicht kommt. Stand der Technik sind gasbeheizte Infrarotstrahler (Abb.). Die ankommenden Gas- und Luftströme werden in der Mischkammer einer Strahlereinheit zu einem brennfähigen Gemisch vermengt und durch eine mit Düsen bestückte Platte in den Brennraum geleitet. Dort entzündet sich das Gasgemisch und heizt das Gitter auf, das in der Folge Infrarotstrahlung im Wellenlängenbereich zwischen 2 und 3 μηι aussendet. Je nach Mischungsverhältnis Gas/Luft werden Temperaturen zwischen 900 und 1 100° C erreicht. Moderne Gas-IR-Anlagen erreichen sehr schnell ihre volle Brennleistung und kühlen innerhalb weniger Sekunden unter den Flammpunkt von Papier ab. Auf diese Weise besteht kaum mehr die Gefahr, dass sich bei einem Abriss herumfliegende Papierfetzen an heißen Trocknerflächen entzünden können. Durch die kurze Aufheizphase wird außerdem die Ausschussmenge reduziert. Gas

Luft

Mischkammer

Düsenplatte

• V a aV^

Gitter

m mim m

mm m m

Brennraum

stromdurchflossenen Wolfram- oder Chromnickeldraht, der von einem Quarzglasrohr oder einem Keramikmantel umgeben ist. Der Draht wird bis zum Glühen erhitzt, wodurch sich im Rohr bzw. Mantel Temperaturen bis zu 700° C einstellen. Mit angepassten Reflektoren können diese Art Strahler sehr hohe Bestrahlungsstärken erzielen. Der gravierendste Nachteil der Elektrostrahler ist ihr hoher Energiebedarf. HC

Infrarottrocknung in der Drucktechnik (infrared drying/IR drying in printing) Infrarottrockner kommen vor allem in —> Bogenoffsetmaschinen zum Einsatz. Sie dienen zum Trocknen des fertig bedruckten und/oder lackierten Bogens im —> Ausleger. In neueren —• Druckmaschinen können auch zwischen 2 —> Druckwerken IR-Trockner integriert werden, um Lackierungen (—> Lackieren) zu trocknen, bevor der nächste Druckvorgang erfolgt. Bei —• Offsetdruckfarben erfolgt der konventionelle Trockenvorgang, indem unmittelbar nach dem —• Druck die leichtflüchtigen Bestandteile aus —> Binde- und —• Lösemitteln verdunsten oder wegschlagen (—• Wegschlagen). Danach setzt mit dem Luftsauerstoff eine Oxidation ein, die zum —• Trocknen der Druckfarbe bzw. zur —> Polymerisation der verbleibenden Bindemittelbestandteile führt. IR-Trockner beschleunigen diesen Vorgang durch Erhöhung der Temperatur. Im Gegensatz zur —> UV- und —> Elektronenstrahltrocknung finden keine besonderen chemischen oder physikalischen Vorgänge statt. —•Druckfarben, die als IR-Farben bezeichnet werden, sind konventionelle Druckfarbe, denen lediglich ein Additiv zugegeben wird. Dieser Zusatz absorbiert die Wärmestrahlung besonders gut und beschleunigt so durch zusätzliche Erwärmung den Trocknungsvorgang. BG

Prinzip eines gasbeheizten Infrarotstrahlers

Neben gasbeheizten IR-Strahlern werden vereinzelt auch Elektrostrahler eingesetzt. Diese bestehen in der Regel aus einem

Infrarottrocknung in der Papierindustrie (infrared drying in the paper industry) Die Infrarottrocknung bedient sich elektromagnetischer Strahlen mit Wellenlängen ab

115 etwa 750 nm, also solcher Strahlung, die an das langwellige Ende des sichtbaren Lichts anschließt. Dieser Wellenlängenbereich ist für die Trocknung deshalb von großer Bedeutung, weil Wasser im nahen Infrarotbereich ein großes Absorptionsvermögen hat. Das hat zur Folge, dass Strahlung, die mit dieser Wellenlänge einfällt, zu einem großen Teil absorbiert und zur Erhöhung der inneren Energie der Wassermoleküle benutzt wird. Daraus resultiert eine Temperaturerhöhung, die letztendlich zur gewünschten Verdampfung des Wassers führt. Ein wichtiger Vorteil der Infrarottrocknung besteht darin, dass dünne Materialien von innen nach außen getrocknet werden können. Das macht man sich bei der Trocknung von —• gestrichenen Papieren zunutze, um eine —> Bindemittelwanderung (Migration) in der noch feuchten Strichschicht (—• Strich) zu vermeiden. Am wirtschaftlichsten ist eine Infrarottrocknung dort einzusetzen, wo das Trocknungsgut noch sehr feucht ist. Durch den hohen Wasseranteil wird die Papierbahn nur wenig, das Wasser jedoch sehr stark erwärmt und kann aufgrund seiner verminderten Viskosität in nachfolgenden Schritten mithilfe der —> Kontakt- oder —> Konvektionstrocknung leichter entfernt werden. Eine vollständige Trocknung mittels Infrarotstrahlung ist hingegen nicht sinnvoll, da hierzu sehr große Mengen an elektrischer Energie benötigt werden. HC

INGEDE International Research Association Deinking Technology, München Die Internationale Forschungsgemeinschaft Deinking-Technik e. V. (INGEDE), gegründet 1989 in München, ist ein Zusammenschluss führender europäischer Hersteller von —• grafischen Papieren und —> Hygienepapiere, die deinkten Altpapierstoff (—> Deinkingstoff) herstellen und verwenden. Ziel der INGEDE ist es, den Forschungsbedarf im Bereich der Altpapieraufbereitung zur Herstellung von grafischen Papieren und Tissuepapiere zu bündeln und globale Interessen der

Mitglieder insbesondere hinsichtlich Qualität und Recyclierbarkeit der eingesetzten Altpapiersorten zu vertreten. Die Gemeinschaft vergibt Forschungsaufträge an europäische Forschungsinstitute und arbeitet mit allen Mitgliedern der Papierkette, wie mit Druckfarben· und Druckmaschinenherstellern, Papierverarbeitern, Klebstoff- und Hilfsmittellieferanten, zusammen. Die Mitglieder der INGEDE verarbeiteten 1998 über 4 Mio t grafisches Altpapier, in erster Linie als —• Deinkingware (AIO nach der europäischen —» Altpapiersortenliste EN 643 bzw. D39 nach der deutschen Altpapiersortenliste). Der Sitz der Geschäftsstelle ist in München. KR

Initiale Nassfestigkeit (initial wet strength , wet web strength) Die initiale Nassfestigkeit bezeichnet die Festigkeit (—• Bruchkraft) eines frisch hergestellten, noch initial feuchten —> Laborblatts. Sie unterscheidet sich von der durch Wiederbefeuchtung an einem ehemals trockenen Laborblatt gemessenen —> Nassbruchkraft dadurch, dass Verformungsvorgänge durch den Trocknungsprozess und die Pressenarbeit ausgeschlossen werden. Die initiale Nassfestigkeit ist ein wichtiger Parameter für die Runnability der feuchten Papierbahn einer schnell laufenden Papiermaschine, insbesondere zwischen —• Siebpartie und —> Pressenpartie, aber auch in der Pressenpartie. Dieser Parameter spielte eine große Rolle für grafische (—> holzhaltige) Papiere, die im freien Zug von der Siebpartie ohne —• Pick-up-Walze in die Pressenpartie überführt wurden. Abgesehen von der —> Stoffzusammensetzung des Papiers, hängt die initiale Nassfestigkeit maßgeblich vom Trockengehalt der Probe ab. Aufgrund der physikalischen Eigenschaften des nassen —• Faservlieses ist die Verwendung eines normalen Zugfestigkeitsprüfers nicht möglich. Die sehr geringen Zugfestigkeiten und die hohen Wassergehalte um 85 % (= 15 % Trockengehalt) erfordern ein spezielles Prüfgerät zur Messung der initialen Nassfestigkeit, wie das am Institut für

116 Papierfabrikation der Technischen Universität Darmstadt für die Prüfung von holzhaltigen Papieren entwickelte Prüfgerät „Bauart Darmstadt". Das wesentliche Merkmal dieses Geräts ist ein kleiner, horizontal kugelgelagerter, geteilter Tisch, auf dem sich die mit Schablonen auf einem Blattbildner gebildete initial nasse Probe (9 cm χ 3 cm) befindet. Die erforderliche Bruchkraft wird über einen mechanischen Hebel auf das Papier übertragen und ergibt sich aus dem Gewicht der benötigten Wassermenge für den Bruch. Es handelt sich bei dem Prüfgerät um ein einfaches mechanisches Prüfgerät, das erlaubt, Proben mit Trockengehalten, wie sie nach Siebpartien üblich sind, zu messen. Literatur: Brecht, W.: Die Messung der Nassfestigkeit von Papieren. Das Papier 1 (1947), Nr. 7/8, 126-132 Brecht, W.; Heininger, M.: Über ein Verfahren zur Vorausbestimmung des Festigkeitsverhaltens der Stoffbahn auf schnelllaufenden Papiermaschinen. Textil-Rundschau 2 (1947), Nr. 1, 15-20. TI

Inkjet-Farben (inkjet inks) —• Jet-Farben

Inkjet-Papiere (inkjet papers) Das Inkjet-Ver fahren (Tintenstrahl verfahren) gehört zu den Non-Impact-Verfahren (kontaktlose Druckverfahren), bei denen die Abbildung von Texten und Bildern ohne wesentliche mechanische Einwirkung auf die Papieroberfläche erreicht wird. In den Tintenstrahldruckern (—• Inkjet-Printer) werden —> Farbstoff enthaltende Tröpfchen kontinuierlich (continuous flow) oder nach Bedarf (drop on demand) auf die Papieroberfläche gespritzt. Die Freisetzung des Tröpfchens nach Bedarf kann durch Wärme (z.B. bubble jet) oder piezoelektrisch erfolgen. Bei dem kontinuierlichen Verfahren werden die

Tröpfchen in einem elektrischen Feld so abgelenkt, dass sie entweder auf die Papieroberfläche treffen oder in einem Auffanggefäß zurückgehalten werden. Die Inkjet-Tinten sind überwiegend auf wässriger Basis aufgebaut, wenige enthalten als Hauptkomponente der flüssigen Phase —• Lösemittel. Sie sind meist anionisch, die Farbstoffe sind teilweise löslich, teilweise pigmentartig. Die Anforderungen an InkjetPapiere sind: • • • • •

Fixierung des Farbstoffs an der Oberfläche keine übermäßige Tropfenverbreiterung schnelle Trocknung hohe Wasseraufnahmekapazität kein Durchschlagen auf die Rückseite.

Je nach Anwendungsbereich ist die Bedeutung der einzelnen Forderungen unterschiedlich zu wichten. Die wesentlichen Anwendungsgebiete sind Kleinformatdrucker in Büro und Haushalt, Großformatdrucker bis ca. 1,80 m Breite für Plakate, Werbung und Preprints sowie Etikettendruck (—• Etikettendrucker) für Verpackungsmarkierung. Angeboten werden —• ungestrichene, pigmentierte und —• gestrichene Papiere. Bei den ungestrichenen Papieren handelt es sich im Wesentlichen um —> Büropapiere, die neben ihren sonstigen Eigenschaften auch für Inkjet-Drucker geeignet sein sollen (multi purpose). Die Anforderungen an die InkjetEignung für diese Papiere sind begrenzt und werden über das Leimungsmittel (—> Leimung), die Leimpressenpräparation (—• Leimpresse) oder den —> Füllstoff gesteuert. Pigmentierte Papiere mit 2 bis 6 g/m 2 Auftragsgewicht enthalten als —> Bindemittel zumeist anionische oder —> kationische Stärken sowie natürliche oder gefällte —> Calciumcarbonate, —> Kaolin oder auch stärker absorptive Pigmente. Höherwertige InkjetPapiere sind mit 6 bis 10 g/m 2 Strichauftrag versehen. Die —> Streichfarbe enthält Spezialpigmente, z.B. gefällte oder pyrogene —> Kieselsäuren, die aufgrund ihrer hohen

117 spez. Oberfläche die großen Wassermengen der Inkjet-Tinte (bis zu 80 g/m 2 ) aufnehmen können. Auf diesem Wege entstehen matte Qualitäten. Glänzende Inkjet-Papiere enthalten oft kein oder wenig Pigment und erreichen die hohe Wasseraufnahme durch wasserquellbare Polymere, wie —• Polyvinylalkohol, —• Cellulosederivate oder —» Gelatine. Zur Fixierung der Farbstoffe werden kationische Additive verwendet. PA

Inkjet-Printer (inkjet printer) Ein Inkjet-Printer oder auch Tintenstrahldrucker ist ein elektronischer Drucker, bei dem aus feinen Düsen des Druckkopfes feine Tröpfchen einer Drucktinte gezielt an die dafür im Druck vorgesehenen Bildstellen gespritzt werden. Dabei unterscheidet man zwischen diskontinuierlichem und kontinuierlichem Verfahren: 1) Beim Drop-on-demand-Verfahren wird die —> Tinte direkt, durch die Bilddaten rechnergesteuert, auf den —> Bedruckstoff gespritzt. Die Erzeugung des Tropfenstrahls erfolgt bei diesem Verfahren entweder durch ein piezoelektrisches Element, wobei ein Vorratsbehälter für die Tinte elektromechanisch kurzzeitig zusammengedrückt wird, oder dadurch, dass in einem Vorratsbehälter für die Tinte durch schnelles lokales Erhitzen eine Dampfblase erzeugt wird, die den Tintentropfen aus dem Vorratsbehälter und die Düse austreibt (Bubble-Jet-Verfahren). 2) Beim Continuous Jet-Verfahren tritt ein kontinuierlicher Tintenstrahl aus den Düsen des Druckkopfes aus und es werden Tröpfchen in ihrem Flug, entsprechend den Bilddaten, rechnergesteuert elektrostatisch in Richtung Bedruckstoff abgelenkt. Die nicht abgelenkte, überschüssige Tinte fließt in den Vorratsbehälter zurück. Die —» Flächendeckung im Druck wird dadurch den Erfordernissen angepasst, dass die Anzahl der pro Fläche gedruckten Punkte variiert wird.

Ein Inkjet-Farbdrucker enthält für jede Farbe einen Druckkopf. Farbbilder entstehen ähnlich dem Vierfarben-Offsetdruck durch Neben- und Übereinanderdruck der einzelnen Bildpunkte (autotypische Farbmischung). Inkjet-Printer finden als periphere Einheit eines Computers ihr Hauptanwendungsgebiet. Darüber hinaus werden sie zum Codieren von Waren und Verpackungen, zum Adressieren sowie zum Bedrucken von Schecks und Belegen eingesetzt. Neuerdings werden auch großflächige Plakate mithilfe von Inkjet-Druckern hergestellt, wobei die erforderliche —> Lichtechtheit der Drucke durch Verwendung von pigmentierten Tinten erzielt wird. RO

Inkometer (inkometer) Inkometer ist die Handelsbezeichnung eines amerikanischen und einer Gruppe früherer englischer Walzentackmeter, d.h. von Messgeräten zur Bestimmung des —> Tack einer pastösen —> Offset- oder Buchdruckfarbe. Der Tack stellt in Verbindung mit dem Messgerät zu seiner Bestimmung die Summe von Kräften dar, denen eine —• Druckfarbe bei ihrer Spaltung durch Zug-, Scher- und Druckkräfte in einem Walzenspalt ausgesetzt ist. Weitere, in ISO 12634 genannte Handelsbezeichnungen derzeit marktüblicher Rotationstackmeter sind: Betta Tech 2000 (UK); Prüfbau Ikomat; Prüfbau Tackomat (Deutschland), Tack-o-scope (Niederlande); Thwing-Albert Inkometer (USA); Toyoseiki Inkograph (Japan). RO

Inlet (inlet, feed) —> Einlauf

Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC) Am 24. September 1996 hat die Europäische Kommission die Richtlinie 96/61/EG über Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC) veröffentlicht. Diese muss bis

118 30. Oktober 1999 in nationales Recht umgesetzt werden. Diese Richtlinie stellt weitgehende Anforderungen an die Genehmigungen von immissionsschutzrelevanten Anlagen. Das deutsche —> Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) wird bei der Umsetzung der IPPC-Richtlinie - die im deutschen Sprachgebrauch —• Integrierte Vermeidung und Verminderung von Umweltverschmutzung (IVU) heißt - überarbeitet werden. GT

Integrierte Papierfabrik (integrated pulp and paper mill) —• Integrierte Zellstoff- und Papierfabrik

Integrierte Vermeidung und Verminderung von Umweltverschmutzung (Integrated Pollution Prevention and Control) Die Richtlinie über die integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung (IVU) (96/61/EG) vom 24. September 1996 ist identisch mit der im englischen Sprachraum benutzten Richtlinie zu Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC). Die Richtlinie hat weitreichenden Einfluss auf das nationale Instrument der Anlagengenehmigung und -Überwachung nach dem Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG). Sie fungiert rechtstechnisch als Rahmenrichtlinie, die zahlreiche andere, bisherige und zukünftige europäische emissions- wie immissionsseitige Vorgaben zusammenführt. Kernpunkte der IVU-Richtlinie sind deren integrativer Ansatz, die Koppelung der Anlagenanforderungen an die „Beste Verfügbare Technik" (—>BAT) sowie die Bindung an Umweltqualitätsnormen, d.h. ein Umdenken bei den bisher emissionsorientierten Werten hin zu Immissionsgrenzwerten. Im Anhang 1 sind unter Punkt 6.1 Industrieanlagen zur Herstellung von Zellstoff aus Holz und anderen Faserstoffen sowie Papier und Pappe, deren Produktionskapazität 20 t pro Tag übersteigt, aufgeführt. Bei der Umsetzung der Richtlinie in deutsches Recht würden Papiermaschinen mit über 20 t Tagesproduktion aus der Spalte 2 der 4.

BImSchV in die Spalte 1 überführt werden müssen. Das bisherige vereinfachte —> Genehmigungsverfahren sowie das Genehmigungskriterium von 75 m Bahnlänge entfallen. Solche Anlagen müssen zukünftig einem ausführlichen Genehmigungsverfahren unter Beteiligung der Öffentlichkeit unterworfen werden. GT

Integrierte Zellstoff- und Papierfabrik (integrated pulp and paper mill) Sofern einer —> Papierfabrik am gleichen Standort eine Zellstofffabrik vorgelagert ist, handelt es sich bei diesem Verbundsystem um eine integrierte Anlage. In diesem Fall wird der —• Zellstoff meistens in Suspensionsform an die Papierfabrik übergeben. In seltenen Fällen wird der Zellstoff mithilfe einer —> Zellstoffentwässerungsmaschine auf 90 % Trockengehalt getrocknet und nach Zwischenlagerung in Ballenform in der Papierfabrik erneut in Wasser suspendiert. In Deutschland sind - mit einer Ausnahme alle Zellstoffwerke am gleichen Standort mit einer Papierfabrik verbunden, also integriert. Im Gegensatz zu einer integrierten Anlage bezieht eine nichtintegrierte Papierfabrik den Zellstoff als —> Marktzellstoff von einheimischen oder von ausländischen Zellstofffabriken, unabhängig davon, ob diese Zellstofffabriken integriert oder nichtintegriert sind. Integrierte Zellstoffwerke können nämlich einen Teil ihrer Produktion auch als Marktzellstoff vertreiben. In seltenen Fällen gibt es auch integrierte Produktionsanlagen, die nicht nur Zellstoff und Papier am gleichen Standort erzeugen, sondern darüber hinaus das produzierte Papier zu Verpackungsmaterial (z.B. —» Papiersäcke, —> Wellpappe) weiterverarbeiten, sofern die Zellstofffabrik ungebleichten —• Nadelholz—* Sulfatzellstoff z.B. für Kraftpapier, —> Kraftliner und/oder ungebleichten —> Halbzellstoff für —• Fluting erzeugt. Als integrierte Anlagen gelten auch Papierfabriken, die sowohl Zellstoff und —> Hygienepapiere produzieren, aus denen am gleichen Standort Hygieneprodukte (z.B. Toilet-

119 ten- oder —> Küchenrollen) werden.

konfektioniert GG

Ionenaustauscher (ion exchanger) Ionenaustauscher sind feste organische oder anorganische Stoffe, die ihre eigenen Ionen gegen andere, z.B. im umgebenden Wasser befindliche, austauschen können, ohne dadurch ihre Stabilität zu verlieren. Die anorganischen Ionenaustauscher sind im Allgemeinen —• Silikate vom Typ der Zeolithe, die z.B. die in ihnen enthaltenen Natrium-Ionen gegen Calcium-Ionen des Wassers austauschen können (Wasserenthärtung). Organische Ionenaustauscher sind hochpolymere Kunstharze, an die negative oder positive Gruppen gebunden sind. Diese können Kationen (z.B. Natrium) oder Anionen (z.B. Chlorid) binden, die dann austauschbar sind. Eine Sequenz oder Mischung von Kationenund Anionenaustauschern (Wasserstoff-Ionen H + als Kationen und Hydroxyl-Ionen OH" als Anionen) wird z.B. zur Vollentsalzung von Wasser verwendet. Der Ionenaustausch ist gewöhnlich ein reversibler Vorgang. Dies wird bei der Regeneration von Ionenaustauschern genutzt, wobei das vorher aufgenommene Ion (z.B. Calcium) wieder durch das ursprüngliche, nun im Überschuss angebotene Ion ersetzt wird (z.B. Natrium aus Kochsalzlösung). Die festen Ionenaustauscher werden in Form eines „Betts" in filterähnlichen Anlagen (Säulen) von dem zu behandelnden Medium durchflossen. Diese Anlagen werden in der Zellstoff- und Papierindustrie in der Regel zur Enthärtung oder Entsalzung von —> Frischwasser für besondere Anwendungen, z.B. als —• Kesselspeisewasser, verwendet. MÖ

ISO International Organization for Standardization (ISO), Genf Internationale Normenorganisation. In dieser Organisation für internationale Normung arbeiten seit Jahren in den ein-

schlägigen Gremien deutsche Fachleute aus den nationalen —• DIN-Fachausschüssen mit. Das Ziel dieser Arbeiten ist in erster Linie, Prüfnormen zu erstellen, die weltweit Gültigkeit haben, also in der Regel die nationalen Normen ablösen. FA

ISO-Helligkeit (ISO brightness) Seit Beginn der Messung des Reflexionsfaktors an Papier nimmt der —> spektrale Reflexionsfaktor R457 bei der Schwerpunktswellenlänge von 457 nm eine besondere Stellung ein. Seine Messung an weißem oder annähernd weißem —• Zellstoff, Papier und Karton ist in ISO 2470 unter der Bezeichnung diffuser blauer Reflexionsfaktor oder ISOHelligkeit genormt. Die Messbedingungen (Geräte, Kalibrierstandards) sind in ISO 2469 näher spezifiziert. Da R457 aus den mit —• Spektralfotometern ermittelten spektralen Reflexionsfaktoren berechnet wird, muss die Gewichtungsfunktion eindeutig definiert sein. So beträgt nach der Tabelle der Gewichtungsfaktor bei 460 nm 100 % und lediglich 1 % bzw. 0,3 % bei den spektralen Reflexionsfaktoren der Wellenlängen von 400 und 510 nm. Die Schwerpunktswellenlänge liegt bei 457 nm, und die Bandbreite bis zum Abfall der Gewichtungsfunktion auf 50 % (Halbwertsbreite) beläuft sich auf 44 nm. Die ISO-Helligkeit ist bei diffuser Beleuchtung zu messen. Eine Lichtart (—• Normlichtart) schreibt die Norm nicht vor. Aus historischen Gründen ist dieser optische Parameter jedoch an die —> Normlichtart A oder C gekoppelt. Im Gegensatz dazu muss die „Tappi Brightness R457" nach TAPPI T452 om-92 bei einer 45° Beleuchtung mit einer —• Farbtemperatur der Lichtquelle von 3 000 Κ ermittelt werden. Mit beiden Kennzahlen ist die Wirkung der —> Bleiche von —• Halbstoffen sehr sensibel zu beschreiben. Nach spezieller Probenvorbereitung dient R457 auch zur Beurteilung von annähernd weißen Mineralien (TAPPI T534 om-86 oder SCAN-P 43:81), die als Füllstoffe oder —> Streichpigmente bei der Papierherstellung

120 eingesetzt werden. Die Füllstoffe bzw. Pigmente sind vor der Vermessung in Tablettenform zu pressen. Wellenlänge λ fnm] 400 405 410 415 420 425 430 435 440 445 450 455 460 465 470 475 480 485 490 495 500 505 510

Gewichtungsfaktor [%] 1,0 2,9 6,7 12,1 18,2 25,8 34,5 44,9 57,6 70,0 82,5 94,1 100,0 99,3 88,7 72,5 53,1 34,0 20,3 11,1 5,6 2,2 0,3

Gewichtsfunktion der spektralen Reflexionsfaktoren zur Ermittlung der ISO-Helligkeit PR

Isotropie (isotropy) Isotropie bedeutet Richtungsunabhängigkeit von Eigenschaften, d.h. physikalische oder chemische Vorgänge laufen in diesem Falle in allen Richtungen in gleicher Weise ab. Es existiert im Gegensatz zur —> Anisotropie keine räumliche Vorzugsrichtung. Zu den isotropen Stoffen gehören u.a. amorphe Stoffe (z.B. Gläser) sowie die meisten Flüssigkeiten und Gase, sofern keine äußeren Kräfte (z.B. Zentrifugalkräfte, elektrische Felder) auf sie einwirken. Die Isotropie der Eigenschaften kann sich ggf. nur auf eine bestimmte Klasse von

Eigenschaften beschränken (z.B. bei kubischen Kristallen). Darüber hinaus kann die Isotropie von Werkstoffen bei Vorliegen einer transversal-isotropen Symmetrie auf eine räumliche Ebene beschränkt bleiben. Dies ist z.B. bei —• Laborblättern der Fall, die herstellungsbedingt aufgrund ihrer speziellen —• Faserorientierung - im Gegensatz zu maschinell hergestellten Papieren - nahezu isotrop in der Blattebene sind. Aus diesem Grund sind z.B. die —• Bruchkraft oder die —>Weiterreißarbeit von —•Laborblättern in jeder Richtung in der Blattebene gleich. GÖ

121 J-Integral (J integral) Auf dem Gebiet der elastisch-plastischen —> Bruchmechanik wurde zur Charakterisierung der Bruchzähigkeit ein wegunabhängiges Linienintegral entwickelt: das J-Integral. Das J-Integral wird entlang eines beliebigen Wegs um die Spitze einer Fehlstelle, wie z.B. einen Riss, entwickelt (Abb. 1). Es charakterisiert das Spannungs-Dehnungsfeld in der Umgebung der Rissspitze. Daher wird das JIntegral als Kenngröße zur Beschreibung der Bruchzähigkeit verwendet. Das J-Integral hat folgende Form:

j=J

Bruchzähigkeit von Papier zu finden. In diesem Zusammenhang wird als vielversprechender Parameter der elastisch-plastischen Bruchmechanik auch das J-Integral eingesetzt. Das J-Integral wird mithilfe von Zugversuchen an eingeschnittenen Proben (Abb. 2) bestimmt, wobei die Einschnitte die in der Praxis im Papier vorkommenden Fehlstellen simulieren.

wdy-Tj-^-ds dx

wobei w die Formänderungsenergie je Volumeneinheit ist, Tj sind die Komponenten des Zugkraftvektors, Uj sind die Komponenten des Verschiebungsvektors und ds ist ein Abschnitt der Integrationskontur Γ.

τ

Τ F

F

Abb. 2: Die in der Bruchmechanik üblichen Anordnungsschemata von Einschnitten bei streifenförmigen Proben und die Belastungsrichtung beim einachsigen Zugversuch WS

Abb. 1: Das J-Integral, dargestellt in einem Ausschnitt einer Papierprobe

Seit einiger Zeit wird vermehrt versucht, das Bruchverhalten von Papier anhand bruchmechanischer Untersuchungen genauer nachzuvollziehen und auch zu beschreiben, um einen Materialkennwert zur Beschreibung der

Jahrring (annual ring) Holz weist ringförmige Zuwachszonen auf, die als Folge eines durch Ruhepausen in den Kambiumzellen (—• Kambium) unterbrochenen Wachstums entstehen. In allen Klimaten mit winterlicher Vegetationsruhe sind diese Zonen in der Regel dem jährlichen Zuwachs eines Baums gleichzusetzen. Daher werden sie Jahrringe genannt. Laubabwerfende Bäume subtropischer und tropischer Gebiete bilden in Abhängigkeit von Trocken- und Regenzeiten Zuwachszonen aus, die nicht streng jahresweise entstehen und somit auch keine Jahrringe darstellen. Bei Hölzern aus immergrünen Tropenwäldern mit ununterbro-

122 chener Wachstumstätigkeit fehlen häufig Zuwachszonen. Sichtbar werden Jahrringe dadurch, dass zu Beginn und gegen Ende einer Vegetationsperiode Zellen unterschiedlicher Art, Größe, Anzahl und Verteilung angelegt werden. Bei den einheimischen Hölzern bzw. Hölzern der gemäßigten Klimazonen kann zudem vielfach innerhalb der Jahrringe zwischen —• Frühholz und —• Spätholz unterschieden werden. Während das im Frühjahr (April/Mai) gebildete Frühholz den raschen Wassertransport zu Beginn der Vegetationszeit sichert, kommt dem im Sommer angelegten Spätholz vermehrt die Aufgabe der Festigung zu. Diese unterschiedlichen Funktionen von Früh- und Spätholz erklären auch die bei zahlreichen Holzarten deutlichen Gewebeunterschiede zwischen den beiden Jahrringzonen, was insbesondere für die —> Nadelhölzer und ringporigen —> Laubhölzer, jedoch nicht für die zerstreutporigen Laubhölzer gilt. Bei Nadelhölzern (z.B. —• Fichte, —> Kiefer) werden im Frühholz weitlumige und dünnwandige, im Spätholz dagegen englumige und dickwandige Zellen ausgebildet. Dieser ausgeprägte Unterschied in Porenanteil und Zellwanddicke verursacht auch die für Nadelhölzer typischen Färb- und Härteunterschiede innerhalb der Jahrringe: Das Frühholz ist hell und weich, das Spätholz dunkel und hart. Bei den Laubhölzern ergeben sich Frühholz-Spätholz-Unterschiede vor allem durch eine unterschiedliche Größe (Durchmesser) und Anordnung der Gefäße, wie dies für die ringporigen Laubhölzer (z.B. —• Eiche, —> Esche) charakteristisch ist. Der jeweilige Frühholz- und Spätholzanteil am Jahrring stellt einen wichtigen Einflussfaktor für die Rohdichte (spez. Gewicht des Holzes) und damit den Gebrauchswert des Holzes dar. Dabei bestehen in Abhängigkeit von der Jahrringbreite bei den Nadelhölzern und ringporigen Laubhölzern gegenläufige Gesetzmäßigkeiten: Bei den Nadelhölzern nehmen ab einer Jahrringbreite von 1 mm mit steigender Jahrringbreite der Spätholzanteil und damit die Rohdichte ab. Engringiges Nadelholz besitzt daher gegenüber breitringigem die höheren Festigkeitswerte. Bei den

ringporigen Laubhölzern haben umgekehrt breite Jahrringe höhere Spätholzanteile als schmale und damit eine höhere Rohdichte mit entsprechend größeren Festigkeitswerten. Bei den zerstreutporigen Laubhölzern bleibt die Jahrringbreite diesbezüglich ohne Bedeutung, da Früh- und Spätholz nicht unterschieden WE sind.

Janus Concept (Janus concept) Das Janus Concept ist wie die —• Satinage ein thermo-mechanisches Oberflächenumformungsverfahren zwecks Erzeugung optimaler Glätte-, Glanz- und Dichtewerte von —• gestrichenen und —• ungestrichenen Papieren. Das Janus Concept verbindet die technologischen Vorteile des (off-line) —• Superkalanders (höchste Satinagequalität) mit den wirtschaftlichen Vorteilen des —> Softkalanders (on-line Betrieb bei hohen Papier- bzw. Streichmaschinen-Geschwindigkeiten). Das Grundprinzip des Janus Concepts besteht darin, dass die Satinage eines Papiers gezielt mit der für die Verdichtungsarbeit erforderlichen Anzahl von Walzenspalten und einer für die Glanzentwicklung gerade ausreichenden Satinagetemperatur unter konsequenter Nutzung des Glattprägeeffekts (—> Kalander, Satinage) durchgeführt wird. Kalander nach dem Janus Concept sind als modulares Baukastensystem konzipiert, mit dem der Aufbau des Kalanders, den Erfordernissen entsprechend, zusammengestellt wird (Abb.). Damit erreicht man bei allen Papier- bzw. Streichmaschinen-Geschwindigkeiten ein dem Superkalander vergleichbares Satinageergebnis bezüglich der Bedruckbarkeitseigenschaften (—• Bedruckbarkeit). Mehrwalzen-Kalander mit kunststoffbezogenen —• Ober- und —> Unterwalzen, die z.T. als Profilkorrekturwalzen ausgelegt sind und in schmalen Zonen direkten Einfluss auf die Dickenprofile nehmen können, waren bisher im Kalanderbau nicht zu verwirklichen. Dazu gehören auch peripher gebohrte, direkt mit Dampf beheizte —> Heizwalzen, deren hochabriebfeste, schaberbare Oberflächenbeschichtung sehr niedrige Rauheits-

123 werte (Ra < 0,04 μπι) (—• Rauheit) aufweist. Die ebenfalls sehr glatten Kunststoffbezüge der Mittelwalzen (91° Sh D) ( - • ShoreHärte) halten hohen thermischen und mechanischen Belastungen (bis 140° C, 60 N/mm 2 , 25 Hz) stand. Die in Hebeln geführten Walzen (—• Hebelführung) sind gewichtskompensiert (—• überhängende Gewichte), so dass eine —> Hängespindel nicht mehr benötigt wird.

beheizte Mitteiwaize elastische Mittelwalze

Biegeausgleichwalze mit Bezug

Janus Concept-Kalander mit 2 x 5 Walzen

Mit neuartigen Aufführhilfen, Kombinationen aus Seileinführung, Vakuumbelts und Luftleitblechen, kann die Bahn auch bei hohen Maschinengeschwindigkeiten sicher durch alle Walzenspalte geführt werden. Da nicht mehr von Hand aufgeführt wird, haben die Janus Concept-Kalander auch keine speziellen Nipschutzeinrichtungen mehr (—• Fingerschutzwinkel). Bei vergleichsweise geringem Platzbedarf erreichen die Kalander nach dem Janus Concept gegenüber Superkalandern wesentliche Produktivitätssteigerungen und haben gegenüber Sofitkalandern neben deutlichen Qualitätsverbesserungen einen geringeren Energieverbrauch. SZ

Jet-Farben (inkjet inks) Als Jet-Farben oder Inkjet-Farben werden —»Druckfarben für den Inkjet-Druck be-

zeichnet (—> Inkjet-Drucker). Bei diesem elektronischen, auch als Tintenstrahldruck bezeichneten —• Druckverfahren werden aus feinen Düsen des Druckkopfes eines Druckers Druckfarbentröpfchen gezielt an die dafür im Druck vorgesehenen Bildstellen auf den —> Bedruckstoff gespritzt. Inkjet-Farben sind als —> Tinten anzusehen, d.h. sie sind dünnflüssig und enthalten —> Farbstoffe, meist in Wasser gelöst. Um dem Problem des Eintrocknens der Farbe an den Düsenspitzen zu begegnen, enthalten die Inkjet-Farben Feuchthalter, wie Glykol und dessen Abkömmlinge. Diese hygroskopischen Zusätze drängen die Verdunstung des Wassers an den Düsenspitzen zurück, so dass die Tinte nicht eintrocknet und die Düsen zusetzt. Zum Bedrucken von Kunststoffen und Kunststofffolien werden auch lösemittel- sowie wachsbasierte Inkjet-Farben eingesetzt. Bei ersteren verdunstet das —• Lösemittel nach dem Druck schnell, und es verbleibt der Farbstoff/Bindemittelfilm in fester Form auf dem Bedruckstoff. Hierbei muss allerdings am Druckkopf für eine wirksame Verhinderung des Eintrocknens der Tinte an den Düsenspitzen durch Verdunstung des Lösemittels gesorgt werden. Die wachsbasierte Inkjet-Farbe wird im Druckkopf heiß und damit flüssig gehalten, und sie erstarrt beim Kontakt mit dem Bedruckstoff durch Abkühlung. Gedruckte Inkjet-Farben auf der Basis von gelösten Farbstoffen besitzen meist geringe Echtheiten (—> Lichtechtheit sowie Echtheiten gegenüber chemischen Agenzien, wie Alkali, Säure, Lösemittel). Aus diesem Grund wurden pigmentierte Farben entwickelt, die deutlich verbesserte Echtheiten, insbesondere Lichtechtheit besitzen und daher im Plakatdruck eingesetzt werden können. Auch durch Reaktion spezieller Tinten mit dem zu bedruckenden Substrat, d.h. bestimmten Kunst-

124 Stoffen oder kunststoffbedampften Papieren, sind verbesserte Lichtechtheiten erzielt worden. Zur Erhöhung der Lichtechtheit gedruckter Inkjet-Farben wird auch eine UVbeständige Lackierung angewandt. Da die wasserbasierten Inkjet-Farben beim Druck auf —> Büropapier zum Auslaufen neigen, werden zum Druck höherwertiger Druckerzeugnisse Spezialpapiere herangezogen, deren —• Strich und Oberflächenbeschaffenheit ein Auslaufen der Tinte verhindern. RO Jet-Kocher (jet cooker) In' einem Jet-Kocher wird —> Stärke kontinuierlich aufbereitet. Die Stärke wird dabei innerhalb einer Rohrschlange unter Zugabe von Dampf verkocht. Die Länge der Rohrschlange, Temperatur und die Durchlaufgeschwindigkeit der Stärkesuspension durch die Rohrschlange bestimmen die Qualität der Stärkelösung. KT

Jokro-Mühle (Jokro mill) —• Labormahlen

Jungfräuliche Faser (virgin fiber) —• Primärfaser

Jute (jute) (Corchorus capsularis L., Familie Tiliceae) Die stark verholzte Faser stammt aus der Rinde der Jutepflanze, ist also eine Bastfaser. Die Jutepflanzen werden in 2 Gruppen unterteilt: Corchorus capsularis und Corchorus oliteris. Sie sind Einjahrespflanzen und gedeihen gut im heißen, feuchten Klima Indiens und Bangladeschs. Corchorus capsularis, auch weiße Jute genannt, hat runde Kapseln und braune Samen. Corchorus oliteris hat lange Kapseln und die Samen sind blau. Die Jutestengel sind schlank, zylindrisch und werden 2 bis 4 m

hoch mit einem Durchmesser von 10 bis 20 mm. Zur Reifezeit werden die Stengel 30 cm über dem Boden abgeschnitten und dann im stehenden Wasser geröstet. Dadurch werden die Bastfasern von der Rinde und den holzhaltigen Bestandteilen befreit. Die Faserlänge der Elementarfaser wurde zu 3 mm im Mittel, maximal 5,4 mm bestimmt, die Faserbreite liegt bei 20 μιη. Die Bastfasern haben eine hohe Festigkeit und verrotten kaum. Sie werden deshalb hauptsächlich für grobe Textilien und Seilware herangezogen. Zur Papiergewinnung verwendet man im Allgemeinen alte Säcke und Taue aus Jute; frische Werg-Abfalle stehen seltener zur Verfugung. Größere Mengen werden in Indien und Bangladesch zu —> Verpackungspapieren verarbeitet. JU

125 Κ - und N-Farbe (K-andN-ink) —> Wischtest

K+E-Wischfarbe (K+E draw down ink) —> Wischtest

Kalander (calender) Kalander sind Walzenmaschinen mit bis zu 12 (in Sonderfällen 20) übereinander angeordneten —> Kalanderwalzen, die in einem —> Kalanderständer geführt werden und die Walzenspalte (—>Nips) bilden, in denen die Papierbahn mechanischen und thermischen Kräften ausgesetzt wird. Diese Kräfte bewirken eine Verdichtung, Einebnung und Glättung des Papiers und vermitteln der Papierbahn die geforderten Gebrauchseigenschaften (z.B. —> Glätte und —> Glanz) (—> Satinage). Diese Eigenschaften der Papierbahn müssen jedoch schon durch Stoffzusammensetzung und Herstellungsprozess in der —> Stoffaufbereitung und auf der Papiermaschine festgelegt werden, können aber erst durch einen der Trocknung folgenden Arbeitsgang voll entwickelt werden. Die Verdichtung der Papierbahn und die Einebnung der Oberflächentopografie erfolgen vorzugsweise in Kalandern durch unterschiedliche Verfahren: • • • • • •

•

Satinieren mit elastischen Nips Leichtsatinieren mit wenigen Nips und geringer —• Linienkraft Mattsatinieren mit mattierten, kühlen Walzenoberflächen Glätten mit harten Nips im —• Glättwerk Prägen mit Prägedessin-Walzen im —• Prägekalander Kalibrieren mit harten Walzenspalten, definiertem Spaltabstand und hohen Linienkräften im Kalibrierkalander Friktionieren mit Walzen-Voreilung im Friktionierkalander.

Die Bearbeitung der verschiedenen Papiere erfordert verschiedenartige Kalander (Abb.):

1) Superkalander (supercalender) Dieser bisher für hochwertige Druck- und Spezialpapiere fast ausschließlich verwendete Kalander wird trotz hoher Satinagequalität wegen der Nachteile des diskontinuierlichen (off-line) Betriebs zunehmend durch kontinuierlich arbeitende (on-line) Kalander (z.B. —> Janus Concept) ersetzt. Abgelöst wurden auch die Bogenkalander als Superkalander, in denen einzelne Papierbogen, zur Verbesserung der —• Dimensionsstabilität auch quer zur —• Laufrichtung, durch Bänder und Umleitbleche von Spalt zu Spalt geführt und satiniert wurden. 2) Janus-Kalander (Janus calender) Das Janus Concept, ein neuartiger Typ des Kalanders und ein neues Konzept für die Satinage anspruchsvoller Papiersorten im onund off-line Betrieb. Es verbindet die Qualitätsvorteile des (off-line) —> Superkalanders mit der Wirtschaftlichkeit des (on-line) —> Sofìtkalanders, indem es, den Erfordernissen der zu satinierenden Papiere angepasst, die Gegebenheiten der Produktionsanlage berücksichtigt. 3) Softkalander (soft calender) für die Satinage hochwertiger (Massen-) Druckpapiere in Papier- und —> Streichmaschinen im on-line Betrieb. 4) Mattkalander (dull finishing calender) mit mattierten (mattverchromten) Walzenoberflächen für hochwertige gestrichene Druckpapiere, die bei relativ hoher Glätte matte Oberflächen haben sollen. 5) Glättwerke (machine calender) für die Verdichtung und Einebnung der rauen Oberfläche der Papierbahn durch harte Walzenspalte in der Papiermaschine nach der —• Trockenpartie (Maschinenglättwerk), meist für Standard-Papierqualitäten (z.B. —• Zeitungsdruckpapier) zum —> Kalibrieren und —• Glätten bzw. zur Vorglättung von —> Streichrohpapier.

126

Superkalander

Softkalander

6) Prägekalander (embossing calender) mit im Prägedessin strukturierten Walzenoberflächen für die Prägung von Papier, Karton, Pappe oder —> Pressspan in Rapport-, Wild- oder Union-Prägung (—» Prägen). 7) Kalibrierkalander (calibrating calender) für die genaue Dickeneinstellung (Kalibrieren) insbesondere für technische Zwecke eingesetzter Materialien (Papier, Karton, Pappe, Folie, Textilie oder Blech) durch plastische Verformung in Kalibrierkalandern, auch als Kalibrierwalzwerk oder —> Pappenwalzwerk bezeichnet, mit harten Walzenspalten unter sehr hohen Linienkräften (bis 4 000 kN/m) und im Durchmesser groß dimensionierten —* Hartgusswalzen, deren —• Bombierung durch Schrägstellen der Walzen vergrößert werden kann. Die genaue Einstellung des die Materialdicke bestimmenden Walzenspalts erfolgt durch Distanzstücke (verschiebbare Flachkeile). —• Ober- und —• Unterwalze sind durch Zahnradsätze miteinander verbunden oder unabhängig voneinander angetrieben, so dass mit Kalibrierkalandern auch friktioniert werden kann (Friktionierkalander). Die Überwachung der Dicke des kalibrierten Materials

Janus Concept

erfolgt durch Dickentaster oder berührungslose Dickenmesseinrichtungen. 8) Friktionierkalander (friction calender) für —• Spielkartenkarton, Pressspan und —> Buntpapiere mit höchstem Glanz. Friktionierkalander sind kräftig gebaute ZweiWalzen-Maschinen für hohe Linienkräfte, die neben der präzisen Dickeneinstellung einen —> Antrieb besitzen, der über entsprechende Zahnradsätze einer der beiden Walzen eine Voreilung bis 17 % geben kann. Mit separat angetriebenen Walzen sind auch größere Geschwindigkeitsdifferenzen (bis ca. 30 %) möglich. Der hohe Glanz (z.B. bei Spielkartenkarton) wird durch diese Voreilung (Friktion) der hochglatten oberen Walze hervorgerufen. Baugruppen und Steuerung der Kalander Die Zusammenstellung der Funktionsbaugruppen eines Kalanders berücksichtigt die baulichen Gegebenheiten und den Produktionsfluss in der Papierfabrik. Dadurch ergeben sich Kalanderinstallationen in C-, Z- oder UAnordnung. Die Steuerung der Kalander ist komplex. Mit modernen, modular aufgebauten Steue-

127 rungssystemen (Caltronic) werden die dezentralen Einheiten mit dem Zentralrechner verbunden, der mit der entsprechenden Software ausgestattet ist und alle Steuerungsaufgaben sowie die Bedienerführung übernimmt. Am Bildschirm werden die laufenden Vorgänge mit allen erforderlichen Daten übersichtlich dargestellt, das Personal hat Zugriff auf die wichtigen Steuerungsprogrammteile, ein umfangreiches Fehlersuchsystem und die Hilfsfunktionen. Der Kalanderrecorder sammelt die elektronisch erfassbaren Betriebsdaten, so dass auch später eine objektive Prüfung von Störungen, z.B. via Telefonmodem über einen Service-Diagnoserechner, möglich ist. Alle wichtigen Hardware-Komponenten sind redundant, also doppelt vorhanden, das System schaltet bei Störungen auf den zweiten Rechner um. Die Produktionsdaten werden über eine Schnittstelle an den MillComputer weitergeleitet. SZ

Kalander (historisch) (calender) (historical) Der Kalander ist aus der Walzenpresse hervorgegangen, die seit dem Spätmittelalter im —• Kupfertiefdruck, aber auch in der Textil-, Leder- sowie Bunt- und Edelmetallmanufaktur eingesetzt wurde. Seit dem 17. Jh. wurde auch Papier damit geglättet, oft zwischen Kartons oder Metallbleche gelegt. Dies hat sich bis in unser Jahrhundert gehalten. Um die —• Glätte und Dichte des Maschinenpapiers zu verbessern, wurde um 1850 der Glättekalander (—• Glättwerk) in die Schlussgruppe der Papiermaschine integriert. Spezielle —> Satinierkalander für —> ungestrichene und—> gestrichene Papiere finden sich seit ca. 1860 in den Ausrüstsälen der Papierfabriken. TS

der —> Nips, Einleitung der —> Linienkräfte) nicht verändern darf. Sie haben deshalb höchsten Ansprüchen bezüglich Stabilität, Festigkeit und Maßgenauigkeit zu genügen, da sie neben der Aufgabe der exakten Führung der Walzen auch die im Kalander auftretenden statischen und dynamischen Kräfte aufzunehmen haben, ohne dabei Bewegungen, Vibrationen oder die Auslenkung von an ihnen befestigten Maschinenteilen zuzulassen. Bisher wurden Kalanderständer üblicherweise aus Grauguss gefertigt, heute werden Schweißkonstruktionen bevorzugt. Paarweise in schweren Fundamenten verankert, sind die Kalanderständer mit starken Quertraversen verbunden. Sie tragen die Abrollbühne, die —• Fahrbühnen und die Kräne für den Walzenwechsel. Die meist einseitig offenen Superkalanderständer sind vorwiegend L-formige Konstruktionen. Die geschlossenen A-Ständer früherer Großkalander werden nicht mehr gebaut. Offene L - oder Δ (Delta-)formige und 'back to back4-Stuhlungen sind für —• Softkalander gebräuchlich. Die aus entsprechenden Konstruktionsteilen zusammengesetzten U-formigen Ständer breiter Softkalander dienen vor allem der exakten Führung der Walzen. Für die Bewältigung des Kraftflusses sorgt dabei eine Verblockung der Lagergehäuse, die durch die Eigenbelastungsfunktion der —• Durchbiegungsausgleichswalzen möglich wird. SZ

Kalanderstreifen (calender streak) Beschädigte —> Papierwalzen von —• Superkalandern und defekte Schaber sind Hauptursachen für Kalanderstreifen als —» Längsstreifen in der satinierten Papierbahn. Ebenso fuhren lokale heiße Stellen auf Kalanderwalzen zu —y Dickenschwankungen und können Kalanderständer dadurch Streifen verursachen. (calender frame) Kalanderständer, auch Kalanderstuhlungen —> Kalanderfalten besitzen ebenfalls partiell genannt, halten die beweglich übereinander einen streifigen Charakter. Sie entstehen jein —» Gleit- oder —> Hebelfuhrungen ange- doch durch Faltenbildung aufgrund zu lockeordneten —• Kalanderwalzen in einer defiren Einlaufs in den Kalander, z.B. durch nierten Position, die sich auch bei BewegunÜberdehnung zu feuchter Stellen in der Pagen des Walzenpakets (Öffnen und Schließen pierbahn. Das Papier erscheint oft im Bereich

128 der Kalanderfalte aufgrund der hohen Drücke der —» Satinage wie durch einen Schnitt getrennt. Kalanderstreifen, hervorgerufen durch Kalanderfalten, lassen sich daher leicht von den übrigen Kalanderstreifen unterscheiden.TI

ihren markierungsempfindlichen elastischen Walzen ist die einwandfreie Bahnfuhrung (faltenfreier Einlauf der Papierbahn in den Walzenspalt) besonders wichtig. Die dreigeteilten Leitwalzen für Kalander nehmen unter den Leitwalzen eine Sonderstellung ein, weil sie nicht nur der Laufrichtungsbeeinflussung und Streckung der Papierbahn (—> BreitKalanderwalzen streckwalze) dienen, sondern auch die Bahn(calender rolls) Das Hauptmerkmal eines —> Kalanders sind spannungsverteilung zwischen den Rändern und der Mitte der Papierbahn beeinflussen seine spaltbildenden Walzen, in deren können. Die Oberflächen der dreigeteilten —>Nips Materialbahnen (z.B. Papierbahnen) Leitwalzen entsprechen denen normaler mechanischen und thermischen Kräften ausLeitwalzen. An schnellen und breiten Kalangesetzt werden. Die Zusammenstellung der Walzen in Kalandern oder —> Glättwerken dern werden die Leitwalzen angetrieben, um das Einziehen der Papierbahn durch die geentspricht dem vorgesehenen Einsatzzweck öffneten Walzenspalte zu erleichtern. und enthält folgende Walzentypen: Dreigeteilte Leitwalzen haben feststehende 1) Harte Walzen (—> Hartgusswalze) aus Achsen und darauf separat gelagerte Walzensegmente. Bei entsprechender Einstellung Grauguss oder Gusslegierungen können die Außensegmente im unbelasteten • Vollwalzen, meist bombiert (—> BomZustand ausgelenkt sein. Unter dem Zug der bierung), teilweise mit zentrischer Bohrung, als —> Ober- oder —• Unterwalze in Papierbahn verbiegt sich die feststehende Walzenachse, so dass quasi ein „DurchbieKalandern und Walzwerken (Kalibriergungsausgleich" stattfindet, der die Segmente kalander, —> Pappenwalzwerk). —> Heizwalzen, peripher gebohrt oder so ausrichtet, dass diese wieder eine gerade • oder leicht positiv bzw. negativ gebogene hohl mit Verdrängerkörper in wasser-, dampf- oder ölbeheizten —> Heiz-/Kühl- Mantellinie bilden. Durch die einstellbare Stellung des Bogens wird der Zug auf die systemen, oft hochglanzverchromt oder Bahnränder oder auf die Bahnmitte mehr mit abriebfester, schaberbarer Oberfläoder weniger betont, wodurch Bahnlauffehler chenbeschichtung. korrigiert werden. —> Durchbiegungsausgleichswalzen als • Ober- und Unterwalze mit Mänteln aus 4) Anlage-/Andruckwalzen (—> Wickler) Hartguss, Stahl oder stahlähnlichen Legierungen, teilweise mit den o.a. Oberflächenbeschichtungen, auch mit elasti5) —> Zugmesswalzen schem Kunststoffbezug (—•Kunststoffwalze) oder als Profilkorrekturwalze mit Die Oberflächen der am Satinageprozess dieinzeln ansteuerbaren, hydrostatischen rekt beteiligten Walzen müssen höchsten AnStützelementen für die direkte, schmalforderungen an Drehgenauigkeit und Oberzonige Dickenprofilbeeinflussung. flächenqualität entsprechen, da sie auch bei z.T. hohen Drehzahlen vibrationsfrei laufen 2) —• Elastische Walzen müssen. Die Oberflächen der Kalanderwalzen • mit einem Bezug aus Fasermaterial oder weisen ein besonderes 'finish' auf. Sie sind Material-Kombinationen (filled roll) • mit Diamanten überdreht und/oder • mit Kunststoffbezug (Kunststoffwalze). • geschliffen (elastische und KunststoffWalzen) 3) Dreigeteilte Leitwalzen • mit extrem glatten, hochverschleißfesten, Für den reibungslosen Betrieb von —• Super-, schaberbaren Oberflächenbeschichtun—• Janus Concept und —• Softkalandern mit gen versehen

129 • • •

hochglanzverchromt (Spiegelhochglanz) mattverchromt (definierte Rautiefen) graviert (—• Prägewalzen mit Prägedessin).

Harte Walzen bilden einen harten, kalibrierenden Walzenspalt (Glättwerk, Kalibrierkalander, Pappenwalzwerk). Mit der Kombination von harten und elastischen Walzen werden die für die Satinage erforderlichen elastischen Walzenspalte gebildet. Unter dem Begriff Kalanderwalze wird oft fälschlicherweise nur die elastische Walze, auch Papierwalze genannt, des Kalanders verstanden. Elastische Kalanderwalzen werden in einem —> Walzendrehgestell gelagert, das die in Bereitschaft liegenden Walzen ständig in langsamer Rotation hält, um deren Durchhang mit der Folge unruhigen Rundlaufs zu vermeiden. SZ Kalanderwalzenpapier (calender bowl paper) Kalanderwalzenpapier ist ein aus —> Baumwolle, Wolle und/oder Mineral- bzw. Synthesefasern bestehendes Papier zum Herstellen von Kalanderwalzen mit elastischer Oberfläche (DIN 6730), ( - • elastische Walzen). Kalanderwalzenpapiere werden zur Herstellung der —• Papier- oder Weichwalzen von —• Satinierkalandern verwendet. Sie müssen deshalb über die gesamte Bahnbreite gleiche Härte, Dichte, Saugfähigkeit und Oberflächenbeschaffenheit aufweisen. Außerdem müssen sie eine gute Wärmeleitfähigkeit zur Vermeidung thermischer Schädigungen der Walzenbezüge durch Walkarbeit besitzen, wodurch deren Standzeit erhöht werden kann. Dabei scheint die Dichte der Kalanderwalzenbezüge nach neuesten Erkenntnissen der ausschlaggebende Faktor zu sein. Durch das Verbot zum Einsatz von Asbestfasern wurden in den letzten Jahren alternative Materialien, wie Glas- oder Mineralbzw. Synthesefasern (z.B. Aramidfasern) in Kombination mit Naturfasern, wie Baumwolle, Wolle und —> Leinen, erfolgreich erprobt. Z.T. werden auch —• Hadern zur Herstellung markierungsunempfindlicher Walzenbezüge verwendet. Zusätze von —• Kunst-

harzen und —• Calciumcarbonat zur Stoffmischung sind ebenfalls üblich. Die Papiere werden auf langsam laufenden Maschinen mit flächenbezogenen Massen von ca. 100 bis 2 000 g/m 2 gefertigt, anschließend zu Scheiben (meist sechseckig) gestanzt und dann beim Walzenhersteller auf dem Walzenkern gegeneinander versetzt aufgezogen, verpresst und mehrfach überdreht. Papierwalzen werden zunehmend in neuen Satinierkalandern durch die zwar teueren kunststoffbeschichteten Walzen, die aber geringere Markierungsempfindlichkeit, zunehmend bessere Temperaturresistenz und damit längere Standzeiten aufweisen, ersetzt. Das Produktionsvolumen von Kalanderwalzenpapier ist deshalb rückläufig. Baumwollwalzen werden aber noch für die Satinage von Spezialpapieren (z.B. Pergamin und Kondensatorpapier) gebraucht. Literatur: Wilken, R.; Hartmann, B.: Modellversuche zur Optimierung der Eigenschaften von hochbelasteten Walzenbezügen in Satinierkalandern. Papiertechnische Stiftung, PTSForschungsbericht 06/93, München, 1993 RH

Kalandrieren (calendering) Das Bearbeiten von Papier-, Karton- und anderen Materialbahnen in —> Kalandern zwecks Glätte- und/oder Glanzerhöhung (—> Glätte, —* Glanz) wird häufig als Kalandrieren oder Satinieren bezeichnet. Dieser pauschal für die Passage von Walzenspalten verwendete Begriff bezieht sich auf sehr unterschiedliche Verfahren der Oberflächenbearbeitung oder Verdichtung, nämlich • • •

—• Satinieren in Kalandern —• Glätten in —• Glättwerken —> Kalibrieren in Kalibrierkalandern. SZ

Kalibrieren (calibration) Kalibrieren ist ein Verfahren, mit dem einem bahn- oder bogenförmigen Material (Papier,

130 Karton, Pappe, Folie, Textilien oder Blech) durch plastische Verformung (Komprimierung) eine definierte Dicke gegeben wird. Einige Feinpapier- und Kartonsorten, vor allem aber Pappen und —» Pressspan erfordern genaue und eng tolerierte Dickeneinstellungen, wenn sie für technische Zwecke eingesetzt oder mit Automaten bearbeitet werden sollen. In Kalibrierkalandern (—• Kalander) und —• Pappenwalzwerken wird der zur Dickeneinstellung erforderliche Spaltabstand der harten Walzen über verschiebbare Spaltkeile präzise eingestellt. Die Dicke des kalibrierten Materials wird durch Dickentaster oder berührungslose Dickenmesseinrichtungen kontrolliert. SZ

Kaliko (calico, bookbinder's calico) Kaliko ist ein textiler Werkstoff aus Baumwoll- oder Zellwollgewebe zur Herstellung von Bucheinbanddecken in Leinwandbindung. Die Oberfläche ist entweder glatt kalandriert (—• Kalandrieren) und glänzend oder oft mit geprägter Oberseite (—»Prägen) in Form einer Lederimitation. Kaliko wird für häufig genutzte Bücher (z.B. Lexika, Bibeln, Gesangbücher) verwendet. NE

Kalk (calcium carbonate) Kalk, —> Calciumcarbonat (CaCOs), gehört zu den verbreitesten Mineralien der Erde und bildet als Sediment weltweit Lager in Dicken von z.T. mehreren tausend Metern. In solchen Lagerstätten abgebautes und gemahlenes Calciumcarbonat wird bei der Papierherstellung in großem Umfang als —> Füllstoff sowie als —> Streichpigment eingesetzt. SE

Kalkbrennen (burning lime) Längeres Erhitzen von —• Kalk (CaC0 3 ) bei Temperaturen zwischen 900 und 1 200° C, bevorzugt in —> Drehrohröfen. Dabei kommt es zu einer Zersetzung des —> Calciumcarbo-

nats (CaC0 3 ) unter Bildung von —> gebranntem Kalk (CaO): CaC0 3

CaO + C 0 2

Durchgeführt wird das Kalkbrennen u.a. bei der Herstellung von —> Sulfatzellstoff im Rahmen der —> Chemikalienrückgewinnung zur Erzeugung von —• gelöschtem Kalk SE (Ca(OH) 2 ).

Kalkbrennofen (lime kiln) —• Drehrohrofen

Kalkdrehofen (lime kiln) —• Drehrohrofen

Kalklöschen (lime slaking) Das Kalklöschen ist ein Prozess zur Herstellung von —» gelöschtem Kalk (Ca(OH) 2 ). Dabei wird —• gebrannter Kalk (CaO) mit Wasser versetzt unter Bildung eines feinen, lockeren Pulvers von Calciumhydroxid Ca(OH) 2 . Je 100 g gebrannter Kalk nehmen dabei etwa 32 g Wasser auf, das unter Wärmeabgabe chemisch gebunden wird: CaO + H 2 0 —• Ca(OH) 2 Gelöschter Kalk wird als billigste anorganische —> Base vielfach industriell verwendet, u.a. zur Umwandlung von —• Natriumcarbonat (Na 2 C0 3 ) zu -»Natronlauge (NaOH) im Rahmen der —• Chemikalienrückgewinnung bei der Herstellung von —> SulfatSE zellstoff (—• Kaustifizieren).

Kalkmilch (lime milk) Wird —> gebrannter Kalk in einen großen Überschuss an Wasser eingetragen, so entsteht Kalkmilch als weiße, milchige Suspension von Calciumhydroxid (Ca(OH) 2 ). Kalk-

131 milch reagiert schwach alkalisch. Als billige technische Base wurde sie früher zur Herstellung von —• Calciumbisulfit im Rahmen der Sulfitzellstofferzeugung (—• Sulfitzellstoff) oder von —> Calciumhypochlorit bei der —> Zellstoffbleiche verwendet. Bei der —> Chemikalienrückgewinnung in Sulfatzellstofffabriken dient Kalkmilch zur Umwandlung von —• Soda (Na 2 C0 3 ) in —> Natriumhydroxid (—> Kaustifizieren) entsprechend folgender Gleichung:

Die eigentliche Kambialzone besteht aus einer Reihe von dünnwandigen Initialzellen, die sich durch Anlegen von neuen tangentialen Zellwänden periklin teilen sowie durch Bildung radialer Trennwände (antikline Teilung) dafür sorgen, dass der Kambiummantel mit zunehmendem Umfang der Sprossachsen geschlossen bleibt. In älteren Stämmen beträgt das Verhältnis von gebildetem Holz zu Rinde durchschnittlich 9 : 1 . WE

N a 2 C 0 3 + Ca(OH) 2

Kaminstapelung (pile roll storage) —• Rollenlager

2 NaOH + Ca0 3 SE

Kaltschmelzverfahren (cold melting process) Mit Kaltschmelzverfahren wird in der Technik des Laserdrucks ein spezieller Prozess bei der Pigmentfixierung auf der Papieroberfläche bezeichnet. In den bis vor einigen Jahren eingesetzten Kaltlaser-Druckern erfolgte nach der Übertragung der Pigmente von der Tonerrolle auf die Papieroberfläche ein Durchlauf der Bahn in einer Kältefalle. Das in der Kältefalle enthaltene Kühlmittel auf der Basis von Freon führte zum Schmelzen des —> Toners und dessen Penetration in die Papieroberfläche. Mit der Erkenntnis, dass die in den Kühlmitteln enthaltenen Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) die Ozonschicht (—• Ozon in der Atmosphäre) der Erdatmosphäre angreifen, wurden die Kaltlaser am Markt durch die Heißlaser ersetzt, bei denen das Schmelzen der Pigmente unter erhöhter Temperatur erfolgt. SD

Kambium (cambium) Kambium ist das teilungsfähige Bildungsgewebe, das zwischen —»Holz (Xylem) und —> Rinde (Phloem) liegt und durch tangentiale Zellteilung nach innen Holzzellen und nach außen Rindenzellen abgibt. Dadurch kommt es bei den verholzenden Gewächsen (mit Ausnahme der Monokotyledonen) zum sekundären Dickenwachstum der langlebigen Sprossachsen (Stamm, Äste, Wurzeln).

Kammerfilterpresse (chamber filter press) Kammerfilterpressen werden zur mechanischen Entwässerung von Industrie- und Abwasserschlämmen eingesetzt. Sie arbeiten nach dem Prinzip der kuchenbildenden Filtration und werden chargenweise betrieben. An einem Filtermedium, in der Regel ein Kunststoffgewebe, bildet sich aufgrund eines Druckgefälles ein Filterkuchen. Die Trennschärfe von Feststoffen und Schlammwasser (—> Filtrat) wird von der Durchlässigkeit des Gewebes bestimmt. Die Leistung von Kammerfilterpressen, die mit bis zu 200 Platten von Größen bis zu 2 m x 2 m ausgerüstet sein können, wird hauptsächlich bestimmt durch die Filterfläche, die Konditionierung des Schlamms und die Leistung der Beschickungspumpen. Letztere werden druck- bzw. zeitabhängig in ihrem Volumenstrom geregelt. Die Dauer eines Filtrationszyklus liegt in einem Bereich von 2 bis 3 h. Danach wird der Filterkuchen abgeworfen und die Presse steht für einen neuen Zyklus zur Verfügung. Obwohl mit Kammerfilterpressen hohe Trockengehalte erzielt werden können, sind sie in der Papierindustrie wegen ihrer diskontinuierlichen Betriebsweise nicht sehr verbreitet. HA

132 Kamyr-Kocher (Kamyr digester) —> Kontinuierlicher Kocher

Kanalisation (sewerage) Unter Kanalisation versteht man die Gesamtheit der Abwasserkanäle, Abwasserdruckleitungen und zugehörigen Bauwerke in einem Entwässerungsgebiet. Man unterscheidet zwischen Misch- und Trennkanalisation. Bei der Trennkanalisation wird das Regenwasser dem nächstgelegenen natürlichen Wasserlauf zugeführt. Bei der Mischkanalisation werden im Gegensatz zur Trennkanalisation Schmutz- und Niederschlagswasser gemeinsam abgeleitet. Dazu sind Kanalrohre mit erheblich größerem Durchmesser notwendig. Der Bau und Betrieb einer Mischkanalisation, die einen höheren Verbreitungsgrad hat, sind billiger, dafür sind aber die Kosten für die —> Kläranlage höher. Die Ableitung erfolgt gemäß dem natürlichen Gefalle. Ist dies nicht ausreichend, um Höhenunterschiede zu überbrücken, werden Pumpen eingesetzt und in Einzelfällen auch Vakuum- und Drucksysteme verwendet. Zu den Bauteilen einer Kanalisation gehören auch Regenwasserrückhaltebecken, die sich bei starken Regenfällen füllen und das Wasser verzögert an das Kanalnetz wieder abgeben. Wird das Abwasser um Seen oder Talsperren herumgeführt, um das Gewässer vor der —> Eutrophierung zu schützen, wird eine Ringkanalisation eingesetzt. DE

Kanaltrockner (channel dryer , tunnel dryer) Kanaltrockner nennt man Vorrichtungen, bei denen das Trocknungsgut an Gehängen befestigt oder auf Wagen liegend durch einen umbauten Trockenraum, den Trockenkanal, gefuhrt wird. Die Beschickung des Trockners mit dem Trocknungsgut erfolgt entweder kontinuierlich oder periodisch, z.B. über zeitgetaktete Schleusen. Im Trockenkanal wird die Wärme zumeist konvektiv mittels warmer

Luft zugeführt, manchmal auch über —• Infrarotstrahler (z.B. bei lackierten Gegenständen). Die Belüftung der Trockenkanäle erfolgt vorzugsweise quer zur Vorschubrichtung, wodurch gegenüber längsbelüfteten Kanälen erheblich größere Durchtrittsquerschnitte für die Luft realisiert werden können. Auch lassen sich so in Längsrichtung Zonen unterschiedlicher Temperatur schaffen, um z.B. den Trocknungsablauf auf die Eigenschaften des Trocknungsguts abzustimmen. Kanaltrockner kommen vor allem zur Trocknung beschichteter oder lackierter Materialien zum Einsatz. Weiterhin werden auch Tierhäute und Leder häufig in Kanaltrocknern getrocknet. In der Papierindustrie finden sich Kanaltrockner vereinzelt noch bei der Trocknung von Pappen mit hoher —• flächenbezogener Masse. HC

Kantenrupfen (picking) Der Begriff Kantenrupfen steht mit dem Effekt im Zusammenhang, dass Rupferscheinungen (—»Rupfen) im Bogenoffset vornehmlich an den Hinterkanten, d.h. der den Greifern der —> Druckmaschine entgegengesetzten Bogenkante, auftritt. In Verbindung mit Vollflächendrucken oder der Anordnung von farbintensiven Drucken im Bereich der hinteren Bogenkanten wird der Bogen am —> Gummituch festgehalten und läuft nach dem Druckspalt in Rotationsrichtung des Druckzylinders mit. Erst durch den Transport der Greifer wird der Druckbogen gewaltsam vom Gummituch abgezogen. Durch die Zugkräfte der —» Druckfarbe tritt ein Rupfen der Papieroberfläche konzentriert am Bogenende in Form des Kantenrupfens auf. Dank der Temperaturregelung der —> Farbwerke in modernen Druckmaschinen wird der alleinige Einfluss der Farbzügigkeit (—• Tack) jedoch zwischenzeitlich weitgehend ausgeschaltet. Der Zusatz von Antirupfpasten, die zur Verminderung der Farbzügigkeit beitragen, verliert insofern an Bedeutung. Diese Verdünnung der Druckfarben stellt lediglich eine Notlösung dar, da ab einem gewissen Grad der Zusätze das Druckbild zu-

133 nehmend an Brillanz und Farbtiefe verliert. Bei einem Kantenrupfen sollte jedoch auch der Einflussfaktor Gummidrucktuch einer gründlichen Prüfung unterzogen werden. Weiche Drucktücher mit einer erhöhten Adhäsionswirkung an der Papieroberfläche tragen stärker zu Rupferscheinungen bei als hart eingestellte Typen. Als letzte und aus wirtschaftlichen Gründen uneffektivste Lösung bietet sich eine Verminderung der Druckgeschwindigkeit an, um die Rupferscheinungen zu vermeiden. SD

Kantenschutz (roll edge protection) —• Papierrollenkantenschutz

Kantenstauchwiderstand (edgewise crush resistance , ECT) Der Kantenstauchwiderstand von —• Wellpappe ist definiert als der maximale Widerstand, den eine Probe einer in Richtung der Wellenachse wirkenden Kraft entgegensetzt (Abb.). Er zählt neben dem —• Flachstauchwiderstand zu den wichtigsten Wellpappeneigenschaften. Der Kantenstauchwiderstand gibt Auskunft über die erreichbare Druckfestigkeit (Schachtelstauchwiderstand BCT) der endgültigen Wellpappenschachtel als —• Transportverpackung. F

Prinzip der Bestimmung widerstands von Wellpappe

des

Kantenstauch-

Der Kantenstauchwiderstand wird nach der ECT-Methode (Edgewise Crush Test) bestimmt, die nach D I N EN ISO 3037 genormt ist. Bei diesem Test wird die Druckkraft F

zwischen 2 parallelen Platten einer Druckprüfmaschine mit einer Vorschubgeschwindigkeit (—> Belastungsgeschwindigkeit) von 12,5 mm/min aufgebracht. Die Probe, die eine Länge von 100 mm und eine Breite von 25 mm haben muss, steht dabei auf einer Kante, wobei die Wellen zu den Platten senkrecht angeordnet sind. Um sicherzustellen, dass die Probe senkrecht steht, werden 2 Stützblöcke benutzt, die sie vertikal halten. Die Stützblöcke werden bei einer Belastung der Probe von 50 Ν entfernt. Die Probe wird so lange beansprucht, bis die oberen Kanten der Probe einknicken. Der maximale Kantenstauchwiderstand wird als maximale Kraft pro Längeneinheit in [kN/m] angegeben. Die Messung des Kantenstauchwiderstands ist in hohem Maße von der Schneidprozedur zur Herstellung der Proben und vom senkrechten Einsetzen der Proben in die Prüfvorrichtung abhängig. Die Wellpappenprobe muss absolut senkrecht zur Welle mit 2 parallelen Kanten geschnitten werden. Andernfalls kommt es zu einer deutlichen Reduzierung des ECT-Wertes. WS

Kaolin (clay, kaolin) Kaolin ist einer der wichtigsten —> Füllstoffe und —• Streichpigmente für die Papierindustrie. Der mineralogische Hauptbestandteil von Kaolin ist Kaolinit, ein wasserhaltiges Aluminiumsilicat mit plättchenformiger Struktur. Kaolinit kristallisiert zu dünnen, hexagonal geformten Blättchen. Dementsprechend haben die Kristalle eine Schichtstruktur. Die Basisflächen jeder Schicht sind verschieden und zwar ist eine Fläche hydroxylfrei, während die andere Fläche Hydroxylgruppen enthält. Auf der Fläche bildet sich aufgrund der Hydroxylgruppen (SiOH - Silanol-Gruppen) in Wasser eine negative Doppelschicht aus. Die Ecken und Kanten enthalten gebrochene Bindungen, die je nach pH-Wert und Salzgehalt der Suspension verschieden abgesättigt sein können. Bei Kaolinit tragen die Kanten aufgrund der im Gleichgewicht vorliegenden AluminiumIonen vorwiegend eine positive Ladung.

134 Durch die entgegengesetzten Ladungen - positive Kanten, negative Flächen - sind die Agglomerate dem Kartenhausmodell angepasst. Die ideale Summenformel für Kaolinit ist: Al2[(0H) 4 SÌ20 5 ] bzw. Al 4 (OH) 8 (Si 4 O 1 0 ) oder AI2O3 · 2 S1O2 · 2 H2O, entsprechend der theoretischen Zusammensetzung mit 46,54% Si0 2 , 39,50% A1 2 0 3 und 13,96% H 2 0 . Das Molverhältnis Si0 2 : AI2O3 sollte 2 : 1 sein. Alle Minerale der Kaolinitgruppe sind praktisch reine Aluminium-Hydro-Silicate. Die Bezeichnung dieses Minerals wurde von Johnson 1867 aus dem Chinesischen übernommen: Kao-Ling = hoher Berg. Kaolin ist das Verwitterungsprodukt aus Feldspat. Dort, wo Feldspat der Zersetzung durch zirkulierende saure —• Grundwässer ausgesetzt war, hat die Umwandlung von Feldspat zu Kaolin stattgefunden. Aus der Tonerde, den zersetzten Feldspäten und der nicht weggeführten Kieselsäure bildete sich dann im Laufe geologischer Zeiträume Kaolinit oder auch Haloisit. Von der Gesteinszersetzung verschont bleiben —• Quarz und Reste von Kalifeldspat, die als Kaolin bezeichnet werden. Ist dieser Kaolin zwischen unverwittertem Quarz, Feldspat und Glimmer eingelagert, wie es z.B. im englischen Cornwall oder in der Oberpfälzer Kaolinlagerstätte der Fall ist, spricht man von einer primären Lagerstätte. Diese Kaoline sind gröber und eher plättchenförmig. Wurde das Kaolin später nochmals transportiert und in erdgeschichtlichen Zeiten an anderer Stelle wieder abgelagert, spricht man von einer sekundären Lagerstätte. Kaoline aus diesen Lagerstätten sind aufgrund dieses Transport- und Klassiervorgangs feiner und liegen in höherer Konzentration vor. Lagerstätten dieser Art findet man vor allem in Brasilien (Amazonasgebiet) und Nordamerika (z.B. Georgia). Die färbenden Verunreinigungen im Kaolin sind fast ausschließlich Eisen- und Titanverbindungen. Die Eignung der Kaoline für gute

Papierqualitäten hängt in großem Umfang von ihrer Struktur, ihrer Teilchengröße, Weiße und ihrem Verschleißverhalten (Abrasion) ab. Die aus den verschiedenen Lagerstätten gelieferten Kaoline unterscheiden sich ganz wesentlich bezüglich des aspect ratio (Flächenverhältnis), ein Faktor aus dem Verhältnis von Durchmesser zu Dicke. Die aus dem Hirschauer Becken (Deutschland) stammenden Kaoline besitzen eine ausgeprägte Plättchenstruktur.

Rasterelektronenmikroskopische Kaolin

Aufnahme

von

Bei den amerikanischen Sorten ist das aspect ratio ca. 7 : 1, während die englischen Kaoline mit 30 : 1 einen wesentlich höheren Durchmesser im Verhältnis zu ihrer Dicke aufweisen. GZ

Kappa-Zahl (Kappa number) Die Kappa-Zahl ist weltweit die maßgebliche Kennzahl für den —> Aufschlussgrad eines —• Zellstoffs. Dieser Parameter korreliert mit dem Ligningehalt (Gehalt an —• Restlignin)

135 des Zellstoffs nach —• Kochen und —•Bleichen. In den verschiedenen Ländern bzw. Regionen existieren unterschiedliche Normen für die Bestimmung, die sich jedoch nicht wesentlich voneinander unterscheiden. In Deutschland gelten das ZELLCHEMINGMerkblatt IV/37/80 und die praktisch identische D I N 54 357, in Nordamerika TAPPI Τ 236 cm - 85. Unter Kappa-Zahl versteht man die korrigierte Anzahl Milliliter einer 0,1 NKaliumpermanganat-Lösung, die nasschemisch unter festgelegten Prüfbedingungen von einem Gramm Zellstoff verbraucht wird. Sie gibt einen Anhalt für die Härte, Bleichbarkeit und eben den Aufschlussgrad, d.h. letztlich für den Restligningehalt eines Zellstoffs. Die Analyse beruht darauf, dass Kaliumpermanganat als sehr spezifisches Oxidationsmittel auf —> Lignin wirkt. Bei Restligningehalten über 15 % (Kappa-Zahl über 100) handelt es sich in der Regel um gut sortierte Zellstoffe über 70 % oder weniger gut sortierte Zellstoffe über 60 % —> Ausbeute. In diesem Bereich ist das Verfahren nicht mehr zuverlässig. Als ungefähre Richtwerte gelten: • • • • •

Kappa-Zahl Kappa-Zahl Kappa-Zahl Kappa-Zahl Kappa-Zahl

> = = =
Schachtel

Kapselpapier (microcapsule paper) Das mit Abstand wichtigste Anwendungsgebiet für —• Mikrokapseln enthaltendes Papier

sind die —> Selbstdurchschreibepapiere. Allerdings werden gelegentlich auch andere Stoffe, meist Duftstoffe, verkapselt, die durch Anwendung von Druck und Brechen der Kapselwand freigesetzt werden. Die Mikrokapseln haben einen Durchmesser von 4 bis 8 μιη. Das Wandmaterial besteht aus —• Gelatine, Melamin-Formaldehydharzen oder Polyisocyanaten. Für solche Anwendungen werden die Kapseln in der Regel in der —• Druckmaschine aufgetragen. Mit Duftstoffen versehene Papiere werden z.B. für Geruchsproben einzelner Parfumsorten verwendet, die auch als Einlagen in Zeitschriften dem Kunden zugänglich gemacht werden können. PA

Karbonatisieren (carbonization) Unter Karbonatisieren versteht man das Einleiten von konzentriertem oder Rauchgas—• Kohlendioxid in die im Rahmen der —• Chemikalienrückgewinnung beim Sulfatverfahren auf Natriumbasis anfallende —> Grünlauge. Hierbei wird das in der Grünlauge vorliegende —• Natriumsulfid (Na2S) in mindestens 2 Stufen über —• Natriumhydrogensulfid (NaHS) und —> Natriumcarbonat in —> Natriumbicarbonat (NaHC0 3 ) und —• Schwefelwasserstoff (H 2 S) umgewandelt. SE Karbonieren (carbonizing ) Unter Karbonieren versteht man das unerwünschte Abfärben von —> Druckfarbe eines Druckbogens auf die Rückseite des darüber liegenden Bogens durch Druckeinwirkung. Beim Schneiden eines Buchblocks im Dreimesserautomaten treten beim Zusammendrücken der bedruckten Bogen infolge eines minimalen Hubwegs zwischen bedruckter und unbedruckter Oberfläche Reibeffekte auf. Neben der Oberflächenstruktur des Papiers haben die Zusammendrückbarkeit und damit das —• spez. Volumen einen starken Einfluss auf das Karbonieren eines Drucks. Die optimale Abstimmung der Farbe-PapierKombination ist Voraussetzung zur Vermei-

136 dung von Karbonieren. Karbonieren tritt vorrangig an Farbflächen mit hoher —• Druckdichte und bei unzureichender Trocknung der Druckfarbe (—• Trocknen der Druckfarbe) auf.

Dieses Gerät bietet die Möglichkeit, ein Mikroscheuern unter definierter Belastung zu simulieren. Der Karboniereffekt auf dem Konterpapier kann mittels —•Densitometer gemessen werden.

Literatur: Hundsdorfer, O.: Scheuern oder Karbonieren - eine Frage der Druckbogenbelastung bei der Druckweiterverarbeitung. FOGRASymposium „Fehler vermeiden, Kosten sparen", München, 1994

2) FOGRA Wischfestigkeits- und Karboniertestgerät W I K A T Bei diesem Test wird der zu prüfende Druck gegen unbedrucktes Papier abgekontert. Die eingestellte Linienkraft von 8 N/mm entspricht den unter normalen Bedingungen in druckweiterverarbeitenden Maschinen auftretenden Belastungen. Die Intensität des Karbonierens kann visuell oder messtechnisch beurteilt werden.

Hundsdorfer, O.; Kuen, T.: Simulation der Stapeltrocknung zur realistischen Beurteilung von Drucken vor der Weiterverarbeitung. FOGRA-Mitteilung Nr. 155, München, 1997 FA Karboniertest (carbonizing test) Der Karboniertest wird subjektiv durch Beschreiben einer Lage von unbedrucktem Papier und dem zu prüfenden Druck mit einem Kugelschreiber durchgeführt. Der Grad der Farbübertragung unter der auftretenden Druckbelastung wird visuell beurteilt. Die Intensität des —• Karbonierens ist sehr stark von der angewandten Druckbelastung abhängig. Eine variabel einstellbare, reproduzierbare Druckbelastung des Schreibstifts kann bei Verwendung des FOGRA-Durchschreibetesters erreicht werden (—> Durchschreibefahigkeit). FA

Karboniertester (carbonizing tester) Um den Qualitätsmangel des unerwünschten Abfarbens (—• Karbonierens) eines Druckbogens auf die Rückseite des darüber liegenden Bogens durch Druckeinwirkung zu prüfen, wurden in den letzten Jahren 2 Karboniertestgeräte entwickelt, die es ermöglichen, die Prüfungen unter weitgehend definierten Versuchsbedingungen durchzuführen: 1) Karbonier-Testgerät System Michael Huber München

Literatur: Nießner, G.: Testmethoden im Offsetdruck für Druckfarben und Bedruckstoffe. Druckfarben Echo Nr. 5, Michael Huber GmbH Farbenfabriken, München, 1993 Hundsdorfer, O.; Kuen, T.: Simulation der Stapeltrocknung zur realistischen Beurteilung von Drucken vor der Weiterverarbeitung. FOGRA-Mitteilungen Nr. 155, München, 1997 FA

Karbonrohpapier (Kohlerohpapier) (carbon body paper, carbonizing base paper) Trägerpapier für wachshaltige Farbmassen zur Herstellung von -> Kohle- und Durchschreibepapier (DIN 6730). Kohlepapiere ermöglichen als Zwischenträger das Übertragen der Schrift auf ein darunter liegendes Papier (z.B. Duplikate von Briefen, Belegen, Berichten). Einmal-Kohlepapier wird als Zwischenschuss für Formularsätze (snap-out) verwendet. Papiere mit einer flächenbezogenen Masse bis 25 g/m 2 werden auch als Karbon-Rohseidenpapiere bezeichnet. Die Rohpapiere sind leicht holzhaltig (bei Verwendung für Einmalkohlepapier) oder holzfrei, z.T. auch leicht hadernhaltig. Sie sind fullstofffrei, vollgeleimt, z.T. nassfest, ohne Löcher oder Poren und werden einseitig glatt, z.T. auch satiniert hergestellt. Die flächenbezogene Masse der zähen und reiß-

137 festen Papiere beträgt 16 bis 30 g/m 2 . Kohlepapiere werden zunehmend durch Selbstdurchschreibepapiere verdrängt. RH

Karton wird auf unterschiedlichen —• Kartonmaschinen produziert: •

Kartoffelstärke (potato starch) In frischen Kartoffeln sind ca. 15 % Stärke enthalten, die in Form von Stärkekörnern gewonnen wird. Diese weisen eine breite Größenverteilung (ca. 80 % der Körner haben eine Größe zwischen 7 und 70 μιη) und eine pflaumen- bis birnenförmige Gestalt auf. Die Quellungstemperatur in Wasser liegt bei 65 bis 67° C, die Verkleisterungstemperatur bei 72° C. Die Trockenmasse der Kartoffelstärke besteht zu ca. 18 % aus —• Amylose und zu ca. 82 % aus —• Amylopektin. Sie enthält sowohl saure als auch basische Funktionen und weist daher amphoteren Charakter auf. Wegen ihrer geringen Retrogradationsneigung und des guten Retentionsverhaltens wird Kartoffelstärke in der Papierindustrie in nativer und abgebauter Form vor allem zur Steigerung der Trockenfestigkeit (—• Trockenverfestiger) und als —• Cobinder für —> Streichfarben verwendet. GU

Karton (board, cardboard) Karton ist ein flächiger Werkstoff, meistens aus mehreren Lagen (Schichten), seltener aus einer Lage bestehend, im Flächengewichtsbereich zwischen 180 und etwa 600 g/m 2 , wobei die Grenzen gegenüber —• Papier und —> Pappe fließend sind. Die einzelnen Kartonlagen können entweder aus —• Primärfaserstoffen (aus Zellstoff fur die Decke, —> Holzstoff für die Einlagen oder in allen Lagen aus Zellstoff) oder ausschließlich aus —> Altpapierstoffen (Sekundärfaserkarton) unterschiedlicher Qualität hergestellt werden. Die flächenbezogene Masse orientiert sich in erster Linie nach dem wichtigsten Qualitätsmerkmal von Karton, der —> Biegefestigkeit, von der die Schutzfunktion für die in Kartonschachteln (—• Faltschachteln) verpackten Güter maßgeblich abhängt.

• •

•

—• Rundsiebmaschinen (bis zu 10 —•Rundsiebe in Reihe geschaltet) —> Rundsiebformer-Kartonmaschinen Kombinierte Kartonmaschinen (ein —• Langsieb und mehrere Rundsiebe) —> Mehrlangsiebmaschinen (3 bis 5 Langsiebe).

Die einzeln erzeugten Lagen werden im nassen Zustand (ca. 12 % Trockengehalt) zusammengegautscht. Die Qualität dieses Vergautschens beeinflusst nachhaltig eine weitere wichtige Kartoneigenschaft, die —• Spaltfestigkeit, die außerdem durch Auftrag von Sprühstärke (—• Stärke) zwischen den einzelnen Lagen verbessert werden kann. Die größte Gruppe von Karton stellt der —• Faltschachtelkarton für —• Verkaufsverpackungen dar. Eine Sondergruppe von Karton sind die Speziai- und Feinkartons, die meist aus 2 oder mehreren miteinander verklebten Einzellagen bestehen (z.B. —• Spielkartenkarton). GG

Karton (historisch) (board) (historical) Karton in Form von aufeinandergeklopften, geklebten oder gegautschten Blättern findet sich sowohl bei —• Rindenbaststoffen (Tapa) und —> Papyrus als auch in der —• fernöstlichen und —• arabischen Handpapiermacherei. Die europäische Papiermacherei kennt sowohl das Kleben mehrerer Bogen als auch das Aufeinandergautschen. Auch speziell „dickes" Papier (einlagig) wird als Karton geschöpft. Für Spezialsorten und Großformate (z.B. Lederkarton) hat sich bis in unser Jahrhundert das Eingießen in tuchbespannte Rahmen gehalten. Auch auf den frühen Papiermaschinen wurde einlagiger Karton produziert. Die Einführung der Trockenpartie ab 1820 sowie der automatischen Aufrollvorrichtung und die Erhöhung der Geschwindigkeit setzten jedoch dieser Kartonproduktion

138 von der —• flächenbezogenen Masse her Grenzen. In der Folge wurde Karton auf speziellen Maschinen, die mehrere —• Rundsiebe kombinierten, mehrlagig hergestellt. Der Unterschied zur Pappe besteht ursprünglich nur in —• Biegesteifigkeit und flächenbezogener Masse. Die Verwendung von Karton als leicht formbarem Werkstoff führte zum Einsatz als Ersatzstoff für Holz und Metall. Er reicht z.B. von Sargmasken aus Papyruskartonage über Behälter aller Art bis zum Einsatz in Intarsien oder als Bedachung. TS

Kartonage (paper board container) Kartonage ist der Oberbegriff für Packmittel aus —• Karton oder —• Pappe. AN

Kartonfabrik (board mill) Eine Kartonfabrik ist dadurch gekennzeichnet, dass sie normalerweise mehrlagige Produkte in einem Flächengewichtsbereich zwischen etwa 180 und 600 g/m 2 erzeugt. Die einzelnen Lagen von mehrlagigem —• Karton werden auf unterschiedlichen Maschinen erzeugt: —> Mehrlangsiebmaschine, —• Rundsieb- bzw. —• Rundsiebformer-Kartonmaschine oder kombinierte Maschine mit einem —• Langsieb und mehreren —• Rundsieben oder —• Rundsiebformern. Die stoffliche Zusammensetzung der verschiedenen Lagen kann entweder identisch sein (Zellstoffkarton, bleached solid board) oder zwischen Decke (Deckschicht), Einlage und Rückseite variieren. Ein Beispiel ist im letzten Fall —> Faltschachtelkarton aus —• Altpapier, dessen Decke aus holzfrei weißen Altpapiersorten, dessen Einlage aus —•gemischtem Altpapier und dessen Rückseite aus Zeitungen besteht. Zusätzlich kann zwischen Decke und der Einlage noch eine Schonschicht aus hellen Rotationsabfallen (unbedrucktes —•Zeitungsdruckpapier) vorgesehen sein, um auf diese Weise die optischen Eigenschaften der Kartonoberseite (Deckschicht) zu verbessern. GG

Kartonlaminiermaschine (paper board laminator) Bei der Kartonlaminiermaschine handelt es sich um eine Maschine zum —• Laminieren von Karton. Die Konfigurationen einer Kartonlaminiermaschine gleicht der einer —• Kaschiermaschine. WN

Kartonmaschine (board machine) Kartonmaschinen für z.B. —•Faltschachtelkarton bestehen z.B. aus einer Mehrlangsiebpartie (—• Langsieb) mit 4 Lagen und einer —• Pressenpartie mit z.B. 3 konventionellen —•Pressnips (—• Legepressen) (Abb. 1). Die ersten beiden Nips sind doppelt befilzt, der letzte Nip einfach befilzt. Die Decke ist auf der Oberseite der Kartonbahn und der zur Glätteerzeugung vorgesehene —• Glättzylinder bei max. Bahnumschlingung entsprechend unten angeordnet. Vor dem —• Streichaggregat befindet sich ein —> Maschinenglättwerk. In der —• Streichmaschine wird mit 3 —• Auftragswerken die nötige Oberflächenglätte erreicht. Da die Kartonbahn mit bestimmten Trockengehalten einlaufen (ca. 60/65 %) und auslaufen (ca. 85/90 %) muss, ist vor allem der Betrieb des Glättzylinders anspruchsvoll. Zugunsten einer guten Planlage (Flachlage) sind unterschiedliche Heizkurven für Decke und Rückseite der Kartonbahn notwendig. Die Umstellzeiten bei Sortenwechsel sind lang, ein optimaler Betrieb ist nur in einem engen Bereich der flächenbezogenen Masse möglich. Es fehlt oft die notwendige Trocknungskapazität bei Ausbauten der Kartonmaschine. Im außereuropäischen Raum ist der Aufbau einer Kartonmaschine ohne Glättzylinder Stand der Technik (Abb. 2). Die beiden —• Kühlzylinder am Ende der —•Nachtrockenpartie sind aus der —• Trockenhaube herausgezogen, um eine optimale Kühlwirkung zu erreichen. Der obere Zylinder ist mit einem eigenen —• Trockensieb ausgerüstet. Die —• Streichanlage hat bei dieser Anlage 4 Auftragsaggregate. A u f der Deckenseite werden mit dem —•Vorstrich

139 und mit dem —• Deckstrich insgesamt maximal 25 g/m 2 aufgetragen. Nach der Streichanlage und der letzten Trockengruppe folgen 2 —• Sofitkalander mit wechselnder Anord-

nung von Soft- und Thermowalze. Diese Kartonmaschine produziert vorwiegend Elfenbeinkarton aus gebleichtem —»Zellstoff und —• CTMP, aber auch Duplex-Karton. B U

Abb. 1 : Faltschachtel-Kartonmaschine mit Glättzylinder

140 Kaschieren (lamination) 1) Verfahren zum Verbinden zweier flächiger Materialien aus gleichen oder verschiedenen Stoffen unter Verwendung eines —> Klebstoffs. Der Begriff Kaschieren war früher auf das Bekleben von Pappen mit hochwertig bedruckten Papieren beschränkt. Heute wird er generell für die Herstellung von —> Verbundmaterialien verwendet. Solche Verbünde können sein: •

•

•

Einseitige —> Wellpappe mit hochwertig bedrucktem Karton (Verwendungsbeispiel: Herstellung von —> Displays) transparente —»Kunststofffolie mit bedrucktem Papier oder Karton (Verwendungsbeispiel: Herstellung von Buchumschlägen) Aluminiumfolie mit Papier und Karton (Verwendungsbeispiel: Herstellung von Getränkeverpackungen).

Je nach der Form der Materialien unterscheidet man das Bogenkaschieren und das Rollenkaschieren. Weiteres Unterscheidungsmerkmal ist der Zustand des Klebstoffs beim Zusammenfügen der Materialien. •

•

•

Beim Nasskaschieren wird ein wässriger Klebstoff verwendet, der erst nach dem Fügen vollständig auftrocknet. Wenigstens eine der Materialien muss saugfähig und wasserdampfdurchlässig sein. Beim Trockenkaschieren wird der Klebstoff vor dem Fügeprozess nahezu vollständig getrocknet und für den Fügeprozess z.B. durch Wärme reaktiviert. Der Kaschierklebstoff kann schließlich auch als Schmelze eines thermoplastischen Kunststoffs aufgetragen werden. Zum Trockenkaschieren und Schmelzkaschieren eignen sich nichtsaugfähige und undurchlässige Materialien.

2) Verfahren zur Beschichtung von Bogen oder Rollen von Papier oder Pappe mit z.B. —• Bitumen, —> Wachs oder —» Paraffin.

Maschinen zur Realisierung des Verfahrens bezeichnet man als —> Kaschiermaschinen. Der Begriff —> Laminieren wird oft synonym zum Begriff Kaschieren gebraucht. WN

Kaschierfestigkeit (strength of lamination) Unter Kaschierfestigkeit versteht man den Widerstand kaschierter Materialien gegenüber Zug, Scher- und Schälbeanspruchungen. Für die Bestimmung der Festigkeit von Kaschierungen (—> Kaschieren) gibt es eine Vielzahl von Messverfahren. Häufig angewendet werden der 180°-Schälversuch und die Schälstabmethode. 1) Beim 180°-Schälversuch wird wie folgt vorgegangen: Aus dem zu prüfenden Material wird eine Probe mit einer Breite von z.B. 25 mm und einer Länge von z.B. 200 mm geschnitten. Von einer Schmalkante aus wird das Kaschiermaterial (z.B. —• Kunststofffolie) vorsichtig manuell einige Zentimeter abgezogen. Das freigelegte Kaschiermaterial wird um 180° umgelegt und in die ziehende Klemme einer Zugprüfmaschine eingespannt. Das freie Ende des kaschierten Materials wird in die andere Klemme eingespannt (Abb. 1). Die beim maschinellen Abziehen des Kaschiermaterials auftretenden Kräfte werden gemessen.

Abb. 1 : Prinzip des 180°-SchälVersuchs

2) Die Schälstabmethode ist als PTSMethode PTS-PP 102/84 standardisiert. Die Probenvorbereitung einschließlich des Ablösens des Kaschiermaterials für einige Zentimeter verläuft analog zum 180°-Schälversuch. Abweichend davon wird jedoch nun zum weiteren Ablösen des Kaschiermaterials ein Schälstab verwendet und die auf ihn einwirkende Kraft gemessen (Abb. 2).

141

Abb. 2: Prinzip der Schälstabmethode Literatur: PTS-Methode PTS-PP 102/84 Prüfung von Papier, Pappe und Folien: Prüfung der Verklebbarkeit durch den Schälwiderstand als Funktion der Lagerzeit. Papiertechnische Stiftung, München, 1994 WN

Kaschiermaschine (laminator) Maschine zum —* Kaschieren. Man unterscheidet —> Rollenkaschiermaschinen und —» Bogenkaschiermaschinen. WN

Kaschierpapier (liner paper) Kaschierpapiere haben die Aufgabe, andere flächige Materialien abzudecken oder zu tragen und damit die Eigenschaften des entstehenden festen Verbunds qualitativ wesentlich zu verbessern. Kaschier- oder Beklebepapiere verfügen deshalb über Eigenschaften, die eine Vereinigung mit anderen flächigen Werkstoffen gestatten. Die übliche flächenbezogene Masse dieser Papiere liegt zwischen 40 und 140 g/m 2 . Beim Kaschieren werden entweder wässrige oder lösungsmittelhaltige Klebstoffe zwischen die beiden zu verbindenden Materialbahnen während des Zusammenfuhrens aufgebracht (Nasskaschieren) oder auf eine der beiden Bahnen zuvor aufgetragen, angetrocknet und dann erst die beiden Bahnen zusammengepresst (Trockenkaschieren). Im ersteren Fall muss zumindest eine der beiden Bahnen wasserdampfdurchlässig sein. Um eine einwandfreie Kaschierung zu erreichen, ist eine gute Abstimmung zwischen den flächigen Materialien und dem Klebstoff (Kaschiermittel) erforderlich. Die Kaschierpapiere müssen deshalb gut geleimt (-> Leimung) sein und eine ausreichende Festigkeit aufweisen.

Es sind die vielfältigsten Kombinationsmöglichkeiten von Kaschierpapieren mit anderen flächigen Materialien, wie Papier oder Karton, Metall- oder —> Kunststofffolien und Textilgeweben, bekannt, wodurch völlig neue Eigenschaften des Verbundmaterials erreicht werden können. Dazu zählen prägefähige Duplextapetenpapiere, hochfeste Schleifrohpapiere, Verpackungspapiere und -kartons für Lebensmittel oder Isoliermaterialien für die Bauindustrie. RH

Kaschierwachs (lamination wax) Kaschierwachse sind meist mit Kunststoffzusätzen versehene —> Wachse. Sie dienen zum —> Kaschieren, d.h. zum Verbinden von 2 oder mehr Schichten durch Kleben (z.B. Aluminiumfolie mit Papier). In diesen Verbundmaterialien bewirkt Kaschierwachs u.a. Schutz gegen Wasserdampf (—> Wasserdampfdichte) sowie Gas- und Aromadichtigkeit (—• aromadicht). SE

Kasein (casein) Kasein zählt zu den ältesten —> Bindemitteln für —•Streichfarben in der Papierindustrie. Es löste etwa um die Jahrhundertwende die für diesen Zweck ausschließlich verwendeten tierischen Leime ab (—• Tierleim). 1949 kam erstmals eine Polymerdispersion zusammen mit Kasein zur Verwendung.

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R—C+N— Salzsäure, —• Schwefelsäure oder —> Essigsäure ausgefällt werden (Säurekasein). Das geronnene Kasein wird getrocknet und auf den gewünschten Feinheitsgrad gemahlen. Im Unterschied zu Säurekasein wird Labkasein durch Ausfällung mittels Labferment als weiche, gallertartige Masse gewonnen. Bei diesem Labkasein handelt es sich um Parakasein, ein Spaltprodukt des Kaseins. Kasein wird üblicherweise als nichtkristallines Granulat gehandelt. In Streichfarben wird ausschließlich Säurekasein eingesetzt. Zum Auflösen wird —> Natronlauge oder wässrige Ammoniaklösung (Ammoniumhydroxid) verwendet. —> Ammoniak bietet trotz der höheren Kosten Vorteile gegenüber der Natronlauge. Es ist als Alkali nicht so stark, dass eine —• Hydrolyse befurchtet werden muss, was eine Beeinträchtigung der Bindekraft bewirken würde. Es ist aber stark genug für eine einwandfreie Auflösung des Kaseins. Es resultieren Lösungen mit ausreichend niedriger Viskosität. Wichtig ist, dass der Überschuss des Lösemittels bei der Trocknung des Papiers verdampft, so dass kein Alkaliüberschuss im Papier verbleibt. Dies ist für die —• Bedruckbarkeit des Papiers von Bedeutung. Die Vorteile von Kasein sind die hohe Bindekraft, die gute Dispergierwirkung für einige —> Pigmente, die Wirkung als Akzeptor für —> optische Aufheller und die gute Wasserretention. Die Nachteile des Kaseins sind sein typischer Geruch (nach Aminen), seine Anfälligkeit gegenüber Pilzen und —•Bakterien und seine Neigung zur Schaumbildung. Steigende Anteile an Kasein erhöhen die —•Viskosität einer Streichfarbe überdurchschnittlich stark. Dies hat Streichfarben mit geringem Feststoffgehalt zur Folge. Die Verarbeitung solcher Streichfarben auf schnell

laufenden Streichanlagen ist sehr schwierig. Kaseinhaltige Striche sind nicht wasserfest, so dass die gleichzeitige Verwendung von —• Formaldehyd oder —> Satinweiß erforderlich ist. Aufgrund der erwähnten Nachteile sowie der hohen Kosten und der stark wechselnden Handelsqualitäten wurde Kasein durch Polymerdispersionen (z.B. Polyacrylsäureester oder Styrol-Butadiencopolymere) (—• Latex) fast völlig verdrängt. Kasein wird außerdem als —• Klebstoff für Mehrzweck-Flaschenetiketten eingesetzt, insbesondere für die Kaltabfüllung. Hier wird die Gelierung von Kasein entsprechend ausgenutzt. GZ

Kaskadenschaltung (cascade arrangement)

Eine Kaskadenschaltung von Trenngeräten (z.B. —> Sortierern) bei der Holzstoff-, ZellStoff- und Papierherstellung zeichnet sich dadurch aus, dass der —• Durchlauf einer Stufe vor die vorausgehende Stufe geführt wird (Abb.). Stufe 1

>

Überlauf

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Prinzip der Kaskadenschaltung

Die Kaskadenschaltung ist eine besondere Variante der —• Rückwärtsschaltung. Im Gegensatz zu dieser werden bei der Kaskadenschaltung aufgrund der geringeren Zahl an Durchläufen durch die Trennaggregate die Verunreinigungen (z.B. —> Stickies) jedoch nicht so stark zerkleinert, und auch die hydraulische Belastung ist nicht so groß. Diese

143 Schaltungsvariante wird bevorzugt bei —> Cleanern z.B. in der —• Feinreinigung von —> Altpapierstoff oder im —> Konstanten Teil vor der Papiermaschine eingesetzt. Dabei sind meist 4, z.T. auch 5 Cleanerstufen hintereinander geschaltet. HC

Kassenblock (sales pad)

Kassenblocks bestehen aus meist vorbedruckten Formularsätzen zum manuellen Ausstellen von Rechnungen oder Quittungen (auch Rechnungsblock oder Quittungsblock). Die vorbedruckten Formularsätze umfassen ein Originalblatt und ein bis mehrere Durchschreibeblätter, die selbstdurchschreibend ausgerüstet sein können (—> Selbstdurchschreibepapier). Der Kassenblock wird aufgrund der Rechnungsstellung mithilfe elektronischer Datenverarbeitung nicht mehr sehr häufig verwendet. MZ

schaften sowie die —> Bedruckbarkeit beeinträchtigt werden. Für eine gute Bedruckbarkeit werden Katalogpapiere mithilfe von offline —> Superkalandern satiniert. Bisher bestehen Katalogpapiere vornehmlich aus Primärfaserstoffen (—» Holzstoff und —• Zellstoff) sowie —> Streichpigmenten. In seltenen Fällen wird der Holzstoff anteilig durch —• Deinkingstoff substituiert. GG

Kationische Stärke (cationic starch)

Kationische Stärke ist ein Stärkederivat mit kationischen Gruppen. Am häufigsten handelt es sich um Stärkeether mit sehr kleinen —• Substitutionsgraden (max. 0,6) und folgenden Substituenten (R: —• Stärkederivate):

N

\

tertiär

Kassenrolle (cash register roll)

Kleine Papierrolle, um in Kassen Rechnungsbeträge auszudrucken und aufzuzeichnen. Die Formate (Größe, Breite, Wickelkern) der Papierrolle sind von der Verwendung der jeweiligen Kassen abhängig. In neuerer Zeit werden auch immer häufiger thermosensitiv beschichtete Papiere (—> thermosensitives Papier) fur Kassenrollen verwendet. MZ

Katalogpapier (catalogue paper)

Katalogpapier gehört zur Gruppe der gestrichenen holzhaltigen —• Druckpapiere, die als —> Rollenpapiere zu Katalogen (z.B. Versandhaus- oder Reisekataloge) bevorzugt im —• Tiefdruck, bei kleineren Auflagen auch im —• Offsetdruck verarbeitet werden. Zugunsten möglichst niedriger Postgebühren für den Versand der Kataloge sind die flächenbezogenen Massen im Bereich von 45 bis 70 g/m2 angesiedelt (Schwerpunkt: 48 und 51 g/m2), ohne dass optische und Festigkeitseigen-

OH I /CH

Π

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CH 3 I,3 C H

3

OH I /CH

CH3 I+

quaternär

CH3

Stärken mit quaternären Ammoniumgruppen werden durch Addition von Glycidylammoniumchlorid im alkalischen Milieu entweder in Wasser oder im Trockenverfahren hergestellt. Ihre kationische Ladung und damit ihre Wechselwirkung mit anionischen Komponenten ist weitgehend unabhängig vom pHWert. Stärke mit tertiären Aminogruppen ist dagegen nur im sauren pH-Bereich geladen. Kationische Stärken finden in der Papiererzeugung entweder in der Masse als ->Trockenverfestiger Verwendung oder sie werden in —> Streichfarben als —• Cobinder (—• Streicherei-Hilfsmittel) eingesetzt. Ihr Vorteil liegt darin, daß sie durch elektrostatische Wechselwirkung an die zumeist anionischen

144 Komponenten des Papiers (—> Fasern, —> Feinstoff) gut gebunden werden. Die kationischen Stärkemoleküle ziehen negativ geladene Fasern, Feinstoffe, polymere Hilfsstoffe und —» Füllstoffe an und bilden Bindungen zwischen diesen Komponenten aus. Sie fördern die Flockenbildung, verbessern die Eigen- und Fremdstoffretention sowie mitunter auch das —> Entwässerungsverhalten. Durch Einsatz kationischer Stärken lassen sich neben der Erhöhung der Trockenfestigkeit auch Verbesserungen der —>Bedruckbarkeit und Einsparungen beim Bedarf an —> Leimungsmitteln erzielen.

(—• Wellenstoff und —> Karton eingesetzt.

—• Testliner)

und

Literatur: DIN EN 643: Europäische AltpapierStandardsorten-Liste (Stand: August 1994) VDP-Altpapierliste der Deutschen Standardsorten und ihre Qualitäten (Stand: Juni 1997) PU Kaurikopal (kauri)

Kaurikopal ist ein zur Gruppe der —> Kopale zählendes, meist fossiles Naturharz (—> HarLiteratur: ze), das als Bindemittelbestandteil für Au, C. O.; Thorn, I. (Hrsg.): Applications of —> Druckfarben Anwendung findet. Es zählt Wet-End Paper Chemistry. London: Chap- chemisch zu den Terpenabkömmlingen. Als GU Stammpflanzen für den Kaurikopal sowie den man & Hall, 1995 Manilakopal werden Agathisarten angegeben. Sie werden auch durch Harzung lebender Kaufhausaltpapier Bäume gewonnen (Baumkopal) und enthalten (supermarket corrugated paper and board) dabei naturgemäß noch mehr oder weniger Unter dem Begriff Kaufhausaltpapier (Sorte hohe Mengen an ätherischem Öl. RO A4 gemäß DIN EN 643 bzw. Β19 gemäß deutscher —• Altpapiersortenliste) wird eine Altpapiermischung verstanden, die nach ihrer Kaustifizieren (Kaustizieren) Anfallstelle benannt ist. Dieses —> Altpapier (causticizing) wird im Zuge der Rücknahme von —•Ver- Als Kaustifizieren bezeichnet man die chemipackungsmaterialien in Kaufhäusern oder sche Reaktion, bei der wasserlösliche KarboSupermärkten erfasst. Laut Spezifikation soll nate (z.B. Na 2 C0 3 ) durch Umsetzung mit Kaufhausaltpapier gebrauchte Karton- oder —• gelöschtem Kalk (Ca(OH)2) in Hydroxide Papierverpackungen enthalten, mindestens (z.B. NaOH) umgewandelt werden. In der jedoch 70 % Wellpappe. Der Anteil an Sulfatzellstoffindustrie ist die auf diesem We—• unerwünschten Stoffen ist nur in der deut- ge durchgeführte Umwandlung von —>Naschen Altpapiersortenliste, nicht jedoch nach triumcarbonat (Soda) (Na 2 C0 3 ) in —» NaDIN EN 643 auf 1 % begrenzt. triumhydroxid (NaOH) für die Regenerierung Das Aufkommen von Kaufhausaltpapier als der Aufschlusschemikalien eine der wichtigsEinzelsorte der insgesamt gehandelten 43 ten Reaktionen (—• ChemikalienrückgewinAltpapiersorten der deutschen Sortenliste ist nung). mit 21 % (1995) das zweithöchste nach der Die bei der Sulfatzellstoffkochung (—• Sulmit —> Deinkingware umschriebenen Altpa- fatkochung) anfallende —• Schwarzlauge piersorte. Kaufhausaltpapier ist wegen eines wird nach der Eindampfung (—> Eindampfhöheren Anteils von Verpackungsmaterialien anlage) verbrannt. Die dabei entstehende aus längerfaserigem Faserstoff (z.B. unge- —• Grünlauge enthält das Aufschlussalkali in bleichter —• Sulfatzellstoff) qualitativ besser Form von Natriumkarbonat, das durch Kausals —• gemischtes Altpapier einzustufen. Es tifizieren in Natronlauge umgewandelt und in wird zur Qualitätsverbesserung bei der Her- der —• Weißlauge wieder in den Zellstofferstellung von —> Wellpappenrohpapieren zeugungsprozess zurückgeführt wird. Das in der Kaustifizierungsreaktion ausfallende

145 —> Calciumcarbonat (Kaustifizierschlamm) (—» Kaustifizieren). Sie besteht heute zumeist (CaC03) wird abgetrennt, zu —• Calciumoxid aus der direkten Ablöschung der Grünlauge (CaO) in einem —> Drehrohrofen zurückge- mit Kalk: brannt und nach dem Löschen als Calciumhydroxid (Ca(OH)2) wieder in die Kaustifi- Na 2 C0 3 + Ca(OH)2 S 2 NaOH + CaC03 zierung zurückgeführt. Die Durchführung der Kaustifizierung Da dieser Vorgang, wie aus der Formel er(Abb.) erfolgt bei Temperaturen um 90° C. sichtlich, reversibel ist, dienen die verschieDer Wirkungsgrad dieses Prozesses wird als denen Apparate der Kaustizieranlage der Kaustifiziergrad angegeben und ist das Ver- schnellen Umsetzung und der alkalihältnis des erzeugten Natriumhydroxids zur verlustarmen Abtrennung des entstehenden Summe von Natriumhydroxid und nicht um- Kalkschlamms. Die verwendeten Apparate sind: gesetzter —> Soda. Kaustifiziergrad =

NaOH

• •

Na0H + Na 2 C0 3

Die Kaustifizieranlagen erfordern zur Abscheidung des gebildeten Calciumcarbonats große Sedimentieranlagen oder eine sehr effektive Filtrationstechnologie.

•

• •

Kalklöscher mit Kalksilo Rührreaktoren (meist 3 bis 4 Stück in Reihe geschaltet) Filter (z.B. —• Scheibenfilter, —> Druckfilter, —• Filterpressen oder —• Trommelfilter) oder Behälter zur —> Sedimentation Vorratstanks.

Grttnlauge

Die Vorgänge gehen bei höheren Temperaturen von über ca. 90° C vonstatten. Gewonnen wird als frische —> Kochflüssigkeit die —> Weißlauge. Mit Sauerstoff aufoxidierte Weißlauge wird auch als Alkalisierungsmittel in der —> Sauerstoffdelignifizierung eingesetzt. DA

Kaustizieren (causticizing)

Schlamm

Vereinfachtes Schema der Kaustifizierung

FI

In der Sulfatzellstoffindustrie oftmals verwendete Bezeichnung für die Umwandlung von —• Grünlauge in —• Weißlauge (—• Kaustifizieren). FI

Kaustische Soda (caustic soda)

—• Natriumhydroxid

Kaustizierschlamm (lime mud , white liquor mud, lime sludge)

Beim —• Kaustifizieren wird in einer Sulfatzellstofffabrik die gelöste und gereinigte des Regenerierungskessels causticizing department)Schmelze Die Kaustizieranlage als Bestandteil der (—> Grünlauge) mit —• gelöschtem Kalk —> Rückgewinnungsanlage einer Sulfatzell- (—• Kalkmilch) umgesetzt zu —» Natronlauge stofffabrik (—• Sulfatzellstoff) dient der Um- (NaOH) und -»Calciumcarbonat (CaC03). fällung des Natriumcarbonats (Na2C03) in Das Calciumcarbonat scheidet sich aus der der —• Grünlauge zu —> Natronlauge (NaOH) gebildeten —> Weißlauge als Feststoff durch Kaustizieranlage (causticizingplant,

146 Sedimentation in voluminöser Form ab und bildet den Kaustizierschlamm:

Dampfblasen bei wieder ansteigendem Druck in der Strömung, z.B. kurz hinter dem Laufrad der Pumpe. Der Dampf kondensiert unter implosionsartiger Volumenabnahme, wobei Na 2 C0 3 + Ca(OH)2 5 2 NaOH + CaC03 örtlich Mikrowasserstrahlen entstehen, die Beim Kaustifizieren ist die Wahl der Pro- beim Aufprall auf Laufrad und Gehäuse zessparameter, wie Temperatur, Reaktions- Drücke bis zu mehreren 1000 bar erzeugen dauer und Rührgeschwindigkeit, von großer können. Dadurch wird das Material sowohl Bedeutung. Ziel der Verfahrensstufe ist es, mechanisch (Kavitationserosion durch Hochdie Gleichgewichtsreaktion so zu führen, dass geschwindigkeitsstrahlen) als auch chemisch ein kleines Schlammvolumen bei hoher Se- (Kavitationskorrosion aufgrund von Zerstödimentier- und Filtrierbarkeit entsteht. In rungen der Deckschicht) angegriffen. Äußerliches Merkmal von Kavitationsvorgängen ist Analogie zur Grünlauge verweilt die frische —» Weißlauge zur Klärung im Weißlaugen- ein prasselndes Geräusch, hervorgerufen klärer, wo das sedimentierte Calciumcarbonat durch die hochfrequente Folge von Druckvon Rechen zur Austragsstelle befördert und pulsationen. vom Boden abgepumpt wird. Es können FälMögliche Ursachen des lokalen Unterlungshilfsmittel (z.B. Polymere) zur besseren schreitens des Dampfdrucks kann z.B. ein Klärung (Sedimentation) eingesetzt werden. starkes Beschleunigen der Strömung oder eiDie angewendeten Verfahrensschritte zum ne Minderung des Systemdrucks sein. GeWaschen und Filtrieren des Schlamms sind fährdet sind daher vor allem solche Aggrevom gewählten Kaustizierverfahren abhän- gate, die auf der Zulaufseite eine große gig. Beim Eimco-Verfahren z.B. wird der Saugwirkung verursachen. Dazu sind in ersKaustizierschlamm direkt auf dem Eimco- ter Linie Pumpen zu zählen, aber auch belt-Filter von der Weißlauge getrennt und —> Drucksortierer können im ungünstigsten gewaschen. Es entstehen sehr klare Laugen Fall (wenn z.B. der Flüssigkeitsspiegel auf der Saugseite zu niedrig ist) von Kavitation mit weniger als 100 ppm (0,1 g/1) Feststoffbetroffen sein. Zur Vermeidung von Kavitagehalt. Üblich ist das anschließende —• Kalkbren- tion ist daher durch geeignete konstruktive nen, d.h. die Kalkrückgewinnung im oder regelungstechnische Maßnahmen si-> Drehrohrofen bei 1 200° C. AR cherzustellen, dass der Dampfdruck der Flüssigkeit an keiner Stelle des Aggregats unterschritten wird. HC Kavitation (cavitation)

Als Kavitation wird das Entstehen und schlagartige Vergehen von Dampfblasen in Flüssigkeitsströmungen bezeichnet. Bei hohen örtlichen Geschwindigkeiten im Ansaugbereich von —•Pumpen und im Auslaufbereich von —• Wasserturbinen kann der Druck der Flüssigkeit kleiner werden als der Dampfdruck bei der an der betreffenden Stelle herrschenden Temperatur. In diesem Fall bildet sich Dampf, der ein viel größeres spez. Volumen sowie eine höhere Kompressibilität aufweist als die Flüssigkeit. Dadurch wird zunächst das Geschwindigkeitsfeld der Strömung beeinflusst. Wesentlich gravierender ist jedoch das Zusammenbrechen der

KCL Oy Keskuslaboratorium um AB, Espoo (Finland).

- Centrallaboratori-

Finnish Pulp and Paper Research Institute, Espoo (Finnland). Das KCL wurde 1916 als unabhängige private Aktiengesellschaft gegründet. Die Unternehmen der finnischen Zellstoff-, Papierund Kartonindustrie sind Anteilseigner. In 1998 beschäftigt das KCL ca. 340 Mitarbeiter, davon etwa 130 mit einem Universitätsabschluss. Das Budget beläuft sich auf 45 Mio DM. Das KCL betreibt in erster Linie Gemeinschaftsforschung und Entwicklung auf dem

147 keit der lebenden Zellen herangezogen. Dabei wird im Idealfall davon ausgegangen, dass jede lebende Bakterienzelle zu einer Bakterienkolonie auswachsen kann. Da jedoch einige —> Bakterien in Aggregaten aus mehreren lebenden Zellen vorliegen, die jeweils nur eine Kolonie bilden, ist dieser Idealfall nicht immer gegeben. Deshalb wurde der Begriff Koloniebildende Einheit (KBE) eingeführt, in Anlehnung an colony forming unit (CFU) aus dem angelsächsischen Sprachgebrauch. Die KBE sind also maximal gleich oder kleiner als die Lebendzellzahl. Zur Bestimmung der KBE existiert eine Reihe von Methoden, die sich darin unterscheiden, wie die Bakterienzellen auf bzw. in einem festen Nährboden (Agar) verteilt werden (Gussplatten-, Spatelplatten-, Tropf-, Spiralierverfahren). Die Nährböden werden unter definierten Bedingungen über eine bestimmte Zeitdauer bebrütet. Anschließend werden die Kegelreflner gebildeten Bakterienkolonien ausgezählt. (conical refiner) —> Refiner Die Keimbelastung von Papieren, Pappen und Karton lässt sich durch die Gesamtkolonienzahl und die Oberflächenkolonienzahl Kegelschleuder ausdrücken. Die Bestimmung der Gesamt( cleaner , centrifugal cleaner , hydrocyclone)kolonienzahl geht von einer faserhaltigen Kegelschleuder ist ein veralteter deutscher —> Suspension aus, die durch Aufschlagen Begriff für einen konventionellen Schwerteil- der Papierprobe mit einem Ultra Turrax erCleaner (—• Cleaner). Der Begriff leitet sich halten wird. Nach Aufbringung dieser Susaus dem konusformigen Design (kegelförpension auf einem Nährboden wird mehrere mig) und dem Funktionsprinzip von Cleanern Tage bei 25° C in einem Brutschrank bebrüab, in denen die Schwerteile aufgrund von tet. Bei der Auszählung der gebildeten BakteZentrifugalkräften an der Innenwandung des rienkolonien ist zu beachten, dass nicht verCleaners aufkonzentriert und von dort (nach sehentlich —• Fasern bzw. Faserbruchstücke unten) entfernt werden. PU mitgezählt werden. Die Durchführung der Prüfung ist in DIN 54379 beschrieben. Die Gesamtkolonienzahlen von Papieren, Keimzahl Pappen und Karton bewegen sich zwischen (viable count) Werten unter 100 KBE/g und Werten über Die Keimzahl gibt die in einer bestimmten 105 KBE/g. Bei den Keimen handelt es sich Menge oder auf einer bestimmten Fläche ei- zumeist um Bacillus-Arten. Daneben treten nes Untersuchungsgegenstands enthaltene auch Mikrokokken sowie Vertreter von PeniAnzahl von —> Mikroorganismen an. Die cillien und Aspergillen auf. Zählung der Mikroorganismen kann auf 2 Zur Bestimmung der OberflächenkolonienArten erfolgen. Entweder wird die Partikel- zahl werden quadratische oder kreisrunde Pazahl bzw. die Partikelmasse mittels Mikro- pierproben in Petrischalen mit ausgegosseskopie mit Zählkammern, elektronischer nem Nährboden gegeben und entweder mit Zählungsgeräte bzw. Trübungsmessung be- steril verflüssigtem Nährboden Übergossen stimmt oder es wird die Vermehrungsfähigoder mit steriler Nährlösung befeuchtet. Nach

Faserstoff- und Papiergebiet einschließlich Umweltschutz für die finnische Industrie, Grundlagen- und Auftragsforschung fur Mitglieder sowie Nichtmitglieder im In- und Ausland. Mit Errichtung der Papierabteilung im Jahre 1930 begann die Forschungstätigkeit in der Papier- und Drucktechnik. Eine Abteilung für Drucktechnik und Verarbeitungstechnologie wurde 1981 eingerichtet. 1983 erfolgte eine Aufgliederung in die Abteilungen Drucktechnologie und Streichtechnologie. Auf dem Gebiet der Drucktechnik werden Forschungsarbeiten zur Wechselwirkung Druckfarbe/Druckpapier und zur Erfassung der Qualität von Druckprodukten in den Verfahren —> Rollen- und —» Bogenoffsetdruck, —> Tiefdruck und —• Flexodruck sowie digitalem Druck durchgeführt. FA

148 Bebrütung werden die Kolonien gezählt und auf 100 cm2 Prüffläche umgerechnet. Mit dem in DIN 54378 vorgegebenen Prüfverfahren lässt sich die Anzahl von Schimmelpilzen auf der Oberfläche von Papier, Pappe und Karton bestimmen. Literatur: Franke, W. (Hrsg.): Prüfung von Papier, Pappe, Zellstoff und Holzstoff. Bd. 1, Chemische und mikrobiologische Verfahren. Krause, Th., (Hrsg): Berlin, Heidelberg: Springer Verlag, 1991 Süssmuth, R.; Eberspächer, J.; Haag, R.; Springer, W. : Biochemisch-mikrobiologisches Praktikum. Stuttgart, New York: Georg Thieme Verlag, 1987 HA

Kenaf (kenaf)

(Hibiscus cannabinus) Kenaf ist eine Einjahrespflanze, deren Fasern in Indien, Südostasien und Zentralamerika speziell für die Seilwarenherstellung verwendet werden. Er ist eine schlank hochwachsende Pflanze (bis 6 m Höhe). Kenaf kann bei gutem Klima und ausreichender Bewässerung bis 22 mt/ha Biomasse erzeugen. Seit Jahren gibt es Bemühungen, besonders in den USA, den Kenafanbau zu forcieren und die Fasern, die zu 30 % aus BastLangfasern und zu 70 % aus verholzten Markfasern bestehen, zur Erzeugung von —• Zeitungsdruckpapier zu benutzen. Die Trennung der Langfasern von den verholzten Markfasern ist ein großes Problem. Auch die Vermarktung des Marks ist ungelöst. In China werden aus Kenaf ca. 150 000 t/a Papier und Pappe hergestellt. Ein Anbau von Kenaf wird zur Zeit in Italien und Spanien versucht. JU

Kernholz (heartwood)

Das Kernholz umfasst die inneren Zonen im Baum. Die Verkernung setzt im Baumalter von 10 bis 25 Jahren ein, bei —• Douglasie

etwas früher. Es enthält keine lebenden Zellen mehr; die wasserleitenden Zellen sind außer Funktion gesetzt. Grundvorgang der Verkernung ist das Absterben der parenchymatischen Zellen (Speicherzellen). Ist die Verkernung von der Einlagerung gefärbter Kernstoffe begleitet, bildet sich ein Farbkern aus. Nach der Art der Kernbildung werden die Baumarten wie folgt unterschieden: •

•

•

Kernholzbäume: mit regelmäßiger (obligatorischer) Farbkernbildung (z.B. —• Kiefer, —• Douglasie, —• Eiche, Kirschbaum). Bei unregelmäßiger Farbkernbildung spricht man von Falschkernen (z.B. —> Buche, —• Esche). Reifholzbäume: Mit hellem Kernholz, das vom —> Splintholz lediglich durch einen geringeren Wassergehalt unterschieden ist (z.B. —> Fichte, —• Tanne, —> Pappel, Birnbaum). Splintholzbäume: Ohne Färb- und Feuchteunterschiede zwischen Splintund Kernholz (z.B. —> Aspe, —• Birke, Erle). WE

Kernholzbäume (heartwood trees)

—> Kernholz

Kesselrohrreinigung (boiler tube purification)

Während die Reinigung von —• Dampferzeugern auf der Rauchgasseite (—* Dampfkesselreinigung) zur betrieblichen Routine zählt, ist die wasserseitige Reinigung in den Rohren bei ordnungsgemäßer Speisewasserbehandlung meist nur in großen Zeitabständen erforderlich. Selbst bei bester Wasserqualität (geringste Sauerstoff- und Salzgehalte) ist es nach längeren Betriebszeiten jedoch möglich, dass sich dünne Beläge aus Erdalkaliphosphaten, Eisenoxiden und anderen Fremdstoffen in den mit dem Kesselspeisewasser gefüllten Rohren des Dampfkessels bilden. Die chemische Reinigung erfolgt dann in der Regel während eines Kesselstill-

149 stands, in Ausnahmefällen ist aber auch eine Inbetriebreinigung möglich. Bei der Inbetriebreinigung werden dem Kesselspeisewasser Phosphate oder organische Komplexbildner (z.B. Polyacrylate) zugesetzt, die die Beläge langsam auflösen. Dabei ist aus Korrosionsschutzgründen (—• Korrosion) unbedingt sauerstofffreies Speisewasser erforderlich. Außerdem dürfen von Anfang an nicht zu hohe Konzentrationen des Reinigungsmittels eingesetzt werden, um Angriffe auf den Kesselwerkstoff und die Dichtungen zu vermeiden. Erprobter und schneller kann im Stillstand gereinigt werden. Dazu wird der Kessel im abgekühlten Zustand mit inhibierten Säuren gefüllt. Inhibitoren (z.B. Hydrazin, Sulfite) sind Schutzstoffe, die verhindern sollen, dass die Säure den Kesselwerkstoff zu stark angreift. Trotz der Inhibierung werden die eigentliche Schutzschicht des Kesselwerkstoffs abgetragen und meist auch noch eine geringe Menge des Grundwerkstoffs, so dass eine chemische Reinigung nicht zu oft durchgeführt werden sollte. Bei der Entfernung von Kesselsteinbelägen kann es durch die Freisetzung von —• Kohlendioxid zum Aufschäumen kommen. Daher ist auf eine ausreichende Be- und Entlüftung zu achten. Bleibt die Reinigungslösung zu lange in den Kesselrohren stehen, kann sich u.U. sogar Wasserstoffgas bilden, woraus eine erhebliche Explosionsgefahr erwächst. Nach der Reinigung sind die wasserführenden Teile der Anlage gut zu spülen und die säurehaltige Reinigungslösung zu neutralisieren und bei Bedarf von schädlichen Inhaltsstoffen (wie z.B. Fluoriden oder Zink- und Kupferverbindungen) durch Fällreaktionen zu befreien. Der Dampfkessel sollte anschließend möglichst umgehend wieder in Betrieb genommen werden, da ein frisch gereinigter Kessel, der in feuchtem Zustand zu lange steht, ohne besondere Gegenmaßnahmen zu rosten beginnt. HC

Kesselspeisewasser (boiler water)

Bei Kesselspeisewasser handelt es sich um Wasser, das einem Kessel zugeführt und erhitzt wird. Der entstehende Wasserdampf findet als Niederdruck-, Mitteldruck- oder Hochdruckdampf Verwendung (—• Dampferzeugung). Um die Bildung von Kesselstein zu vermeiden, werden Kesselspeisewässer in der Regel vollentsalzt. Bei Kesselstein handelt es sich um ein Gemisch aus Carbonaten und —> Sulfaten, das bei der Erhitzung mineralhaltiger Wässer ausfällt. Der Kesselstein ist umso härter, je höher sein Anteil an —• Gips ist. Er kann die Härte von Porzellan erreichen, wenn zusätzlich noch —• Silikate abgeschieden werden. Kesselstein hemmt die Wärmeübertragung von der Heizquelle auf das zu heizende Wasser und verursacht dadurch einen erhöhten Brennstoffverbrauch. Risse in Kesselsteinablagerungen können zu einer lokalen Überhitzung des Wassers und zu Kesselexplosionen führen. Aus diesen Gründen kommt der Verminderung von Kesselsteinablagerungen durch vorherige Behandlung des Kesselspeisewassers eine besondere Bedeutung zu. Zur Aufbereitung des Kesselspeisewassers wurden früher u.a. mehrstufige Verdampferanlagen (—> Verdampfung) eingesetzt. Heute erfolgt die Entsalzung hauptsächlich über —> Ionenaustauscher. Die dazu entwickelten Austauscherharze sind in der Lage, neben den Härtebildnern Calcium und Magnesium (—• Wasserhärte) auch die Kieselsäure aus dem Kesselspeisewasser zu entfernen (Entkieselung). Literatur: Heitmann, H.-G.: Die Bedeutung der Wasserchemie im Kraftwerksbetrieb. Vom Wasser, Bd. 63 (1984), S. 253 - 280. Weinheim: Verlag Chemie GmbH, 1984 HA

Kiefer (Scots pine)

Kiefer, Gemeine Kiefer (Pinus sylvestris). Sie ist über weite Teile Europas und Nordasiens

150 verbreitet, dabei auf dem europäischen Kontinent lediglich im Westen und submediterranen Süden fehlend. In Nordeuropa und Sibirien kommt sie bis zum 70. Grad nördlicher Breite vor. In Deutschland ist die Kiefer mit einem Anteil von 27 % an der Waldfläche nach der Fichte der zweithäufigste Waldbaum; gebietsweise, wie z.B. in SachsenAnhalt mit 53 % und Brandenburg mit 82 %, die Hauptwirtschafitsbaumart. Kernholzbaum mit breitem Splint (—• Splintholz) und frisch rötlichgelbem bis rotbraun nachdunkelndem Kern. Mittlere Tracheidenlänge (Faserlänge): um 3 mm. Das Holz mit einer mittleren Rohdichte von 0,49 g/cm3 ist mittelschwer und mäßig hart; mit guten Elastizitäts- und Festigkeitseigenschaften, nur wenig schwindend und mit günstigem Stehvermögen. Aufgrund des Harzgehalts (2 bis 6 %) ist das —> Kernholz dauerhaft. Die Kiefer ist ein wichtiges Bau- und Konstruktionsholz im Hoch-, Tief- und Wasserbau und wird für Masten, Pfähle und Schwellen genutzt. Sie ist auch ein dekoratives Ausstattungsholz für Möbel und im Innenausbau und in Deutschland die wichtigste Holzart zur Herstellung von Spanplatten. Für die Herstellung von —• Holzschliff und —• TMP wegen des Harzgehalts nur in sehr begrenztem Maße geeignet und für die Zellstoffgewinnung nach dem Sulfitverfahren (—• Sulfitzellstoff) ungeeignet. In Nordeuropa typische Holzart für die Herstellung von —• Sulfatzellstoff, wobei als Nebenprodukt —» Tallöl anfällt. Weltweit spielt eine Reihe von Pinusarten (wie z.B. —> Pinus radiata und Pinus elliottii) eine wichtige Rolle zur Zellstoff- und Papierherstellung. WE

Kieselgur (diatomite,

kieselgur)

Kieselgur ist ein feinkörniges, meist weißes bis hellgraues kreideartiges Sediment, das zu den Kieselgesteinen gezählt wird. Sie besteht aus Kieselsäuregerüsten mikroskopisch kleiner in Süß- oder Salzwasser lebenden Algen (Diatomeen), die nach dem Absterben zu Boden sinken und Ablagerungen bilden. Solche

Diatomeenschlämme sind auf den Ozeanböden weit verbreitet. Diatomeenreiche Kieselsedimente sind in Mittelmeerländern anzutreffen. Die wichtigsten deutschen Kieselgur-Lagerstätten befinden sich in der Lüneburger Heide. Die größten Lagerstätten sind in Kalifornien. Die auch als Diatomeenerde bezeichnete Kieselgur wird im Tagebau gefördert. Nach Abtrennung des Sandanteils (etwa 30 %) erfolgt in —> Drehrohröfen eine Trocknung und Erhitzung auf ca. 700° C. Kieselgur besitzt ein starkes Aufsaugvermögen und wird deshalb häufig als Verpackungsmaterial für z.B. Säuren, Brom und Phosphor verwendet. Aufgrund einer großen inneren Oberfläche eignet es sich als Trägermaterial von Katalysatoren. Weitere Verwendung findet Kieselgur zur Herstellung von —• Wasserglas. HA

Kieselsäuren (silicic acids)

Synthetische, gefällte und pyrogene Kieselsäuren werden als —• Füllstoffe bei der Papiererzeugung eingesetzt. Sie verbessern beim Einsatz in der Papiermasse —• Opazität und —• Glätte des Papiers und damit die Farbtiefe beim —• Drucken bzw. des —• Druckbilds. Bei Papier für das Drucken im —• Inkjet-Printer wird das Absorptionsverhalten der Kieselsäuren für —• Druckfarbe verwendet, um das optische Bild des —> Drucks zu verbessern. Dazu wird in der —• Leimpresse innerhalb der Papiermaschine oder der —• Filmpresse mit der —• Rollrakel oder der —• Luftbürste gefällte Kieselsäure auf die Papieroberfläche aufgetragen. Dies verbessert die Wasseraufnahme des Papiers für wässrige —• Inkjet-Farben und fixiert sie auf der Oberfläche, wodurch Farbstärke, —> Kontrast und Punktschärfe des Druckbilds zunehmen. Ein weiteres Anwendungsgebiet besteht bei der Herstellung von —• Thermopapier. Dort verbessert der Einsatz von Kieselsäuren in Kombination mit —• Calciumcarbonat im —• Strich die Punktschärfe und den Kontrast des Druckbilds. SÜ

151 Kiesröstofen (pyrites furnace) Kiesröstöfen waren lange Zeit Hauptlieferant des bei allen Sulfitverfahren notwendigen —• Schwefeldioxids. Sowohl Schwefelkies mit dem Hauptbestandteil FeS2 als auch Gasmasse (genauer: Gasreinigungsmasse) enthalten 35 bis 55 % - > Schwefel, der beim Abrösten bei 1 150 bis 1 250° C durch Oxidation Schwefeldioxid (S0 2 ) bildet:

gesteuert (—• Durchbiegungsausgleichswalze) sein, da im —• Nip mit der Verreibewalze konstante —> Linienkräfte notwendig sind, um eine gleichmäßige Verteilung der —> Streichfarbe zu gewährleisten. Die Steuerung der Linienkräfte erfolgt durch vertikales Verschieben der Verreibewalze.

4 FeS2 + 11 0 2 - > 2 Fe 2 0 3 + 8 S 0 2 (exotherme Reaktion) Das S0 2 -haltige Abgas dieses Prozesses wurde im —• Säureturm mit Kalksteinen und Wasser zu Calciumsulfit- bzw. Calciumbisulfitlösung (—• Calciumbisulfit) umgesetzt. Diese Umsetzung ist in geeigneten geschlossenen Anlagen auch für lösliche Basen, ζ. B. Magnesium, möglich ( - » Magnesiumbisulfit). Die Abwärme wird zweckmäßig in einem —> Abhitzekessel zur Dampfgewinnung genutzt. Entsprechend der großen Bedeutung gibt es verschiedene Verfahren: Insbesondere eignen sich Etagen-Drehöfen und Wirbelschichtöfen (—• Wirbelschichtverfahren). Heute setzt man weit überwiegend FlüssigS 0 2 ein (Säureturm), so dass Kiesröstöfen nur noch selten betrieben werden. DA

Kimberly-Clark-Mead-Verfahren (Kimberly Clark Mead process) Das Kimberly-Clark-Mead-Verfahren ist ein Walzenstreichverfahren, das ein- oder zweiseitig angewendet werden kann. Die Anordnung der einzelnen Walzen ist der Abbildung zu entnehmen. Dieses Streichverfahren wurde gleichzeitig und unabhängig voneinander von den amerikanischen Firmen Mead Corp. und KimberlyClark entwickelt. Daher rührt auch der Name Kimberly-Clark-Mead- (KCM-) Verfahren. Alle Walzen werden mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit betrieben. Die obere —> Auftragswalze kann etwas schneller laufen, so dass gleichzeitig eine Egalisierung des Strichs und eine Stabilisierung der Bahn erfolgen. Die Dosierwalze kann durchbiegungs-

Schema des Kimberly-Clark-Mead-Verfahrens

WG

Klappdeckenschachtel (hinged lid box) —• Schachtel

Klappe (flap valve) Die Klappe gehört zu den —> Armaturen. Eine zunächst senkrecht zur Strömungsrichtung stehende Scheibe wird um ihre Achse in eine Stellung parallel zur Rohrachse geschwenkt und gibt damit den ganzen Rohrquerschnitt frei oder bleibt im Rohrquerschnitt parallel zur Rohrachse stehen. Die Klappen werden als Absperr-, Drossel-, seltener als Sicherheitsklappen in der Wasserversorgung, im Kraftwerksbau, in der Papier- und Chemieindustrie sowie in der Abwassertechnik eingesetzt. Rückschlagklappen dienen als Sicherheitsorgan. Die Klappenscheibe ist derart drehbar gelagert, dass sie vom Druck der Strömung offengehalten wird. Bei Stillstand oder Druckumkehr schließt sie selbständig, unterstützt von der Fallenergie der Klappe selbst, ggf. abgebremst durch eine Ölbremse. VO

152 Kläranlage (sewage treatment plant) Eine Kläranlage dient der —• Abwasserreinigung. Der Begriff wird vorwiegend auf kommunale Anlagen angewendet, während industrielle Anlagen besser mit dem korrekten Begriff —• Abwasserreinigungsanlage (ARA) (waste water treatment plant) bezeichnet werden. Große kommunale Kläranlagen werden auch als Klärwerk bezeichnet. Der Begriff Kläranlage leitet sich ab von der ursprünglich nur mechanischen Abscheidung von Feststoffen, wobei tatsächlich die Klärung des Abwassers im Vordergrund stand. Heute erforderliche Abwasserreinigungsanlagen gehen in ihrer Funktion weit darüber hinaus. Kommunale Kläranlagen, die den heute in Deutschland geltenden Anforderungen genügen, bestehen bei Anwendung unterschiedlicher Techniken grundsätzlich meist aus folgenden Anlagenteilen: Rechen, Sandfang, Fettabscheider, Vorklärbecken, Denitrifikation, Belebung mit Nitrifikation, —• Nachklärbecken, —• Phosphorelimination, Schlammbehandlung (Faulung, Entwässerung). Die Wirkung dieser Anlagen umfasst außer der auch bei den —» Abwässern der Papierindustrie geforderten weitgehenden Elimination von —• BSB und —• CSB (soweit dies die Zusammensetzung des Abwassers zulässt, —•biologische Abbaubarkeit, bei häuslichen Abwässern sehr weitgehend) auch die Elimination von Stickstoff und Phosphor bis auf die jeweils geforderten —> Grenzwerte, was bei Papierfabriksabwässern gewöhnlich nicht relevant ist. MÖ

Klärschlamm (effluent/sewage sludge) Wasserhaltige Stoffe, die aus —> Abwasser durch —> Sedimentation, —• Filtration, Flotation oder biologische Verfahren (—• Biomasse) abgetrennt werden. Die Klärschlämme in der Papierindustrie lassen sich in Deinkingschlämme (ca. 68 % des Schlammaufkommens), chemisch-mechanische —• Schlämme (ca. 26 %) und in biologische Schlämme (ca. 6 %) unterteilen. Biolo-

gische Schlämme entstehen durch die biologischen Abbauprozesse bei der —> Abwasserreinigung. Hierbei handelt es sich um eine wässrige Suspension mit etwa 5 % Trockenmasse, die in der Regel durch Entwässerungsverfahren in eine feuchte Masse mit ca. 30 % Trockenmasse überfuhrt wird. Im Gegensatz zu Deinking- und chemisch-mechanischen Schlämmen lässt sich aufgrund der schlechten Entwässerbarkeit fur biologische Schlämme dieser Trockengehalt oftmals erst nach Vermischen mit anderen Schlämmen erreichen. In der kommunalen Klärtechnik hat sich die anaerobe Schlammfaulung in Faultürmen bewährt. Bei diesem Prozess bildet sich Klärgas (etwa 65 % —> Methan und 35 % —> Kohlendioxid), das zur Erwärmung des Klärschlamms und zur Energieversorgung der Anlage verwendet wird. Der ausgefaulte Schlamm wird in kleineren Anlagen in Trockenbeeten, bei größeren Anlagen mit Maschinen bis zur Stichfestigkeit getrocknet. Bei Großanlagen, besonders auch bei biologischen Kläranlagen für industrielle Abwässer, gibt man aus Zeit- und Platzgründen der thermischen Entwässerung den Vorzug. Deponierung (—> Deponie) und energetische Verwertung stellen heute die wesentlichen Entsorgungs- und Verwertungswege dar, jedoch ist die Klärschlammdeponierung nach der Technischen Anleitung Siedlungsabfall nur noch bis zum Jahr 2005 zulässig. Bis dahin regelt die —• Klärschlammverordnung die Voraussetzungen für das Aufbringen von Klärschlamm auf landwirtschaftlich, forstwirtschaftlich oder gärtnerisch genutzte Böden und verlangt, dass so genutzter Klärschlamm keine größeren Schwermetallmengen (—> Schwermetalle) enthalten darf, als mit den —> Grenzwerten festgelegt worden ist. Aufgrund der sehr geringen Schwermetallkonzentrationen im Bereich der Papierindustrie werden die geforderten Grenzwerte deutlich unterschritten. Zunehmend treten jedoch schon jetzt Probleme im Zusammenhang mit dem Verbleib der festen Rückstände auf. Die Menge des anfallenden Faulschlamms übersteigt heute den landwirtschaftlichen Bedarf bei weitem.

153 Von den in Deutschland anfallenden ca. 50 Mio m 3 pro Jahr werden ca. 10 % in 20 Verbrennungsanlagen verbrannt. Etwa die Hälfte wird deponiert, ca. 37 % werden landwirtschaftlich genutzt (1995). Klärschlamm setzt sich im Wesentlichen aus Primär- und biologischem Schlamm zusammen: Primärschlamm (z.B. Deinkingschlamm oder mechanisch-chemischer Schlamm) enthält überwiegend absetzbare Stoffe und ist im Allgemeinen gut entwässerbar. Biologischer Schlamm besteht im Wesentlichen aus organischen Stoffen (Biomasse). DE

Klärschlammanlage (sludge treatment plant) —> Klärschlammbehandlung

Klärschlammbehandlung (sludge treatment) Die Klärschlammbehandlung umfasst alle Konditionierungsschritte von kommunalen und industriellen Schlämmen, wie Stabilisieren bzw. Ausfaulen, Konditionieren, —• Eindicken (Erhöhung des Feststoffgehalts), —• Entwässern (mittels Zentrifugen, Filterpressen oder thermischer Behandlung), Hygienisierung (mit Kalkhydrat oder thermisch bei ca. 75° C), Trocknen oder Verbrennung mit dem Ziel, eine problemlose nachgeschaltete Verwertung (z.B. Landwirtschaft, Gärtnerei oder Forstwirtschaft) bzw. eine (bis zum Jahr 2005 zulässige) Beseitigung der Schlämme zu ermöglichen. Für die Entwässerung des —• Schlamms kommen —• Kammerfilterpressen, —> Siebbandpressen bzw. —> Bandfilterpressen, Membranfilterpressen oder Hochdruckpressen zum Einsatz. Hinsichtlich der Trocknung von —> Klärschlamm werden gerade für kleinere und mittlere Anlagengrößen oftmals Bandtrockner (Kaltlufttrocknung bzw. Umlufttrocknung) genutzt. Durch die mechanische Entwässerung von Klärschlamm unter Nutzung von Kohle als Filterhilfsmittel entsteht der konfektionierte Brennstoff fur die Energieversorgung.

Alternativ zu der mechanischen Entwässerung von Klärschlamm und Verwendung des Filterhilfsmittels Kohle kann der konfektionierte Brennstoff auch durch Mischung von Trockensubstanz aus Klärschlamm und mechanisch entwässerten Klärschlämmen sowie durch eine Teiltrocknung erzeugt werden. DE

Klärschlammbehandlungsanlage (sludge treatment plant) —> Klärschlammbehandlung

Klärschlammentsorgung (sludge disposal) Unter der Klärschlammentsorgung (Klärschlammbeseitigung) lassen sich alle Verwertungsund Beseitigungswege, wie —• Kompostierung (4 % von ca. 3,3 Mio t Trockensubstanz), thermische Behandlung (11 %), Landschaftsbau (3 %), Landwirtschaft (30 %) und Deponierung (50 %), zusammenfassen. Diese für 1995 in Deutschland erhobenen Prozentangaben werden sich mittelfristig signifikant ändern. So ist die Klärschlammdeponierung (—• Deponie) nur noch bis zum Jahr 2005 zulässig (—> Technische Anleitung Siedlungsabfall). Aufgrund rechtlicher Regelungen und einer zunehmenden ökologischen Orientierung ist im Bereich der Landwirtschaft von einer sinkenden Klärschlammverwertung zu Düngemittelzwecken auszugehen. Insgesamt wird prognostiziert, dass sich die thermische Klärschlammverwertung bis zum Jahr 2005 mehr als verdoppeln und damit etwa 30 % der Klärschlämme umfassen wird. In den nächsten Jahren wird der Bedarf an Einrichtungen zur —> Klärschlammtrocknung daher zunehmen. Gerade für kleinere und mittlere Kläranlagengrößen bieten Niedertemperatur-Trocknungsverfahren eine umweltfreundliche und wirtschaftliche Lösung. Die Schlammverwertung bzw. -beseitigung in der Papierindustrie lässt sich wie folgt darstellen: Knapp 1 % werden deponiert, 58 % thermisch, 14 % biologisch und 27 % baustofflich verwertet ( 1997). DE

154 Klärschlammtrocknung (sludge drying) Unter dem Begriff der Klärschlammtrocknung werden alle Konditionierungsschritte von meist entwässertem —• Klärschlamm verstanden, mit dem Ziel, ein möglichst staubarmes Granulat zu gewinnen, das als Brennstoff oder als lagerfähiger Streudünger eingesetzt werden kann oder aber (bis zum Jahre 2005 noch) problemlos deponierbar ist. Die Anlagenauslegung erfolgt unter Berücksichtigung der Schlammparameter Eingangsfeuchte, -konsistenz bzw. Art der Vorbehandlung/Enwässerung, Produktfeuchte und Partikelgröße, der Lufttemperatur und -feuchte, der Luftgeschwindigkeit und der Schütthöhe. Für kleinere und mittlere Kläranlagengrößen bieten NiedertemperaturTrocknungsverfahren eine umweltfreundliche und wirtschaftliche Lösung, um Klärschlamm zu trocknen. Anlagentechnisch sind im Wesentlichen 2 Varianten zu unterscheiden: •

•

Die Kaltlufttrocknung nutzt als offener Prozess das Feuchteaufnahmepotential der Umgebungsluft. Das Verfahren kommt vor allem bei gewöhnlichem bzw. kommunalem Klärschlamm zum Einsatz. Bei der Umlufttrocknung handelt es sich um einen geschlossenen Prozess, bei dem die Trocknungsluft im Kreis geführt wird. Nach Durchströmung des Klärschlamms wird die feuchtebeladene Luft in einer Kältestufe entfeuchtet, in der der überwiegende Teil der Wasserbeladung bei 5 bis 8° C auskondensiert. Anschließend wird die kalte und feuchtegesättigte Luft in einem Wärmetauscher mittels der Kompressionswärme des Kältekreislaufs für den nächsten Trocknungszyklus auf 30 bis 40° C erwärmt und wieder in den Trockner gefuhrt. Das anfallende —> Kondensat wird in die —> Kläranlage zurückgeleitet. Das Einsatzgebiet dieses Verfahrens ist insbesondere bei den Schlämmen zu sehen, die sehr geruchsintensiv oder herkunftsbedingt mit luftgängigen Schadstoffen belastet sind,

was häufig im Industriebereich der Fall ist. Beim Trocknungsprozess sollte zudem der Klärschlamm möglichst keine mechanische Beanspruchung erfahren, um ein weitgehend staubfreies Produkt und staubfreie Abluft gewinnen zu können. Neben den technisch-physikalischen Zusammenhängen sind wirtschaftliche Randbedingungen, wie z.B. Verwertungs-, Beseitigungs-, Transport- und Energiekosten, bei der Anlagenauslegung zu berücksichtigen. In diesem Zusammenhang ist die Kaltlufttrocknung hervorzuheben, mit der Möglichkeit, aufgrund des niedrigen Betriebstemperaturniveaus jede Form von Abwärme, wie Warmwasser aus Blockheizkraftwerken, Hallenabluft oder Warmwasser und Dampf aus dem industriellen Prozess, heranzuziehen. DE

Klärschlammverbrennung (sludge combustion) Die Klärschlammverbrennung steht für die Sammelbezeichnung aller Verfahren zur Verwertung und Beseitigung von —•Klärschlamm, wobei je nach Wasser- und Aschegehalt Primär- und/oder Sekundärenergie erzeugt wird bei gleichzeitiger Reduktion des ursprünglichen Volumens auf ein Fünftel bis ein Siebtel. Heute mögliche Maßnahmen zur thermischen Behandlung der Klärschlämme sind die —• Pyrolyse, Vergasung, MonoVerbrennung bzw. die Co-Verbrennung. Die Verbrennung vollzieht sich überwiegend in Mono-Klärschlammverbrennungsanlagen, Müllverbrennungsanlagen und Kraftwerken. Die energetische Verwertung von Klärschlamm ist nur zulässig, wenn die Randbedingungen nach § 6 Abs. 2 —»Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz (KrW-/AbfG) erfüllt sind: • • •

Heizwert der Abfälle: Minimum 11 000 kJ/kg Feuerungswirkungsgrad der Feuerungsanlage: Minimum 75 % Eigennutzung der gewonnenen Wärme oder Nutzung der Wärme durch Dritte

155 •

Ablagerung der im Rahmen der Verwertung anfallenden Abfälle, möglichst ohne weitere Behandlung.

Die Bedingung zum Heizwert entfällt, wenn die —> Abfälle aus —• nachwachsenden Rohstoffen entstanden sind. Der Heizwert eines getrockneten und stabilisierten, d.h. ausgefaulten Klärschlamms erreicht bei einem organischen Trockenrückstand von 50 % bei etwa 20 bis 25 % Restfeuchte ca. 6 500 kJ/kg, während vollgetrockneter Klärschlamm bei diesem organischen Tonnenrückstand Heizwerte von 7 000 bis 9 000 kJ/kg aufweist. Der Klärwerksbetreiber ist verpflichtet, bei der Abwasserbehandlung entstehende Rückstände endgültig, dauerhaft und schadlos zu verwerten bzw. zu beseitigen. Daher bekommt die Klärschlammverbrennung eine zunehmende Bedeutung bei der Auswahl der Verwertungs- bzw. Beseitigungswege. Als Feuerungstechnologie kommt die als schadstoffarm bekannte stationäre Wirbelschichtfeuerung (—• Wirbelschichtverfahren) zum Einsatz. Diese Feuerung erlaubt die Verbrennung von konditionierten Klärschlämmen (entwässert, getrocknet) ohne Stützfeuerung bei geringen verbrennungsbedingten —> Emissionen, wie Kohlenmonoxid (CO) und Stickoxiden (NO x ). Die Verbrennungsluft wird über den Düsenboden der Feuerung zugeführt. Oberhalb des keramischen Anströmbodens bildet sich der Wirbelbettbereich aus. In diesem Wirbelbettbereich wird der Brennstoff durch Wurfbeschicker eingesetzt. Zur Sicherung einer Mindestverbrennungstemperatur von 850° C sind in dem Wirbelbettbereich zusätzliche Brenner angeordnet. Zur Einhaltung der Emissionsgrenzwerte ist eine mehrstufige, abwasserfreie Rauchgasreinigung erforderlich. In der ersten Stufe werden die Stäube in einem —• Elektrofilter abgeschieden. In dem dann folgenden Sprühabsorber werden durch Eindüsung von Wasser und der Waschsuspension die Rauchgastemperatur eingestellt und die Abwasserfreiheit sichergestellt. Die wesentliche Reinigung der —•Rauchgase erfolgt in einer zweistufigen Nasswäsche (—> Rauchgaswäsche). In der

ersten Stufe werden bevorzugt Fluor- und Chlorkohlenwasserstoffe abgeschieden. Diese Salzlösung wird dem Sprühabsorber zugeführt, in dem das Wasser verdampft wird. Die Salze werden als partikelförmiges Reaktionsprodukt am Gewebeentstauber ausgeschieden. In der zweiten Waschstufe wird das —> Schwefeldioxid (S0 2 ) abgeschieden und mit —>Kalk (CaC0 3 ) und Luft zu -»Gips (CaS0 4 ) umgewandelt. Die Zugabe von kokshaltigen Additiven vor dem Sprühabsorber gewährleistet die Adsorption von flüchtigen —• Schwermetallen und von —> Dioxinen bzw. —> Furanen. Die Rauchgasreinigung muss in allen Belangen die Anforderungen der 17. BImSchV erfüllen (—> Bundes-Immissionsschutzgesetz). DE

Klärschlammverordnung (Regulation on Sewage Sludge) Die Klärschlammverordnung (AbfKlärV) vom 15. April 1992 ( BGBl. I S. 912), geändert durch die erste Änderungsverordnung vom 6. März 1997 (BGBl. I S. 446), ist typischerweise nicht auf die bei der Zellstoff- und Papierindustrie anfallenden Faserreststoffe (Papierschlämme) anwendbar. Der Grund liegt darin, dass sich die Klärschlammverordnung nur auf Schlämme aus dem häuslichen Bereich sowie dem industriellen Bereich mit vergleichbarem Schadstoffspektrum bezieht. Die Faserreststoffe stellen aber Produktionsreststoffe mit einer eigenen LAGA-SchlüsselNummer dar: 184 04 (Zellstofferzeugung); 184 02 (Papiererzeugung) bzw. den EWCSchlüssel-Nummern 0303 05 (Deinkingreststoffe) oder 0303 06 (Zellstoff- und Papiererzeugung). Hieraus wird auch deutlich, dass es sich nicht um die industriellen Klärschlämme LAGA Nr. 948 01 bzw. EWC-Nr. 1908 04 handelt. Die Möglichkeit der —> Kompostierung und landwirtschaftlichen Verwertung der oben bezeichneten Stoffe wird durch die Bioabfallverordnung vom 21. September 1998 (BGBl I S. 2955) geregelt werden. In begrenztem Umfang ist auch der Einsatz von —• Altpapier bei der Kompostierung ermöglicht (Anteil: 10 %).

156 Vereinzelt wird behördlicherseits allerdings in Teilbereichen die Klärschlammverordnung entsprechend herangezogen, etwa bei der Einhaltung der Schadstoffparameter. Vergleiche auch —• Abfallkatalog, —> Abfallschlüssel, —> grenzüberschreitende Abfallverbringung, —• Reststoff. MR

Klärschlammverwertungsanlage (sludge utilization plant) —> Klärschlammverbrennung

Klarsichtverpackung (transparent package) Unter Klarsichtverpackung versteht man eine Verpackung mit durchsichtigem Packmittelteil zur Wahrnehmung des Inhalts. AN

Klärteiche (sewage treatment ponds) —> Absetzbecken

Klarwasser (clarified water) Der Begriff Klarwasser bezeichnet grundsätzlich ein von suspendierten Stoffen weitgehend befreites (geklärtes) Wasser. Er wird in sehr unterschiedlicher Weise benutzt und ist nicht eindeutig definiert. Oft ist Klarwasser gleichzusetzen mit —»Filtrat. In Papierfabriken wird der Ablauf von Stofffängern (—• Stoffrückgewinnungsanlagen) oft als Klarwasser bezeichnet, unabhängig davon, wie klar dieses Wasser tatsächlich ist. Verbreitet ist auch der Begriff Klarfiltrat, der eigentlich eine Tautologie ist. Für das eine —> Abwasserreinigungsanlage verlassende gereinigte Abwasser wird der Begriff Klarwasser gewöhnlich nicht verwendet, obwohl er zutreffend wäre. MÖ

Klassifizierende Mahlung (classifying beating) Die klassifizierende Mahlung ist eine vergleichende Mahlung im Labor, bei der nach den

entsprechenden SCANund TAPPIMethoden oder der D I N EN 25262 unterschiedliche —> Halbstoffe, vor allem —> Zellstoffe, bezüglich ihres papiertechnologischen Potentials miteinander verglichen werden können. Bei dieser genormten Labormahlung wird keine Rücksicht auf die maschinen- und verfahrenstechnischen Bedingungen der industriellen Mahlung genommen. Zur Durchführung der klassifizierenden Mahlung bedient man sich in Deutschland vorwiegend der Jokro-Mühle; andere Geräte sind die weltweit fuhrende PFI-Mühle und der in den USA verbreitete Valley Beater (—• Labormahlen). Ausgehend vom ungemahlenen Zustand und je nach Erfordernissen von weiteren Mahlzuständen, werden Kurvenverläufe über die Entwicklung der verschiedenen Suspensions· und Papiereigenschaften in Abhängigkeit von der Mahldauer, der Anzahl der Umdrehungen und/oder vom —> Mahlgrad ermittelt. Die Zellstoffe können dann auf Basis ihrer gemessenen Eigenschaften, die auf bestimmte —> Schopper-Riegler-Werte, wie z. b. 20, 30 und 50 SR interpoliert wurden, verglichen werden. Der Verlauf solcher Kurven ist für den untersuchten Zellstoff weitgehend charakteristisch und lässt bedingte Rückschlüsse auf die Einsatzmöglichkeiten in der Praxis zu. Die klassifizierende Mahlung ist - im Gegensatz zur —» imitierenden Mahlung - nicht nur in der Qualitätskontrolle, sondern insbesondere auch für den technischen Verkauf von Zellstoffen von Bedeutung. TI

Klebebindemaschine (perfect binder) Die Klebebindemaschine ist eine —» Buchbindereimaschine zur Herstellung von klebegebundenen Büchern bzw. Buchblocks. Der prinzipielle Aufbau aller Klebebindemaschinen kann in folgende Stationen unterteilt werden (Abb. 1):

157

Über die Zuführung wird der zusammengetragene Buchblock in die Klebebindemaschine entweder waagerecht oder schräg von unten eingefahren. In der Rüttel- und Ausrichtestation wird dafür gesorgt, dass alle Falzbogen im Buchblock eben und parallel zur Grundplatte sich befinden. In der anschließen1 Zuführung von der Zusammentragemaschine 6 Umschlagrillen und -Zuführung den Rückenbearbeitung wer2 Rüttelstation und Ausrichtung der Buchblocks 7 Umschlaganpressen 3 Rückenbearbeitungsstation 8 beschleunigte Trocknung den zuerst die Falzbogen 4 Klebstoffauftrag 9 Auslage durch Abschneiden des Rü5 Hinterklebestation Quelle: Fa. Kolbus, Rahden ckenfalzes geöffnet. Dies erAbb. 1 Schematischer Arbeitsablauf in einer Klebebindemaschine am folgt durch einen grob-spanabhebenden Vorgang. Es Beispiel eines Ratioklebebinders können dabei 3 unterschiedliche Werkzeuge verwendet werden (Abb. 2). Zur weiteren Bearbeitung, wie Freilegen Einlegestation oder Zuführung von der der Papierfasern (Aufrauung) und VergrößeZusammentragemaschine. In der Zuführung der Klebefläche (Einkerbung), werden rung sind die Vorsatzklebestation und die wiederum sehr unterschiedliche Werkzeuge Blockdickenkontrolle integriert. verwendet, wie z.B. Egalisierfräser, SchleifMaschineneinlauf mit Rüttelstation und scheiben, Einkerbmesser. In jüngerer Zeit Ausrichtestationen wurden neuere Aufrausysteme für gestricheRückenbearbeitung mit Abschneiden der ne Papiere entwickelt, wie das „HSTRückenfälze, verschiedene Egalisier-, System" (Abb. 3) oder das „Fiber-RougherAufrau-, Einkerbwerkzeuge und StaubSystem". entfernung durch Bürsten Nach der Rückenbearbeitung muss der anKlebstoffauftrag mit 1 oder 2 Klebstoffgefallene Frässtaub sorgfältig vom Buchrüwerken, mit oder ohne Zwischentrockcken entfernt werden, damit der Kontakt mit nung dem Klebstoff möglich wird. Dies erfolgt in bei Bedarf kann eine Gaze- bzw. Hinterder Regel mit gegenläufigen Bürstwalzen klebestation zugeschaltet werden (Abb. 3) und einer zusätzlichen Absaugung. für Broschüren (—• Broschur) wird aus einem Vorratsmagazin der Umschlag entnommen, gerillt, zugeführt und zum Buchblock ausgerichtet Umschlaganpressstation Trockenstation, beschleunigte Trocknung von —• Dispersionsklebstoffen (meist durch HochfreStaubfräser Schnitzelfräser Kreismesser quenztrocknung) Auslage mit Kühlstrecke zur Weiterverarbeitung durch Abb. 2: Rückenbearbeitungswerkzeuge zum Abschneiden der Dreiseitenbeschnitt. Rückenfalze

158 Der Klebstoffauftrag kann mit 1 oder 2 Klebstoffauftragswerken erfolgen, wobei bei letzterem mit dem gleichen Klebstoff oder mit verschiedenen Klebstoffen bzw. Klebstofftypen gearbeitet werden kann (Abb. 4). Für Schmelzklebstoffe (Hotmelts) müssen beheizbare Klebstoffauftragswerke eingesetzt werden. Zwischen den beiden Klebstoffauftragswerken kann eine Zwischentrocknung für Dispersionen angebracht sein.

Abb. 3: Aufrauwerkzeug: „HST-System" mit anschließenden Bürstwalzen (Quelle: HST, Lichtenau)

abgedeckt, um Verschmutzungen der Klebebindemaschine zu vermeiden. In der Trockenstation wird der mit Dispersionsklebstoffen klebegebundene Buchblock beschleunigt vorgetrocknet. Dies erfolgt bei den heutigen Klebebindemaschinen in der Regel durch ein oder mehrere hintereinander angeordnete Hochfrequenzaggregate (HFTrocknung). Bei Schmelz- bzw. Polyurethanklebstoffen (PUR) erfolgt das Abbinden des Klebstoffs durch Abkühlen des Klebstofffilms, so dass die HF-Trockenstation hierbei wirkungslos ist. In einzelnen Klebebindemaschinen werden auch andere Trocknungsverfahren, wie —• Kontakt-, —> Konvektionsoder —* Infrarottrocknung, angewendet. Nach der Trockenstation ist noch eine Kühlstrecke angeordnet, um dem noch warmen viskoelastischen Klebstofffilm Gelegenheit zur weiteren Verfestigung zu geben. Dann erfolgt die Auslage des klebegebundenen Buchblocks aus der Klebebindemaschine. Literatur: Furier, Α.: Technologie der Klebebindung. Stuttgart: Deutscher Drucker Verlagsgesellschaft, 1971, 306 S. ΜΖ

Abb. 4: Schema einer möglichen Ausführung eines Klebstoffaufitragswerks für Dispersionsklebstoff

Anschließend können noch seitliche Klebstoffraupen aufgebracht werden, um eine seitliche Verklebung zum Umschlag oder Hinterklebematerial zu erzielen. Für Broschüren wird ein Umschlag aus dem Vorratsmagazin entnommen. Je nach Art des Umschlags wird dieser 2-mal, 4-mal oder bis zu 6-mal bei Umschlagklappen gerillt. In der Umschlaganpressstation wird der beleimte Buchblock in den Umschlag eingelegt und angepresst. Bei Buchblocks für Festeinbände wird der Rücken nur durch ein Krepppapier

Klebebindung (adhesive binding , perfect binding) Die Definition der Klebebindung ist nach Furier ein Verfahren, bei dem Einzelblätter oder speziell bearbeitete Falzbogen durch einen —> Klebstoff am Rücken verklebt werden und somit einen kompakten und gebrauchsfähigen Buchblock ergeben. Bereits vor langer Zeit wurde versucht, Einzelblätter mittels eines Klebstoffs zu einem Buchblock zu verbinden. Jedoch scheiterten diese Bemühungen am Fehlen eines geeigneten Klebstoffs. Die damals zum Abieimen gehefteter Buchblocks eingesetzten Klebstoffe, in der Regel tierische Leime, bildeten einen zu spröden Klebstofffilm, um einen einigermaßen flexiblen Buchrücken zu erhalten. Sie brachen nach dem Erkalten. Erst die Entwicklung von —> Kunstharzen und deren Einsatz für Klebstoffe gewährleisteten die erforderliche Flexibilität der Klebstofffilme,

159 die für eine Buchherstellung mit verklebten Rücken notwendig war. Die Pionierarbeit auf dem Gebiet der Klebebindung ist Lumbeck zuzuschreiben, der sich mit der Entwicklung eines geeigneten Verfahrens (1939) zeit seines Lebens befasst hat. Aus diesem Grunde wurde lange Zeit das Klebebinden auch mit dem Begriff „Lumbecken" bedacht. Die heutige Verfahrenstechnik der Klebebindung hat mit dem „Lumbecken" nur noch die Einzelblattverarbeitung gemeinsam. Die Klebebindung im industriellen Maßstab wird in 2 Verfahrenstechniken unterteilt: in die Einzelblattverarbeitung und Bogenverarbeitung (Abb. 1).

kerbungen bzw. Aufrauungen die effektive Klebefläche zu vergrößern (Abb. 2).

Durch Abschneiden oder Fräsen der Falzbogen werden sie in Einzelblätter aufgeteilt

Durch Aufrauung und Einkerbung wird die Blattkante freigelegt und die effektive Klebefläche vergrößert

Abb. 2: Schema der verschiedenen Möglichkeiten der Blattkantenbearbeitung Einzelblattverarbeitung

BogenVerarbeitung

Abb. 1: Schema der prinzipiellen Unterschiede zwischen Einzelblatt- und Bogenverarbeitung

Bei der Einzelblattverarbeitung steht in den meisten Fällen nur der Papierquerschnitt als Klebefläche zur Verfügung, wogegen bei der Bogenverarbeitung auch die Papieroberfläche im Falz mit dem Klebstoff in Kontakt tritt. 1) Einzelblattverarbeitung Damit werden alle Verfahren bezeichnet, die durch Abtrennen der Rückenfälze der Falzbogen den Buchblock in Einzelblätter aufteilen. Bei dieser Rückenbearbeitung werden verschiedene Werkzeuge, wie Fräsmesser, Schmirgelscheiben oder -walzen, rotierende Schleifscheiben, Kerbmesser und Aufrauwerkzeuge, in den unterschiedlichsten Kombinationen eingesetzt. Ziel dieser Bemühungen ist es, den Blattquerschnitt des Papiers möglichst sauber freizulegen und durch Ein-

2) Bogenverarbeitung Die Verfahrenstechnik dieser Verarbeitungsgruppe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rückenfalz nicht vollständig entfernt wird, sondern nur bereichsweise, damit der Klebstoff an diesen Stellen die Blattkante verkleben kann, jedoch noch eine Verbindung innerhalb des Falzbogens bestehen bleibt. Hierzu existiert eine Reihe von Verfahren, wovon speziell von einigen —• Buchbindereien entwickelte Verfahren patentiert wurden. Dies sind z.B. Flexstabil-Bindetechnik, PerfoBindetechnik, Rückeneinkerb-Bindetechnik oder „Otabind"-Bindetechnik und andere spezielle Bindetechniken. Weitere Varianten der Bogenverarbeitung sind die ViertelbogenBindetechnik und das Fadensiegeln. Bei der Viertelbogen-Bindetechnik wird ein nur einmal gefalzter Bogen (Viertelbogen) mit dem Klebstoff im Falz als Buchblock verbunden. Beim Fadensiegeln wird in der —•Falzmaschine während des letzten Falzbruchs ein siegelfähiger Faden in den Bogen als Klammer eingebracht, wodurch die Verbindung

160 innerhalb der Bogenlagen entsteht. Die einzelnen Falzbogen werden durch den Klebstofffilm verbunden. 3) Klebstoffe für die Klebebindung Für die manuelle Klebebindung werden aufgrund der Verarbeitbarkeit heute nur Dispersionsklebstoffe verwendet. Für die industrielle Klebebindung können in den —• Klebebindemaschinen 3 unterschiedliche Klebstoffsysteme je nach Maschinentechnik verwendet werden: • • •

Dispersionsklebstoffe Schmelzklebstoffe (Hotmelts) Polyurethanklebstoffe (PUR).

•

Die Beurteilung der Bindefestigkeit klebegebundener Bücher erfolgt aufgrund von Erfahrungswerten und ist nicht einheitlich genormt. Eine bislang gebräuchliche Rangfolge für die Bindefestigkeit besteht für die Blattausreißfestigkeit, in der der Pullwert herangezogen wird: •

Die Klebstoffe werden teilweise in verschiedenen Filmdicken aus unterschiedlichen Klebstoffbecken aufgetragen und werden z.T. untereinander kombiniert, wofür jedoch speziell aufeinander abgestimmte Klebstoffe notwendig sind. Die Klebstoffe werden über Walzensysteme auf den vorbereiteten Buchrücken aufgetragen. Der beleimte Buchblock wird anschließend entweder mit Krepppapier abgedeckt (gefâlzelt) oder in einen Umschlagkarton eingehängt. Nach der darauf folgenden Trocknung ist die Klebebindung abgeschlossen. Die Festigkeit von Klebebindungen hängt von vielen Einflussgrößen ab. Die wichtigsten Parameter für die Bindefestigkeit sind die Ausführung der Rückenbearbeitung sowie der verwendete Klebstoff. Zur Festigkeitsprüfung der Klebebindung sind 3 verschiedene Prüfverfahren gebräuchlich: •

•

Blattausreißfestigkeit (Pulltest): Hier wird ein Einzelblatt senkrecht aus dem Buchblock herausgezogen und die dafür benötigte Kraft gemessen. Die maximale Zugkraft wird auf die geklebte Blattlänge (Buchhöhe) bezogen und die Festigkeit als Pullwert in [N/cm] angegeben. Blattwendefestigkeit (Flex-Test): Hier wird ein Einzelblatt aus dem Buchblock mit einer Vorkraft belastet und unter definiertem Winkel einer dynamischen Wendebewegung ausgesetzt. Die Anzahl der

Wendebewegungen ist ein Maß für die Festigkeit der Klebebindung. Schrägzugtest: Hierbei wird ein Einzelblatt unter einem Winkel von 45° mit einer Zugkraft beansprucht und die Maximalkraft zum Ausriss des Blattes bestimmt.

• • •

nicht ausreichende Festigkeit: ausreichende Festigkeit: gute Festigkeit: sehr gute Festigkeit:

< 4,5 N/cm 4,5 - 6,2 N/cm 6,2 - 7,2 N/cm > 7,2 N/cm

Diese Festigkeitsbewertung ist allerdings in jüngster Zeit in die Diskussion gekommen, und es wurden Modelle erstellt, die die Einflüsse auf die Festigkeit der Klebebindung objektiv mit berücksichtigen. Für die Beurteilung der Blattwendefestigkeit (Flex-Test) und des Schrägzugtests bestehen derzeit keine entsprechenden Rangfolgen. Literatur: Furier, Α.: Technologie der Klebebindung. Stuttgart: Deutscher Drucker Verlagsgesellschaft, 1971, 306 S. MZ

Klebelacke (solvent varnish) Unter der Bezeichnung Klebelacke werden Lösungen eines Klebstoffrohstoffs in organischen Lösemitteln verstanden. Für die Klebung von luftundurchlässigen Substraten finden auch heute noch gelegentlich lösemittelhaltige —• Klebstoffe Verwendung. Die für den Klebstoff eingesetzten —• Kunstharze sind in den Lösemitteln vollständig aufgelöst und bilden erst nach deren Verdunstung eine zusammenhängende Klebeschicht. Die Klebelacke haben jedoch in den vergangenen

161 Jahren zunehmend an Bedeutung verloren, seit durch die Verschärfung der Emissionsgesetze eine allgemeine Abkehr von organischen Lösemitteln festzustellen ist. Für die Klebung luftundurchlässiger Werkstoffe wurden andere anaerobe Klebstoffe entwickelt, die unter vollständigem Luftabschluss aushärten. SD

Kleben (bonding) Nach D I N 16920 ist das Kleben ein Fügeverfahren unter Verwendung eines —• Klebstoffs. Das Kleben ist wie das Schweißen oder —• Heißsiegeln den stoffschlüssigen Fügeverfahren zuzuordnen und stellt das mit Abstand am häufigsten eingesetzte Verbindungsverfahren in der Papierverarbeitung dar. Verfahrenstechnisch lässt sich das Kleben in 3 Teilprozesse zerlegen: 1) Vorbehandlung In einigen Fällen, insbesondere bei mit Kunststoff beschichteten oder kaschierten Papieren und Kartons, ist eine Vorbehandlung der Klebestelle erforderlich. Dabei wird z.B. durch —• Corona-Behandlung die Oberflächenenergie der Fügeteile erhöht oder durch Aufrauen die wirksame Kontatktfläche zwischen dem Fügeteil und dem Klebstoff vergrößert. 2) Durchführung Die Durchführungsphase, in der die Klebschicht gebildet wird, setzt sich aus 2 aufeinander folgenden Teilschritten zusammen, nämlich dem Auftragen des Klebstoffs auf das Fügeteil (Bilden des Klebstofffilms) und der Vereinigung der Fügeteile (Bilden der Klebschicht). Zwischen beiden Teilschritten vergeht eine gewisse Zeit, die mit offener Wartezeit bezeichnet wird. Beide Teilschritte sind dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff die Klebeflächen benetzt und z.T. Komponenten des Klebstoffs in die Fügeteile penetrieren.

3) Fixierungsphase In der Fixierungsphase wird die Klebschicht unter Einwirkung von Pressdruck soweit verfestigt, dass anschließend bestimmungsgemäße Belastungen durch die Verklebung aufgenommen werden können. Die Zeit zwischen der Durchführungsphase und der Fixierungsphase wird als geschlossene Wartezeit bezeichnet. Eine besondere Art des Klebens stellt das Haftkleben dar. Hierbei handelt es sich um ein Klebeverfahren, bei dem auf einem Fügeteil, z.B. auf einem —> Etikett oder einem Selbstklebeband, bereits ein mehr oder weniger verfestigter Klebstofffilm vorliegt, der nach beliebiger Zeit schon unter geringem Druck auf dem zweiten Fügeteil haftet. AN

Klebenahtfestigkeit (bond strength) Als Klebenahtfestigkeit wird der Widerstand bezeichnet, den eine Verklebung einer äuße-

Scherkräfte

Zugkräfte

Schälkräfte

Belastungsformen an einer Laschenklebung

162 ren Kraft maximal entgegensetzt. Beim Überschreiten der Klebenahtfestigkeit kommt es zum Zerstören des Papier- oder Kartongefüges, zum Ablösen des Klebstofffilms von der Fügeteiloberfläche (Adhäsionsbruch), zum Spalten des Klebstofffilms (Kohäsionsbruch) oder zu einer Kombination davon. Die Klebenahtfestigkeit hängt ab von den Papiereigenschaften, den Klebstoffeigenschaften, der Klebungsgeometrie und der Belastungsform. In nachfolgender Abbildung sind die unterschiedlichen Belastungsformen an einer Laschenklebung dargestellt. Laschenklebungen besitzen die höchste Festigkeit, wenn sie tangentialen Scherspannungen oder Zugspannungen ausgesetzt sind. Kritische Belastungsformen für Laschenklebungen sind Schälkräfte, die zu einer Spannungskonzentration an den Kanten der Klebschichten fuhren. AN

Klebende Verunreinigungen (stickies) —• Stickies

Klebestreifen (adhesive tape) Klebestreifen sind Papierstreifen, überwiegend aus —•Kraftpapier, ggf. verstärkt, die mit einer durch Wasser oder Wärme reaktivierbaren Beschichtung, der Gummierung (—> Gummieren), versehen sind. Zur Erhöhung der Einreißfestigkeit werden Klebestreifen durch —> Kaschieren von längsoder wellenförmig verlaufenden Fäden verstärkt. Eine weitergehende Festigkeitserhöhung wird durch Einbetten von Glasfilamentgarnen zwischen 2 Papierlagen erreicht. Klebestreifen finden vor allem Anwendung bei der Herstellung und beim Verschließen von Wellpappeschachteln. AN

Klebstoff (adhesive) Nach D I N 16920 versteht man unter einem Klebstoff einen nichtmetallischen Stoff, der Fügeteile durch Flächenhaftung (Adhäsion)

und innere Festigkeit (Kohäsion) verbinden kann. Klebstoff ist ein Oberbegriff und schließt andere gebräuchliche Begriffe für Klebstoffarten ein, die nach physikalischen, chemischen oder verarbeitungstechnischen Gesichtspunkten gewählt wurden, wie z.B. Leim, Kleister, Dispersionsklebstoff oder Schmelzklebstoff. Adhäsion beruht auf intermolekularen, anziehenden Wechselwirkungskräften, die zwischen den Klebstoffmolekülen und den zu verklebenden Oberflächen wirken. Im Fall von Papier und Karton sind diese Wechselwirkungskräfte Nebenvalenzkräfte, deren Merkmal ihre sehr kurzen Reichweiten sind. Der Klebstoff muss deshalb im Applikationszustand in einer Form vorliegen, die es den Klebstoffmolekülen ermöglichen, sich im molekularen Maßstab an die Klebeflächen anzunähern. Diese Anforderungen können nur mit einem flüssigen Klebstoff erfüllt werden, der die Klebefläche benetzt. Eine Ausnahme bilden Haftklebstoffe, bei denen eine Zwangsbenetzung unter Druck stattfindet. Kohäsion beruht auf intermolekularen, anziehenden Wechselwirkungskräften zwischen den Klebstoffmolekülen untereinander. Das Kohäsionsvermögen eines Klebstoffs wird im Wesentlichen von der Länge der Klebstoffmoleküle und ihrer dreidimensionalen Vernetzung bestimmt. Die wichtigsten, in der Papier- und Pappenverarbeitung eingesetzten Klebstoffe sind nachfolgend beschrieben: 1) Dispersionsklebstoffe Unter einem Dispersionsklebstoff versteht man ein zweiphasiges System, das im Wesentlichen aus dem Dispergiermittel Wasser und einer unlöslichen dispergierten Phase in Form kleiner, kugelförmiger Kunststoffpartikel besteht. Zusatzstoffe wie klebrige Harze verbessern das Adhäsionsvermögen. Als Kunststoff für Dispersionsklebstoffe wird am häufigsten Polyvinylacetat eingesetzt. Die Partikel besitzen eine typische Größe von etwa 1 μηι. Wegen der Lichtstreuung an den Partikeln erscheint eine Dispersion weiß. Die Filmbildung von Dispersionsklebstoffen er-

163 folgt durch —• Penetration des Wassers in das saugfähige Fügeteil und anschließende Verformung und Zusammenfließen der Kunststoffpartikel unter Wirkung des Kapillardrucks. Die Vorteile eines Dispersionsklebstoffs sind der hohe Feststoffgehalt bei niedriger —• Viskosität, die einfache Applikationsmöglichkeit und die physiologische Unbedenklichkeit. Nachteilig sind die relativ langen Abbindezeiten. 2) Schmelzklebstoffe Schmelzklebstoffe, auch als —• Hotmelts bezeichnet, werden insbesondere dann eingesetzt, wenn für das Abbinden im Klebeprozess nur sehr kurze Zeiten zur Verfügung stehen. Ein Schmelzklebstoff besteht in der Regel aus folgenden Bestandteilen: Bindemittel (in den meisten Fällen Ethylenvinylacetat) als kohäsive Komponente, Harz als adhäsive Komponente, Wachs zur Erniedrigung der Schmelzviskosität und —> Antioxidantien, um die Schmelze gegen oxidativen Abbau zu schützen. Das Abbinden eines Schmelzklebstoffs erfolgt durch Abkühlen der Schmelze und Übergang in den festen Aggregatzustand. Die Vorteile eines Schmelzklebstoffs sind die kurze Abbindezeit sowie das breite Eigenschaftspektrum durch verschiedene Rezepturen, nachteilig ist der hohe Aufwand für die Applikation. 3) Stärkeklebstoffe Stärkeklebstoffe erhält man, wenn —• native Stärke in Wasser unter Temperaturzufuhr gelöst wird. Nach Überschreiten der Aktivierungsenergie bildet sich eine kolloidale Lösung, die auch als verkleisterte Stärke, —> Stärkekleister oder einfach Kleister bezeichnet wird. Charakteristisch für den Verkleisterungsvorgang ist ein sprunghafter Anstieg der Viskosität. Das Abbinden eines Stärkeklebstoffs erfolgt durch Wasserentzug mit anschließender Filmbildung. Die Eigenschaften von Stärke lassen sich durch Modifikation des Stärkemoleküls in weiten Grenzen verändern. Angewendet werden Stärkeklebstoffe vor allem in der Herstellung von —• Wellpappe, —* Papiersäcken, —• Hülsen und Rundgefäßen. Der Vorteil von Stärke-

klebstoffen liegt vor allem im Preis und der einfachen Handhabung; von Nachteil sind lange Abbindezeiten und niedrige Feststoffgehalte. Weitere Klebstoffe, die in der Papierverarbeitung Anwendung finden, sind: —> Kasein (Flaschenetikettierung), —• Glutin (Buchdeckenfertigung), reaktive Polyurethan- Klebstoffe (Buchbinden). AN

Kleinformat-Querschneider (cut-size sheet cutter) Kleinformat-Querschneider sind ein Bestandteil von Kleinformatstraßen. Das sind komplette Maschinenstraßen zur Herstellung von —• DIN-Formaten einschließlich Einriesen, Verpacken in Kartonagen und Abstapeln. Die Kleinformat-Querschneider sind nur für das Schneiden von 1 bis 2 Formaten (DIN A4 und A3 oder entsprechende Zollformate) eingerichtet. Sie sind ausgestattet mit einer —> Gleichlauf-Quermesserpartie mit nur einem Messer auf der Messertrommel. Sie produzieren Stapel von meist 500 Blatt (—• Ries), die dann anschließend auf der Fertigungsstraße eingeriest und zu 5 oder 10 Riesen in eine Kartonage verpackt werden, die dann auf eine Palette gestapelt wird. K T

Klimaanlage (air condition) Klimaanlagen sind für die —• Papierprüfung zur Erzeugung und Aufrechterhaltung des —• Normalklimas unentbehrlich, da Papier ein —•hygroskopisches Material ist, dessen —• Feuchtegehalt von der Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft abhängt. Der Feuchtegehalt von Papier beeinflusst das Niveau zahlreicher physikalischer Eigenschaften, wie vor allem die Festigkeitseigenschaften (z.B. —> breitenbezogene Bruchkraft oder —> Weiterreißarbeit). Damit bei der physikalischen Papierprüfung vergleichbare und reproduzierbare Prüfergebnisse erzielt werden, muss das Papier vor der Prüfung im Normalklima - in der Papierprüfung meistens 23° C und eine —> relative Luftfeuchtigkeit von 50 % - ins

164 Feuchtegehalt-Gleichgewicht gebracht werden. Anschließend werden die verschiedenartigen Prüfungen ebenfalls im Normalklima durchgeführt. Das bedeutet, dass die entsprechenden Prüfgeräte im Normalklima stehen müssen. Aus Platzgründen ist es daher notwendig, für die Papierprüfung einen gesamten Raum zu klimatisieren. In diesen Klimaräumen oder Klimazellen werden durch lüftungstechnische Anlagen die Lufttemperatur und die relative Luftfeuchtigkeit entsprechend den vorgegebenen Werten automatisch geregelt, so dass sie in einem sehr engen Toleranzbereich konstant bleiben. Der für die Papierprüfung zulässige Toleranzbereich ist in D I N EN 20187 festgelegt und beträgt bei der Lufttemperatur ± 1° C und bei der relativen Luftfeuchtigkeit ± 2 %. Die Anforderungen an Klimaanlagen sind in DIN 1946 definiert. Eine Klimaanlage besitzt Einrichtungen zum Reinigen, Erwärmen, Kühlen, Befeuchten und Entfeuchten der Zuluft sowie ein Regelsystem. Die Regelgrößen sind dabei die Lufttemperatur und die Luftfeuchtigkeit, da andere Größen schwierig zu messen sind. Zuluft gelangt vom Klimaaggregat durch Zufuhrleitungen und im Raum angebrachte Luftauslässe in die Klimazelle bzw. den Klimaraum. Gleichzeitig verlässt Abluft den Raum, von der ein Teil ins Freie abgeblasen wird. Der Rest wird als Umluft in einer Mischkammer mit Außenluft gemischt. Die Mischluft wird im Klimaaggregat aufbereitet und wieder dem Klimaraum zugeführt. Im Klimaraum befinden sich Messfühler für die Lufttemperatur und die Luftfeuchtigkeit. Bei Abweichungen vom gewünschten Zustand greift die Regelung ein. Theoretisch können in einer Klimazelle bzw. in einem Klimaraum mit einer geeigneten Klimaanlage die physikalischen Größen der Luft in allen Stufen zwischen tropischem und polarem Klima eingestellt werden, um unter derartig extremen Klimabedingungen mechanische Papiereigenschaften zu prüfen. WS

Klimatisierung (conditioning) Papier ist ein —• hygroskopisches Material, dessen —> Feuchtegehalt von der —• relativen Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft abhängt. Damit bei der physikalischen Papierprüfung vergleichbare und reproduzierbare Prüfergebnisse erzielt werden, muss das Papier vor der Prüfung im —• Normalklima (23° C und eine relative Luftfeuchtigkeit von 50 %) ins Feuchtegehalt-Gleichgewicht gebracht werden. Dieser Vorgang wird Klimatisierung genannt. Dabei ist jedoch nicht gleichgültig, ob sich das Feuchtegehalt-Gleichgewicht durch —•Adsorption oder Desorption von Feuchtigkeit einstellt. Die Adsorptions- und Desorptionsisotherme ( - * Sorptionsisotherme) von cellulosehaltigen Stoffen weist eine Hysterese auf. Dadurch variiert der Feuchtegehalt eines Papiers, das sich im Feuchtegehalt-Gleichgewicht mit einem vorgegebenen Prüfklima befindet, je nachdem, ob das Gleichgewicht durch Adsorption oder Desorption der Feuchte erreicht wird. D I N EN 20187 empfiehlt, die Gleichgewichtsbedingungen durch Adsorption zu erreichen. Die Proben werden daher 24 h in Luft mit einer relativen Luftfeuchtigkeit zwischen 10 und 35 % und bei einer Temperatur nicht über 40° C vorgetrocknet. Im Anschluss an die Vortrocknung wird das Papier zum Erreichen des GleichgewichtsFeuchtegehalts im Normalklima so aufgehängt, dass der Luftstrom der Klimaanlage zu seinen Oberflächen freien Zugang hat. Der Gleichgewichts-Feuchtegehalt ist erreicht, wenn die Ergebnisse von 2 aufeinander folgenden Wägungen, die mehr als 1 h auseinander liegen müssen, um nicht mehr als 0,25 % der Masse abweichen. Für Papier ist normalerweise eine Klimatisierung von 4 h ausreichend. Eine Ausnahme bilden Papiere mit einer hohen —» flächenbezogenen Masse, die mindestens 5 bis 8 h klimatisiert werden müssen. Auch Pappen mit einer höheren flächenbezogenen Masse und speziell behandelte Materialien müssen eine längere Klimatisierung von 48 h oder mehr erfahren.

165 vom —• Faserstoff aufzuwendende elektrische Energie in [kWh/t] ist bei allen Dispergiermaschinen abhängig von Stoffdichte und Temperatur des Stoffs sowie von Art und Umfangsgeschwindigkeit der eingesetzten Garnituren. Um die zum Dispergieren erforderliche Energie in den Faserstoff ohne morphologische Faseränderungen (z.B. ohne Faserkürzung) einbringen zu können, muss die Stoffdichte zwischen 25 und 35 % liegen. Das bedeutet, dass bei Einbindung einer Dispergierstufe in eine Altpapieraufbereitungsanlage eine entsprechende —> Entwässerung vorgeschaltet werden muss, die meist auch zur Kreislaufwassertrennung benutzt wird, da auf hohe Stoffdichten entwässert wird. Um eine bestimmte Temperatur beim Dispergiervorgang zu erreichen, wird der Stoff mit —> Heizdampf direkt beaufschlagt. Durch die Kondensation des Dampfs am Stoff sinkt dessen Stoffdichte um einige Prozente, was bei der Einstellung der Entwässerungsstoffdichte berücksichtigt werden muss. Für das Aufheizen des Stoffs wird meist eine rohrartige Vorrichtung benutzt, in der durch Schnecken oder Flügel der Stoff umgewälzt Klinge wird und die Krümel möglichst immer wieder (blade) neu zerkleinert werden, um dem Dampf Bezeichnung für eine —> Rakel aus Band- möglichst viel Kondensationsoberfläche zu stahl, auch —• Stiff Blade oder —• Bent Blade bieten. genannt. KT

Die unterschiedliche Dauer der in der Norm vorgeschriebenen Klimatisierung wird vom Ausmaß und der Geschwindigkeit des Feuchtigkeitsaustauschs der Papiere mit der Luft bestimmt. Das Ausmaß des Feuchtigkeitsaustauschs hängt von der Stoffbeschaffenheit der Papiere ab. Die —• Hemicellulosen sind hygroskopischer als —• Cellulose. Daher liegt der zu einer bestimmten relativen Luftfeuchtigkeit gehörende Feuchtegehalt eines Papiers umso höher, je mehr Hemicellulosen die verwendeten Faserstoffe enthalten. Weiterhin sinkt der Feuchtegehalt eines Papiers mit zunehmendem Gehalt an nichthygroskopischem Material, wie z.B. —• Füllstoffe. Die —• Mahlung eines Faserstoffs spielt fur das Ausmaß des Feuchtigkeitsaustauschs nur eine untergeordnete Rolle. Die Geschwindigkeit des Feuchtigkeitsaustauschs wächst mit dem zwischen Luft und Papier vorhandenen Gefalle der Wasserdampf-Teildrücke. Durch strömende Luft wird die Geschwindigkeit des Feuchtigkeitsaustauschs wesentlich vergrößert. WS

Einlauf Klischee (letterpress printing form) Nur noch im —• Flexodruck (früher allgemein) angewandte Bezeichnung für Hochdruckform. DO y

Kneter (kneader) Kneter wie auch —• Disperger sind Maschinen, die im Zuge der —> Altpapieraufbereitung durch Scherkräfte dank hoher —• Stoffdichte bevorzugt das Zerkleinern (—• Dispergieren) viskoser Partikel (z.B. —•Druckfarben, —• Wachs, —• Bitumen) im —> Altpapierstoff ermöglichen. Die beim Dispergieren

v · "

I

Auslauf Kneter

Oberflächenspannung) auf. Bei Gasen ist ihre Wirkung erst bei sehr starker Abkühlung bzw. großem Druck, wenn also der Abstand zwischen den Molekülen klein genug ist, feststellbar. Im Gegensatz dazu werden Anziehungskräfte zwischen Molekülen zweier verschiedener Stoffe Adhäsionskräfte genannt (z.B. zwischen —• Klebstoff und Papier). Sie können zwischen festen Körpern, festen Körpern und Flüssigkeiten sowie zwischen festen Körpern und Gasen (—• Adsorption) wirken. EI Kohlefreies Durchschlagpapier (carbonless copy paper) —• Durchschlagpapier

Kohlendioxid (carbon dioxide) Kohlendioxid ist das Anhydrid der Kohlensäure und wird fälschlich auch als Kohlensäure bezeichnet. Es ist ein farbloses, unbrennbares, geruchloses Gas mit der chemischen Formel CO2 und der Molmasse 44,01.

174 Kohlendioxid kann schon bei 20° C durch einen Druck von 5,54 MPa zu einer farblosen, leicht beweglichen Flüssigkeit verflüssigt werden. Bei der Druckminderung kühlt es sich infolge der hohen Verdampfungswärme auf etwa -80° C ab, so dass fester Kohlensäureschnee entsteht. Das feste Kohlendioxid ist als Trockeneis im Handel bzw. bildet sich bei der Benutzung von Kohlendioxid-Feuerlöschmitteln (Kohlensäurelöscher). Kohlendioxid löst sich unter Druck in Wasser (pro bar Druckerhöhung um 1 Liter Gas in einem Liter Wasser), was bei der Herstellung moussierender Getränke benutzt wird. Als energetisch stabilste KohlenstoffVerbindung spielt das Kohlendioxid eine Hauptrolle im Kohlenstoff-Kreislauf der Natur. Durch Assimilation wird es zusammen mit Wasser von Pflanzen mithilfe der Sonnenenergie bei der —> Fotosynthese in —• Kohlenhydrate überführt, wobei —• Sauerstoff frei wird. Die Kohlenhydrate werden von tierischen Organismen als Nahrung aufgenommen, wieder zu Kohlendioxid und Wasser abgebaut und durch Atmung an die Außenluft abgegeben bzw. in —» Biomasse umgewandelt. Diese liefert beim aeroben Abbau ebenfalls Kohlendioxid, das entweder in die Atmosphäre abgegeben oder in Wasser gelöst wird, aus dem es als Carbonatgestein sedimentieren kann. Die irdische Lufthülle enthält ca. 2,3 · IO 1 2 1 Kohlendioxid, in den Ozeanen findet sich etwa 50-mal so viel (1,3 · 10 1 4 t), teils gelöst, teils in Carbonai- bzw. HydrogencarbonatForm. In chemisch gebundener Form kommt Kohlendioxid in riesigen Mengen in den Carbonaten vor, zu denen u.a. —• Kalk (—> Caliumcarbonat) und —• Soda gehören. Durch die Assimilation der grünen Pflanzen (Fotosynthese) werden jährlich der Luft ca. 6 · 1 0 1 0 t Kohlendioxid entzogen, doch wird nahezu die gleiche Menge durch Atmung von Menschen, Tieren und Mikroorganismen (Dissimilation) und Verwesung wieder frei. Der Gehalt der Atmosphäre an Kohlendioxid nimmt aber vorwiegend durch den Verbrauch fossiler Brennstoffe und die Rodung tropischer Wälder zu (Gehalt an Kohlendioxid in

der Atmosphäre bis ca. 1800: 280 ppm; 1960: 317 ppm; 1990: 354 ppm). Kohlendioxid trägt dadurch zur Erwärmung der Erdatmosphäre bei, indem es die durch das Sonnenlicht an der Erdoberfläche entstehende Wärmestrahlung absorbiert. Um die vielfältigen gefährlichen Folgen des zunehmenden Treibhauseffekts abzuwenden, müssen die Kohlendioxid-Emission verringert (weniger Verbrauch an fossilen Brennstoffen) und die Fixierung verstärkt werden (Aufforstung). Die Verwendung von nachwachsenden Rohstoffen wirkt der Steigerung des Kohlendioxidgehalts entgegen, die thermische Nutzung von Biomasse ist C0 2 -neutral. GU

Kohlenhydrate (carbohydrates) Kohlenhydrate, auch Kohlehydrate genannt, ist eine Sammelbezeichnung für die am weitaus stärksten verbreiteten Naturstoffe Polyhydroxyaldehyde (Aldosen) und Polyhydroxyketone (Ketosen) sowie höhermolekularer Verbindungen, die sich aus solchen Bausteinen aufbauen. Sie werden durch die Summenformel C n H2 n O n beschrieben. Rein formal entsprechen diese Hydraten (Wasseranlagerungsverbindungen) des Kohlenstoffs (C n e nH 2 0), woraus sich der Name Kohlenhydrat herleitet. Es handelt sich aber nicht um Hydrate, sondern um Hydroxyverbindungen. Struktur von Kohlenhydraten: CH=0 (ÇHOH) CH2OH

Aldose

CH2=H I

c=o

( Cellulose und —• Stärke) bezeichnet. GU

175 Kohlenstoff (carbon) Kohlenstoff ist ein nichtmetallisches Element, das mit dem chemischen Symbol C bezeichnet wird, die Ordnungszahl 6 hat und dessen Atomgewicht 12,011 beträgt. Kohlenstoff ist Basis und Bestandteil aller organischer Verbindungen. Die C-Atome haben die Fähigkeit, sich miteinander zu Ringen (cyclische Verbindungen, Benzol-Ring) oder langen, geraden oder verzweigten Ketten (z.B. —• Paraffine, Polyethylen) zu vereinigen, ferner Mehrfachbindungen zu anderen Atomen zu knüpfen, wodurch die ungeheure Mannigfaltigkeit von weit über 6 Mio bekannter organischer Verbindungen entsteht. Für die Kohlenstoff-Verbindungen haben sich zahllose spezifische Analysenverfahren eingebürgert, für Umweltaspekte ist oft der Gesamtgehalt an organischen Kohlenstoff-Verbindungen interessant (—• Abwasser, - > TOC). Kohlenstoff kommt elementar rein in 2 Modifikationen vor:

Literatur: Römpp Lexikon Chemie. Stuttgart, New York: Georg Thieme Verlag, 1996 GU

Kohlenstoffkreislauf (carbon cycle) Der Kohlenstoffkreislauf beschreibt den Austausch von —• Kohlenstoff zwischen den Reservoiren Atmosphäre, —• Biosphäre, Hydrosphäre und Lithosphäre. Im Wesentlichen ist er gekennzeichnet durch 2 Zyklen, die den ständigen Austausch von atmosphärischem —> Kohlendioxid mit dem Kohlendioxid aus —> Biomasse und aus Oberflächenwasser der Ozeane kennzeichnen. Der Kohlenstoffgehalt der verschiedenen Reservoire ist in der folgenden Abbildung angegeben. Die Atmosphäre enthält etwa 740 Mrd t Kohlenstoff. Der Kohlenstoffgehalt in der gesamten Biomasse der Erde macht etwa 800 Mrd t aus. Ungefähr 40 % des gesamten pflanzlichen Kohlenstoffs sind in den tropischen Regenwäldern gespeichert, weitere 15 % in laubabwerfenden tropischen Wäldern. Die Wälder aller Breiten enthalten fast • Diamant (Dichte: 3,51 ; Härte: 10) 90 % des in der terrestrischen und marinen • Graphit (Dichte: 2,1 -2,3 ; Härte: 1 ). Biomasse gespeicherten Kohlenstoffs. Ein noch größeres Reservoir bildet die organische Schmelzpunkt: > 3 550° C. Kohlenstoff entMaterie des Erdbodens, hauptsächlich in steht als schwarzer Kohlenstoff bei der ZerForm von —• Humus und Torf. Schätzungen setzung von Kohlenstoff-Verbindungen unter bewegen sich zwischen 1 000 Mrd t und Luftabschluss bei hoher Temperatur: —• Aktivkohle, Koks, Holzkohle, Kohlen- 3 000 Mrd t. Die Ausdehnung der Landwirtstaub, Tierkohle, —> Ruß, Glanz- Kohlenstoff. schaft auf ehemals humusreichen Böden, die Trockenlegung von Sümpfen und Mooren Etwa 0,09 % der obersten 16 km der Erdbeschleunigen den Humuszerfall. Das dabei kruste besteht aus Kohlenstoff. Er steht damit freigesetzte Kohlendioxid gelangt in das atin der Häufigkeitsreihe der Elemente an mosphärische Kohlenstoffreservoir. 13. Stelle. Die in den Ozeanen gespeicherte KohlenIn geringem Maß - wenn man von der stoffmenge wird auf etwa 40 000 Mrd t geKohlendioxid- und Kohlenmonoxid-Belasschätzt. Die Ozeane stellen somit das größte tung der Atmosphäre absieht - tritt KohlenReservoir dar. Allerdings ist die Geschwinstoff als umweltbelastender Stoff in Form digkeit des Kohlenstoffaustauschs zwischen von Ruß oder Kohlenstaub in Erscheinung. den Ozeanen und der Atmosphäre sehr geA m häufigsten kommt Kohlenstoff in Form ring. Am schnellsten geht der Austausch zwider Salze der Kohlensäure als Carbonate (—» Kalk, —> Kreide, Marmor, —» Soda, Do- schen der Atmosphäre und der oberen Waslomit u.v.a.) vor. serschicht (ca. 100 m) vor sich. Diese Oberflächenwasserschicht enthält etwa 600 Mrd t Kohlenstoff in Form von gelöstem Kohlendioxid. Im Vergleich zum Kohlenstoffgehalt

176

Erdreich Humus, Torf 1720

Fossile Brennstoffe 5000-10 000

Globale Kohlenstoff-Flüsse und Reservoire (Zahlen in Milliarden Tonnen Kohlenstoff)

der terrestrischen Biomasse ist der Kohlenstoffgehalt der ozeanischen Biomasse unbedeutend; er liegt unter 2 Mrd t. Über 150 Mrd t Kohlenstoff werden jährlich zwischen der Atmosphäre und der Biosphäre ausgetauscht. Dies entspricht ungefähr 20 % des Kohlendioxids der Atmosphäre. Aufgenommen wird dieses Kohlendioxid von Pflanzen und —* Mikroorganismen zur —• Fotosynthese. Die Ozeane stellen eine Kohlenstoffsenke dar. Sie nehmen jährlich etwa 3 Mrd t Kohlenstoff aus der Atmosphäre auf. Nur etwa 4 % des jährlich in die Atmosphäre emittierten Kohlendioxids sind anthropogenen Ursprungs, verursacht durch die Zerstörung tropischer Regenwälder und die Verbrennung fossiler Brennstoffe. Letztlich sind aber diese etwa 7 Mrd t Kohlenstoff für die Störung des Fließgleichgewichts zwischen Atmosphäre, Biosphäre und Hydrosphäre verantwortlich (—> Treibhauseffekt). Zur Abgrenzung des aus Biomasse gebildeten anthropogenen Kohlendioxids von bei der Verbrennung fossiler Energieträger (Erdöl, —> Erdgas, Stein- und Braunkohle) freiwerdendem Kohlendioxid haben sich die Begriffe biogenes Kohlendioxid und fossiles Kohlendioxid eingebürgert.

Literatur: Hamm, U.; Göttsching, L.: C0 2 -Haushalt Wie wird er von der deutschen Zellstoff- und Papierindustrie beeinflußt? Das Papier 46 (1992), Nr. 10 A, V 5 3 - V 6 4 N.N.: Atmosphäre, Klima, Umwelt. Heidelberg: Spektrum-der-Wissenschaft-Verlagsgesellschaft, 1990 HA

Kohlenwasserstoffe (hydrocarbons) Als Kohlenwasserstoffe wird eine Gruppe von chemischen Verbindungen bezeichnet, die nur aus den Elementen Kohlenstoff und Wasserstoff aufgebaut sind. Gesättigte Kohlenwasserstoffe (Alkane oder —> Paraffine) bestehen aus einem Kohlenstoffgerüst, das nur Einfachbindungen enthält, während ungesättigte Kohlenwasserstoffe Mehrfachbindungen aufweisen (Doppelbindungen bei Alkenen (Olefinen), Dreifachbindungen bei Alkinen (Acetylenen)). Ringförmige Kohlenwasserstoffe mit konjugierten Doppelbindungen werden Aromaten genannt.

177 H-(CH2)n-H Alkane (H;R)

(R;H)—CH=CH—(H;R) Alkene (R;H)—C=C—(H;R) Alkine

(R;H)Cj^(:(H;R)

bepapier (z.B. bei Formularsätzen) oder als Durchschlag bei Schreibmaschinenarbeiten wird zunehmend durch effizientere, nicht abfärbende, kohlefreie Papiere ersetzt (—• Selbstdurchschreibepapiere). Jahresproduktion (Europa): ca. 65 0001. RH

(R;H)c!w!c(H;R) (H;R)

R=Kohlenwasserstoffrest

Aromaten Kurzkettige Kohlenwasserstoffe sind gasformig (—• Methan, Ethan, Propan, Ethen (Ethylen), Ethin (Acetylen)), Verbindungen mit mittlerer Kettenlänge (ca. 4 bis 20 Kohlenstoffatome pro Molekül, enthalten in Benzin, Leicht- bis Schweröl) sind flüssig und längerkettige fest (Paraffinwachse). Kohlenwasserstoffe kommen vor allem in Erdöl und —> Erdgas vor, werden daraus durch Raffination in mehr oder weniger reiner Form gewonnen und dienen vor allem als Brenn- und Kraftstoffe sowie als Basisrohstoffe für die chemische Industrie. In Pflanzen finden sich Kohlenwasserstoffe als Kautschuke und in Form von zyklisch aufgebauten Terpenen (—> Extraktstoffgehalt, —> Terpentin). Letztere bilden den Hauptanteil der unverseifbaren Bestandteile des Tallöls. GU

Kohlepapier (carbon paper) Farbschichtträger aus Papier oder Folie, der unter mechanischem Druck von Schreibmaschinen und anderen Maschinen mit Schrifttypen seine Farbschicht an eine andere Unterlage abgibt (DIN 6730). Kohlepapiere sind ein- oder beidseitig mit einer Mischung von Wachsen, Glyzerin und Farbstoffen beschichtete schwarze oder farbige Karbonrohpapiere. Der Beschichtungsauftrag liegt im Allgemeinen zwischen 10 und 14 g/m 2 . Vereinzelt erfolgt die Beschichtung mit dem Farbstoff-Wachsgemisch auch bei höhergewichtigen Papieren (z.B. bei Fahrkarten). Der eigentliche Einsatzzweck dieser Papiere als Durchschrei-

Kolbenpumpe (piston pump) —> Pumpe

Kollationieren (collating) In der —> Buchbinderei wird die Kontrolle der gefalzten und zusammengetragenen Bogen oder Blätter auf Vollständigkeit und richtige Reihenfolge als Kollationieren (lat.: collatio = zusammentragen) bezeichnet. Im —» Werkdruck wird hierzu zwischen der ersten und der letzten Seite eines Buchbinderbogens im Bundsteg in bestimmter Höhe eine kurze fette Linie, die Flattermarke, aufgebracht (Abb.). Bei jedem folgenden Bogen ist die Flattermarke um die eigene Höhe versetzt, so dass das Kollationieren durch Betrachten des Buchblockrückens erleichtert wird.

binder-

Flattermarken für das richtige Zusammentragen der Bogen

Kollationieren (Quelle: Institut für Papierfabrikation, TU Darmstadt)

178 Daneben wird das Vergleichen einer Abschrift mit der Vorlage (Manuskript) auch als Kollationieren bezeichnet. NE

Kollergang (historisch) (edgerunner, kollergang) (historical) Der Kollergang hat sich in frühgeschichtlichen Zeiten aus einem senkrecht stehenden Reiberrad aus Stein entwickelt. Dessen um einen Mittelpfosten drehende, verlängerte Laufachse oder eine parallel dazu angebrachte Antriebsstange werden durch Zugtiere oder Menschenkraft bewegt, was zu einer quetschenden, mahlenden Kreisbewegung ffihrt. In der Regel läuft das Reiberrad (der Läufer) auf einem speziellen, oft erhöht konstruierten kreisförmigen Steinbett. Die älteste Form weist nur einen Läuferstein auf. Aus der Antike kennt man bereits Spezialformen mit 2 als Kugelsegment gestalteten Läufern, die in einem entsprechend ausgehauenen Steintrog laufen, als Ölpresse. Wann der Kollergang im Fernen Osten eingeführt worden ist, steht nicht fest. In der Papierherstellung dient der Kollergang bei den Arabern zum Zerquetschen der abgekochten —> Hadern; auch in China wird er zum Zerquetschen von —> Bambus eingesetzt. In Europa erlangt der Kollergang seine Bedeutung anfangs des 19. Jh. vorwiegend zum Aufbereiten von —• Altpapier, später auch von trockenen Holzschliff- oder Zellstofftafeln. TS

Kolophonium ( colophony , rosin) Kolophonium ist ein natürliches —> Harz, dessen Bezeichnung von dem Namen der lydischen Stadt Kolophon, einem antiken Handelszentrum für Kolophonium, abgeleitet ist. Es wird aus dem Rohharz von —•Nadelhölzern gewonnen. Man unterscheidet 3 Kolophonium-Typen : • •

Balsamharz als Destillationsrückstand von Terpentinöl (—> Terpentin) Wurzelharz als Extrakt von —> KoniferenWurzelstöcken

•

Tallharz als Destillationsrückstand von Tallöl.

Die mengenmäßig größte Bedeutung hat Balsamharz. Kolophonium ist ein sprödes, transparentes Harz von roter bis brauner Farbe. Es ist wasserunlöslich, löslich dagegen in vielen organischen —• Lösungsmitteln, wie (chlorierten) aliphatischen und aromatischen —» Kohlenwasserstoffen, Estern, Ethern und Ketonen. Der Erweichungspunkt von Kolophonium liegt im Bereich von 70 bis 80° C. Kolophonium ist ein Gemisch aus ca. 90 % Harzsäuren und 10 % Neutralstoffen (Fettsäureester, Terpenalkohole und Kohlenwasserstoffe). Die wichtigsten KolophoniumHarzsäuren sind ungesättigte Carbonsäuren der Bruttoformel C20H30O2, Abietin-, Neoabietin-, Lävopimar-, Pimar-, Isopimar- und Palustrinsäure, neben hydrierter und dehydrierter Abietinsäure. Die Mengenverhältnisse dieser Säuren variieren in Abhängigkeit von der Provenienz des Kolophoniums. Die Kolophonium-Erzeugung beträgt ca. 1 Mrd t pro Jahr, Haupterzeuger ist China. Natives Kolophonium wird nur noch in geringen Mengen eingesetzt, u.a. in Zeitungsdruckfarben, Klebstofflösungen und als Bindemittel für Gießkerne. Modifiziertes Kolophonium wird als Emulgator bei der Herstellung von Kautschuken im Emulsionsverfahren, als Esterharz für den Einsatz in —• Klebstoffen, —> Lacken und Kaugummi, als Basisrohstoff für Alkydharze oder als —> Bindemittel für —> Druckfarben verwendet. Bei der Papierherstellung wird Naturharz in der —> Neutralleimung (—• Leimung) als Natriumsalz und in der sauren Leimung zusammen mit —• Aluminiumsulfat in Form der —> Harzsäuren eingesetzt. Literatur: Römpp Lexikon Chemie. Stuttgart, New York: Georg Thieme Verlag, 1996 GU

Kolorimetrie (colorimetry) Mittels Kolorimetrie lässt sich die Konzentration einer Lösung durch Farbvergleich mit

179 einer Standardlösung visuell oder mittels eines Kolorimeters, der weißes, unzerlegtes Licht verwendet, ermitteln. Die Messung hat nichts mit einer —> Farbmessung zu tun, sondern vergleicht direkt den —• Farbton und liefert die Konzentration in Anwendung des Lambert-Beer'sehen Gesetzes. Dieses besagt, dass bei 2 Lösungen des gleichen Stoffs von verschiedenen Konzentrationen die Lichtabsorption dann gleich ist, wenn sich die Schichtdicken der beiden Lösungen umgekehrt wie ihre Konzentrationen verhalten, was bedeutet, dass beide Flüssigkeiten gleich viele lichtabsorbierende Moleküle enthalten. Die Methode zählt daher zur Absorptiometrie. Die Kolorimetie wird aufgrund des geringen Aufwands bevorzugt unter Verwendung von sog. Test-Kits für Schnellbestimmungen angewandt. Beispiele sind pH-Messung mit Indikatorfärbungen oder der Stärkenachweis mit Jod. EI

Kombinierter Sack (combination sack) —> Papiersack

Komplementär (complementary) Komplementär wird häufig im Sinne von • sich gegenseitig ergänzend (z.B. —• Komplementärfarben) • sich gegensätzlich verhaltend • aus etwas hervorgehend oder diesem zugeordnet (z.B. komplementäre Dreiecke) gebraucht. UR

Komplementärfarben (complementary colors) Komplementär- oder Ergänzungsfarben sind Optimalfarben (—• Farben), die sich bei —• additiver Farbmischung zu Weiß ergänzen, die also sämtliche Spektralfarben in voller Intensität so enthalten, dass als —• Farbort der —• Unbuntpunkt erzielt wird. Wichtig ist die Abgrenzung zu den kompensativen Farben, also zu Farben, die in ad-

ditiver Farbmischung ebenfalls Unbunt ergeben, jedoch nicht alle Spektralfarben enthalten. Remission β (λ)

Magenta

Grün

380

430

480

530

580

630

680

730

780

Wellenlänge λ [nm]

Verlauf der spektralen Remission für 2 Komplementärfarben (Magenta und Grün)

Die Abbildung zeigt 2 Komplementärfarben. Bei entsprechend vereinfachter Betrachtung der Zuordnung von Remissionen zu Farben stehen der gestrichelte Kurvenzug für —• Grün und der durchgezogene Remissionsverlauf für —> Magenta. UR

Komplexbildner (chelating agents) Komplexbildner sind chemische Verbindungen, deren Struktur eine feste Bindung von Metallionen (z.B. Eisen, Mangan) im wässrigen Medium erlaubt. Sie werden beim —» Bleichen von —•Zellstoff, —•Holzstoff und —• Deinkingstoff eingesetzt. Mehrwertige Metallionen werden von der verzweigten Molekülstruktur in einer käfigähnlichen Struktur gebunden, wie von den Armen einer Krake (Abb.). Die Stabilität der Komplexe hängt davon ab, wie viele Koordinierungspunkte zwischen dem Metallion M e 2 + und der organischen Verbindung bestehen und wie stabil deren Ausbildung ist. Komplexbildner werden bei der Bleiche von Holzstoffen mit —»Wasserstoffperoxid eingesetzt, um dessen Zersetzung durch —• Schwermetalle zu verhindern. Bei der Auflösung von pulverformigen —•Dithionit dienen sie zur Vermeidung von Kalkablage-

180 rangen. Bei der —• TCF-Bleiche von —> Sulfatzellstoff entfernen sie Schwermetallspuren unter sauren Bedingungen. Die Intensität der Bindung der Metallionen ist abhängig vom Oxidationsgrad des Metalls, von dessen Konzentration, der Art der —> Liganden im Komplexbildner, dem pHWert und der Temperatur. Der Einsatz von Komplexbildnern erfolgt primär vor der Bleichstufe, um ausreichend Zeit für die Bildung der Komplexe zu gewinnen. Im Gebrauch sind unterschiedliche Typen von Komplexbildnern. Am häufigsten werden Verbindungen, wie EDTA (Ethylendiamintetraessigsäure) und DTPA (Diethylentriamin-pentaessigsäure), eingesetzt. An die Stelle der Carbonsäuregruppe (-COOH) als Ligand kann auch Phosphonsäure (-PO3H) treten; entsprechende Phosphonate sind ebenfalls im Handel. Die Stabilität der Komplexe ist bei den genannten Verbindungen sehr gut. Demgegenüber fällt die Stabilität der Komplexe von Metallen mit anderen organischen Verbindungen (z.B. Weinsäure oder Gluconsäure) deutlich ab. Dies ist auf eine unzureichende Bindung des Metallions infolge der geringeren Anzahl und Stabilität der möglichen Koordinierungsstellen zurückzuführen.

Oktaedrische Struktur eines Komplexes von Ethylendiamin-tetraessigsäure mit einem zweiwertigen Metallion (Me 2 + )

Die Einsatzmengen liegen, bezogen auf Holzstoff oder Zellstoff, üblicherweise im Bereich von 0,1 bis 0,4 % der Handelsware, die bis zu 40 % Wirkstoff enthält. SÜ

Kompositionsfirnis (varnish) Als Kompositionsfirnis bezeichnet man —> Firnisse für pastose —> Druckfarben (—• Offset- und —> Buchdruck), die durch Auflösen verschiedenartiger Natur- und Kunstharze in -•Mineral- und Pflanzenöl (-> Leinöl) bei ca. 100 bis 120° C hergestellt werden. Je nach Art und Anteil der eingesetzten —• Harze und —> Öle tritt dabei ein teilweises Gelieren ein. Auf Basis derartiger Firnisse angeriebene Druckfarben sind thixotrop und drucken außerordentlich punktscharf, schlagen sehr rasch weg und zeigen gute Glanzwirkung (—• Druckglanz). Kompositionsfirnisse für den —• Zeitungsdruck und Druckfarben, die im Wesentlichen durch —• Wegschlagen trocknen, enthalten keine oder nur geringe Anteile an oxidativ trocknenden Ölen, sondern meist nur Mineralöle bestimmter Siedebereiche. Halbtrocknendes Sojaöl wird vor allem in den USA für die Herstellung von Kompositionsfirnissen für Zeitungsdruckfarben eingesetzt. Auch —>Tallöl, das bei der Herstellung von —> Sulfatzellstoff anfällt, findet Anwendung für diesen Zweck. RO

Kompost (compost) Kompost ist ein aus organischen und mineralischen Abfällen (z.B. Laub, Garten- und Küchenabfallen, Baumrinde) durch —• Kompostierung erzeugtes Material, das neben Pflanzennährstoffen u.a. einen hohen Anteil humusbildender organischer Substanz enthält. Komposte werden vorwiegend als Bodenverbesserungsmittel mit lang anhaltender Wirkung eingesetzt. Sie tragen zur DauerhumusBildung im Boden bei, verbessern Struktur und Atmung des Bodens und erhöhen dessen Wasserrückhaltevermögen. Mengenmäßig von Bedeutung sind Komposte aus schadstoffarmen Haushaltsabfällen (Biomüll), die während der Rotte durch Mikroorganismen gebildet werden. Je nach Rottedauer wird unterschieden in Frischkomposte, Fertigkomposte und Spezialkomposte. Bei Frischkompost handelt es sich um einen

181 zwar entseuchten, aber immer noch in der Rotte befindlichen Kompost. Bei Fertigkompost befindet sich der Rottegrad in einem fortgeschrittenen Stadium. Spezialkompost enthält für bestimmte Anwendungsgebiete geeignete Zumischungen, wie z.B. Mineraldünger für den Einsatz in der Landwirtschaft. Die Zusammensetzung von Komposten ist, abhängig von den Kompost-Rohmaterialien, starken Schwankungen unterworfen. Die organische Masse als Glühverlust sollte bei Fertigkompost mindestens 20 Massen-% betragen, der Wassergehalt sollte 45 Massen-% (bei loser Ware) bzw. 35 Massen-% (bei Sackware) nicht überschreiten. Der Anteil an sichtbaren Verunreinigungen, wie Glas, Metall, Kunststoff, darf nicht höher sein als 0,5 Massen-% der Trockensubstanz (TS). Der Anteil an Steinen > 5 mm darf 5 Massen-% der Trockensubstanz nicht übersteigen. Neben diesen Anforderungen sehen die Qualitätskriterien der Bundesgütegemeinschaft Kompost e.V., Köln, folgende SchwermetallRichtwerte vor, die in Fertigkomposten nicht überschritten werden dürfen: Blei: Cadmium: Chrom: Kupfer: Nickel: Quecksilber: Zink:

gangsmaterialien im Wesentlichen —• Kohlendioxid (C0 2 ) und Wasser. Die Geschwindigkeit des aeroben Abbaus hängt vornehmlich vom Kohlenstoff/Stickstoff-Verhältnis (C/N-Verhältnis) und dem Wassergehalt der Ausgangsmaterialien ab. Optimal sind ein C/N-Verhältnis von 20 bis 30 und ein Wassergehalt von 50 bis 60 %. Beim Abbau kommt es durch die mikrobiellen Zersetzungsprozesse zu einer Erwärmung der Ausgangsmaterialien. Dabei werden Temperaturen bis zu 70° C erreicht. Wirken diese Temperaturen über mehrere Tage ein, werden Unkrautsamen, phyto- und humanpathogene Keime abgetötet.

150 mg/kg TS 1,5 mg/kg TS 100 mg/kg TS 100 mg/kg TS 50 mg/kg TS 1 mg/kg TS 400 mg/kg TS

Diese Richtwerte sind bezogen auf 30 % organische Substanz. HA

Verfahrensablauf der Kompostierung

Kompostierung (composting) Die Kompostierung ist der Sammelbegriff für alle Verfahren, bei denen organische Substanz durch aerob verlaufende mikrobielle Prozesse in das Endprodukt —• Kompost umgewandelt werden. Diese Umwandlungsprozesse werden durch eine Vielzahl von mesophilen und thermophilen —> Bakterien und Pilzen sowie von Kleintieren (z.B. Würmern, Asseln) verursacht. Neben dem Endprodukt Kompost entstehen aus den organischen Aus-

Während früher die Kompostierung hauptsächlich in der Landwirtschaft und im gärtnerischen Bereich (Gartenkompostierung) Bedeutung hatte, hat sie sich seit den 80er Jahren zu einem wichtigen Behandlungsverfahren in der Abfallwirtschaft weiterentwickelt. Neben Stallmist, Grüngut (Strauch- und Rasenschnitt), Holzabfallen, einschließlich Rinde und Laub, werden zunehmend organische Abfalle aus Industrie und Haushalten kompostiert. Dazu zählen u.a. Abfalle aus der Nahrungsmittelindustrie, aus der Be- und

182 Verarbeitung von Holz, —• Klärschlämme und vor allem getrennt gesammelte organische Haus- und Küchenabfälle (Biomüll). 1996 betrug die Menge des getrennt erfassten Biomülls in Deutschland rund 7 Mio t Frischsubstanz. Daraus wurden in 520 Kompostierungsanlagen 3,2 Mio t Kompost erzeugt. Wichtig bei der Auswahl der KompostRohstoffe ist die Struktur der Materialien und deren C/N-Verhältnis, das unter Umständen durch Zuschlagstoffe (z.B. Harnstoff, Hühnerkot) in einen günstigen Bereich gebracht werden kann. Besonders zu beachten ist der Gehalt an Verunreinigungen (z.B. Steine, Kunststoffe) sowie an organischen und anorganischen —• Schadstoffen. In dem dargestellten Schema ist der Verfahrensablauf einer Kompostierung dargestellt. Dazu zählen die Aufbereitung und Homogenisierung des Ausgangsmaterials, die Kompostierung in einer Haupt- oder Intensivrotte und einer Nachrotte sowie die Konfektionierung des erzeugten Kompostes durch Absiebung oder Windsichtung. In Abhängigkeit vom angewandten Verfahren dauert die Kompostierung etwa 2 bis 6 Monate. In der Hauptrotte werden zunächst leicht zersetzliche Stoffe abgebaut. In dieser Phase kommt es zu intensiven mikrobiellen Umsetzungsvorgängen und damit zu einer starken Erwärmung, weswegen diese Phase auch Heißrotte genannt wird. Der nach der Intensivrotte erhaltene Kompost wird als Frischkompost bezeichnet. Die sich oft über mehrere Monate erstreckende Nachrotte führt zu einer weiteren Humifizierung des Materials, das dann Fertigkompost genannt wird. Die heute angewandten Kompostierungsverfahren unterscheiden sich hauptsächlich in ihrem Intensivrottesystem. Die Nachrotte wird bei allen Verfahren in Mieten durchgeführt, die zur SauerstoffVersorgung entweder maschinell umgesetzt oder zwangsbelüftet werden. Die Intensivrotte-Verfahren können in statische Verfahren (Boxen- bzw. Containerkompostierung oder Mietenkompostierung, bei denen die Kompostrohstoffe über einen Zeitraum von mehreren Tagen bis Wochen in Mieten oder Boxen belüftet und mit speziellen Geräten umgesetzt werden) und in

dynamische Verfahren eingeteilt werden. Bei dynamischen Verfahren, wie der Silo-, der Trommel- oder der Tunnelkompostierung werden die Kompostrohstoffe kontinuierlich dem Rotteaggregat zugeführt. Gleichzeitig erfolgt eine kontinuierliche Entnahme von Frischkompost. Mit allen Verfahrenskonzepten lassen sich auf den Anlagen-Input bezogene Durchsätze zwischen 1 000 t/a bis 75 000 t/a realisieren, die maximalen Durchsätze liegen bei 125 000 t/a. Bei der Kompostierung ist immer mit dem Auftreten von Gerüchen zu rechnen, die als belästigend empfunden werden. Deshalb findet die Kompostierung meist in geschlossenen Hallen statt, deren Abluft z.B. über einen —•Biofilter gereinigt wird. Besonders gute Möglichkeiten zur Abluftreinigung bietet die Boxen- oder Containerkompostierung, bei denen sich die Kompostrohstoffe in hermetisch abgeschlossenen Behältern befinden, deren Abluft leicht zu erfassen ist. HA

Kompressibilität (compressibility) Kompressibilität ist die Eigenschaft eines Körpers, unter Einwirkung von Druckkräften sein Volumen zu verringern. Der reziproke Wert der Kompressibilität wird als Kompressionsmodul bezeichnet und ist im elastischen Bereich proportional zum —• Elastizitätsmodul. Bei Papier spielt die Kompression in Dickenrichtung (—• z-Richtung) bei verschiedenen Prozessen der Papiererzeugung und -Verarbeitung eine wichtige Rolle. Solche Kompressionsprozesse finden z.B. in —• Satinierkalandern und —» Glättwerken bei Drücken von bis zu 100 MPa, aber auch in noch höheren Druckbereichen in der Kompressionsphase beim Messerschnitt sowie beim —• Wickeln in einem Druckbereich der Größenordnung 1 MPa statt. Eine hinreichende Kompressibilität ist auch für eine gute —• Bedruckbarkeit von Papieren erforderlich. Im niedrigen Druckbereich der DruckKompressionskurve von Papier ist zunächst die Verformbarkeit der durch ihre Rauigkeit (—• Rauheit) charakterisierten Oberflächenbe-

183 reiche von wesentlicher Bedeutung, ehe mit zunehmender Belastung auch die innere Papierstruktur verformt wird. Die Kompressibilität von Papier hängt insgesamt in komplexer Weise von der —• Stoffaufbereitung, der Faser- und Füllstoffzusammensetzung, der —• Dichte sowie von gefügeverdichtenden Maßnahmen, wie —> Mahlung und ggf. —• Satinage, ab. Poröse Papiere mit großem —> spez. Volumen sind besonders kompressibel. Bei der Verdichtung des porösen Papiergefüges wird die in den —> Poren enthaltene Luft herausgepresst oder zusammengedrückt. Der Einfluss der Luft auf das Kompressionsverhalten von Papier kann dann vernachlässigt werden, wenn die Luft hinreichend rasch entweichen kann. Erst bei Erreichen einer nahezu porenfreien kompakten Struktur wird das Verformungsverhalten von der Kompressibilität des Faser-Füllstoffmaterials selbst bestimmt. Die Kompressibilität von Papier hängt damit auch vom Zeitregime ab, zumal die statische Kompressibilität größer als die dynamische ist. Bei größeren Belastungen treten plastische Verformungen (z.B. —• plastische Dehnung) mit bleibenden Formänderungen auf. Ein Kompressionsvorgang findet auch in Härteprüfern statt. GÖ

Kompressor (compressor) Verdichter oder Kompressoren werden als Verdränger- (z.B. Kolbenmaschine) oder Strömungsmaschinen ausgeführt und haben die Aufgabe, den Druck gasformiger Medien ein- oder mehrstufig zu erhöhen. Der Kolbenverdichter steigert den Druck durch Verringern des Arbeitsraums. Mittel hierzu sind: • • •

Hin- und hergehende Kolben Rotierende Schieber der Vielzellenverdichter Schnecke der Schraubenverdichter.

Zur Verdichtung von Gasen nach dem dynamischen Prinzip werden Strömungsmaschinen eingesetzt (Turboverdichter). Als Element der Energieübertragung auf das Gas

dient das beschaufelte, kontinuierlich durchströmte Laufrad. Druck, Temperatur und Geschwindigkeit des Gases sind nach dem Verlassen des Laufrads größer als am Eintritt. Das dem Laufrad nachgeschaltete Leitteil sorgt für weitere Druck- und Temperaturerhöhungen durch Verzögerung der Geschwindigkeit. Je nach Hauptströmungsrichtung unterteilt man in Axial- und Radialverdichter. Eine andere Unterteilung in Verdichter und Ventilatoren (Gebläse) basiert auf der Höhe der spez. Verdichtungsarbeit. Beim Ventilator bleibt sie so gering, dass keine nennenswerte Dichte» und Temperaturänderungen auftreten. Der Übergang ist jedoch fließend. Ventilatoren werden in der Papierindustrie zur Regelung der Hallen- und Haubenluft, Kompressoren zur Einspeisung von Luft in —> Kreislaufwasser (—• Druckentspannungsflotation), —> Abwasser (—• Belebungsverfahren) und —• Flotationszellen (—> Altpapieraufbereitung) eingesetzt. Wird die Maschine in erster Linie zur Vakuumerzeugung verwendet, so spricht man nicht von Verdichtern, sondern von Pumpen, wie z.B. von —• Wasserringluft- oder —• Vakuumpumpen. VO Kondensat (condensate) Sowohl im physikalischen als auch im chemischen Sinn ist Kondensat die Bezeichnung für das Resultat bzw. Produkt einer Kondensation bzw. Kondensationsreaktion. 1) In der Physik bzw. der physikalischen Chemie ist das Kondensat eine Flüssigkeit oder ein Feststoff, das/der bei der Abkühlung und/oder Kompression einer gasförmigen Phase anfällt. Die physikalischen Gesetzmäßigkeiten bei der Entstehung von Kondensaten sind gut bekannt und lassen sich durch den vorherrschenden Druck, Temperatur und die physikalischen Eigenschaften des Stoffs bzw. der Stoffgemische (Zusammensetzung) beschreiben. Bei Einstoffsystemen ist die bei einem bestimmten Druck gegebene Siedetemperatur mit der sog. Kondensationstemperatur identisch. Entscheidend für die Entste-

184 hung von Kondensaten ist neben Druck und Temperatur das Vorhandensein von Kondensationskernen bzw. -keimen. In der Papierindustrie fallen Kondensate vor allem bei der Zellstoffherstellung (—• Eindampfanlage) und z.B. auch bei der Trocknung der Papierbahnen an, sofern die Abluft aus der —• Trockenpartie über —• Wärmetauscher geführt wird. 2) In der Chemie sind Kondensate die bei einer Kondensationsreaktion anfallenden Produkte. Abgesehen von der intramolekularen Kondensation, entstehen die Kondensate hierbei durch Reaktion von mindestens 2 Komponenten unter Abspaltung eines meist kleineren Moleküls, z.B. Wasser. Durch entsprechende Wahl der Reaktionsbedingungen - entscheidend ist auch der eingesetzte Katalysator - können in Abhängigkeit von den Edukten der Kondensationsgrad und somit die Molekülgröße, Kettenlänge sowie die dreidimensionale Struktur des Kondensats eingestellt werden. Als Beispiel für in der Papierindustrie eingesetzte Kondensate sind die —• Nassfestmittel auf —• Melamin-Formaldehyd-Basis zu nennen. DE

Kondensatabscheider (steam/condensate separator) Unter einem Kondensatabscheider versteht man eine Einrichtung, meist einen Behälter, im —• Dampf- und Kondensatsystem der —•Trockenpartie, um das aus dem Trockenzylinder entfernte Gemisch aus —• Kondensat und Dampf zu trennen. Das Kondensat wird meist wieder dem Kesselhaus, der Dampf der weiteren thermischen Nutzung zugeführt. Dabei kann der Dampf in anderen Bereichen der Trockenpartie, die mit niedrigerem Dampfdruck arbeiten, genutzt werden (Kaskadensystem). Bei Einzylinder-Trockenpartien (—• Yankee-Zylinder) wird er meist durch Verdichtung mithilfe eines Thermokompressors wieder auf das höhere Druckniveau des Trockenzylinders gebracht. Dampf mit sehr niedrigem Druck wird auch für Heizzwecke außerhalb der Trockenpartie verwendet (indirekte und direkte Beheizung). HO

Kondensatorpapier (capacitor tissue , condenser paper) Elektroisolierpapier als Dielektrikum für Kondensatoren (DIN 6730). Kondensatorpapiere sind hauchdünne, ohne jegliche Dickenschwankung und völlig porenfrei gefertigte Isolierpapiere hoher Festigkeit, zu deren Herstellung salzfreie, ungebleichte Sulfatzellstoffe, Polysulfidzellstoffe und hochwertige Hadern höchster chemischer Reinheit verwendet werden. Die Mahlung der Faserstoffe ist extrem fibrillierend. Die elektrisch durchschlagfesten Papiere hoher Thermostabilität unterscheiden sich in ihren Eigenschaften je nach Einsatzgebiet sehr wesentlich. Die flächenbezogene Masse der auf langsam laufenden Papiermaschinen hergestellten und scharf satinierten Papiere liegt zwischen 6 und 25 g/m 2 , schwerpunktmäßig zwischen 9 und 15 g/m 2 . Die Papierdicke bewegt sich bei den dünnen Sorten zwischen 6 und 12 μιη. Vor ihrer Verwendung werden die Papiere mit Paraffinöl oder Kohlenwasserstoffverbindungen getränkt. RH

Kondensattopf (condensate separator) Ein Kondensattopf ist ein Teil eines Systems zur Kondensatabscheidung, der das —• Kondensat geregelt weiterführt (—•Kondensatabscheider). HO

Konditionieren (conditioning) Konditionieren bedeutet im weitesten Sinn, einen Werkstoff vor der Bearbeitung an die erforderlichen Bedingungen anzupassen. Bei der Übertragung auf Papier heißt das in erster Linie eine Anpassung von Temperatur und Feuchtegehalt, da diese beiden Parameter die wesentlichen Einflussfaktoren bezüglich des WerkstoffVerhaltens von Papier darstellen. Die größte Bedeutung hat die Konditionierung (Klimatisierung) im Rahmen der physikalischen —• Papierprüfung. Um eine Vergleichbarkeit der Prüfwerte zu gewährleisten, ist vor der Prüfung eine —•Klimatisierung von —• Laborblättern oder Papierproben bei

185 konstanter Temperatur und konstanter —• relativer Luftfeuchtigkeit (—• Normalklima) vorgeschrieben. Ein weiterer Schwerpunkt des Konditionierens liegt bei der Weiterverarbeitung —• gestrichener Papiere sowie vor der —• Ausrüstung. Gestrichene Papiere werden vor der —• Satinage über —• Kühlwalzen geführt und auf 20 bis 30° C abgekühlt. Dadurch erhöht sich der Feuchtegehalt im Papier mit der Folge einer höheren —•Elastizität und eines gleichmäßigeren Feuchte- und Temperaturprofils in —• Querrichtung der Papierbahn. Bei der nachfolgenden Behandlung im —• Kalander ist ein gleichmäßiges —•Querprofil wünschenswert, um ein gutes Satinageergebnis z.B. bezüglich —• Glätte und —• Glanz zu erzielen. Soll das Papier anschließend weiter zu einzelnen Bögen verarbeitet werden, muss eine ausreichend lange Lagerzeit sichergestellt sein, damit das Papier über den gesamten Rollenquerschnitt einen einheitlichen Feuchtegehalt annimmt. Unterbleibt diese Konditionierung, kommt es aufgrund des Quellverhaltens (—• Quellung) der Fasern, das in Querrichtung erheblich stärker ausgeprägt ist als in —• Längsrichtung, zu einer Änderung des Formats der geschnittenen Bögen. Durchlaufen diese Bögen dann eine —• Druckmaschine, so kann es zu —• Passerdifferenzen des Drucks kommen, speziell bei Maschinen mit mehreren —• Farbwerken (—• Mehrfarbendruck). HC

Konditionierungsmittel (conditioners) Konditionierungsmittel werden in sehr geringer Dosierung kontinuierlich bei der Filzwäsche eingesetzt, um einer Verlegung von —• Filzen durch Ablagerungen von Schmutzstoffen entgegenzuwirken, so dass eine gute —•Entwässerung der Papierbahn erhalten bleibt. Die kontinuierliche Konditionierung setzt mit Beginn der Filzlaufzeit ein, da ein bereits verschmutzter Filz durch Konditionieren im Allgemeinen nicht mehr auf seine ursprüngliche Saugfähigkeit gebracht wird.

Konditionierungsmittel unterscheiden sich in ihrer Zusammensetzung nicht wesentlich von diskontinuierlich angewendeten —• Reinigungsmitteln für Siebe und Filze. Bestandteile können sein: —• Tenside, organische —•Lösemittel, Alkalihydroxide, Mineralsäuren, —• Emulgatoren, —• Dispergiermittel. Sie wirken hauptsächlich gegen Verschmutzungen organischer Natur (—• Harze, —• Bitumen, - > Wachse, —• Stickies), entfernen aber auch Kalk- und Gipsablagerungen Gips). HA

Koniferen (conifers) —• Nadelbäume

Königswalze (king, king roll, bottom roll) —• Unterwalze

Konservierungsmittel (preservatives) Konservierungsmittel sind eine Untergruppe der —• Biozide. Sie werden natürlichen oder synthetischen Produkten zugesetzt, um deren Haltbarkeit gegenüber der Einwirkung von —» Mikroorganismen, Insekten und anderen Kleinlebewesen zu verlängern. Von besonderer Bedeutung sind Konservierungsmittel für Lebensmittel. Neben „natürlichen" Konservierungsmitteln, wie z.B. Kochsalz, Zucker und Essig, wird in der Lebensmittelindustrie eine Reihe synthetischer Stoffe verwendet, die das Wachstum von Mikroorganismen durch Störung ihrer Enzymsysteme unterbinden oder hemmen. Zugelassen sind z.B. Sorbinsäure, Benzoesäure, Ameisensäure oder —• schweflige Säure. Oft werden die gleichen Konservierungsmittel für unterschiedliche Aufgaben verwendet, so z.B. in der Textilindustrie als Motten- und Fäulnisschutzmittel, in der Lederindustrie als Schimmelverhütungsmittel sowie in der Lack- und Farbenindustrie als Antifouling- und Holzschutzmittel. In der Papierindustrie werden Konservierungsmittel

186 u.a. zur Haltbarkeitsverlängerung von Hilfsmitteln (z.B. —> Stärke) eingesetzt. HA

Konsistenz (consistency) Die Konsistenz ist ein Sammelbegriff fur die rheologischen Eigenschaften einer Flüssigkeit. Folgende Bezeichnungen werden zur Beschreibung der Konsistenz von —• Druckfarben angewandt: dünn, dick, zügig, kurz, streng, fest, steif, weich, geschmeidig, buttrig. Nach D I N 16515 wird die Konsistenz von Druckfarben mit den gegensätzlichen Begriffen: dünn-dick und kurz-zügig charakterisiert. RO

Konstanter Teil (approach flow system) Unter dem Konstanten Teil einer Papiermaschine versteht man den Bereich zwischen —> Maschinenbütte oder —• Mischbütte (falls keine Maschinenbütte vorhanden ist) und —• Stoffauflauf mit folgenden Prozessschritten: • • •

• • • •

Kontrolle und Regeln der Stoffdichte des —> Dickstoffs aus der Maschinenbütte Kontrolle und Regeln des DickstoffVolumenstroms Verdünnen des Dickstoffs auf Stoffauflauf-Stoffdichte mittels —> Siebwasser 1 (0,5 bis 1,2 %) Reinigen der verdünnten Stoffsuspension in —> Cleanern (meist mehrstufig) Sortierung des Cleanerakzepts mithilfe von —> Drucksortierern (mehrstufig) Zugabe von —> Hilfsstoffen, wie —> Retentionsmittel und —• Füllstoffen Entlüftung der Stoffsuspension mithilfe einer —> Entlüfitungsanlage.

Die Bezeichnung Konstanter Teil erklärt, dass alle Suspensionsvolumina und deren Feststoffe im direkten Zufluss zum Stoffauflauf oder in zugeordneten Kreisläufen konstant fließen müssen, auch bei Bahnrissen auf der Papiermaschine. Diese Konstanz bestimmt die Gleichmäßigkeit der —> flächen-

bezogenen Masse der von der Papiermaschine erzeugten Papierbahn in ihrer —• Längsund —• Querrichtung. Der Konstante Teil gehört im Verbund zum Stoff- und Wasserführungssystem, das alle Stoffsuspensions- und wasserführenden Ströme der —» Nasspartie der Papiermaschine umfasst. Zur Dimensionierung von Rohrleitungen und Rinnen dieses Systems werden Sankey-Diagramme berechnet, die die Fließvolumina von Suspensionen und deren Feststoffe beschreiben. Im Bereich des Konstanten Teils gelten Regeln für die Fließgeschwindigkeit in den Rohrleitungen, um energiesparend und ohne störende, energieverzehrende Turbulenzen die Suspension zu fordern. Auch werden als Rohrkrümmer oft sog. Beschleunigungskrümmer eingesetzt (z.B. unmittelbar vor dem Stoffauflauf). Vom Flansch des letzten Rohrkrümmers bis zum Flansch der seitlichen Einströmung am Stoffauflauf ist die Leitung gerade zu führen auf einer Länge von mindestens 5 χ D (D = Rohrdurchmesser) mit einer Strömungsgeschwindigkeit um 1,2 m/s in der Rohrleitung. Die Rohrführung zum Stoffauflauf muss mindestens 3 % steigen, um in der Stoffsuspension verbliebene Luftbläschen durch den Stoffauflauf sicher austragen zu können. Andernfalls agglomerieren sich Bläschen zu Blasen, besonders an Hochpunkten der Rohrleitung, die dann Keimzellen für Batzen- und Gespinstbildung sein können. Zur ordnungsgemäßen Funktion des Konstanten Teils sind Ausführung und Aufstellungsort des Siebwasserbehälters (—> Siebwasser), auch Siebwasser-1-Tank genannt, wichtig. Seine Aufgabe beinhaltet das Sammeln und Entlüften (größere Luftblasen) des Siebwassers 1 sowie das Zuführen von Dickstoff (Frischstoff) und Kreislaufwässern, in der Reihenfolge ihrer Stoffdichte (zuerst hohe Stoffdichte), vor die Cleaner- bzw. Stoffauflaufpumpe. Der Siebwasser-1-Tank steht außerhalb der Siebpartie, aus der er über offene Rinnen mit Siebwasser 1 beschickt wird. Schräg angeordnete Bleche führen Siebwasser 1 von —• Brustwalze, —> Foils und Stütztischen den

187 Rinnen zu, deren Niveau mit dem des Siebwasser-1-Tanks gleich ist, um Wasserfälle und damit Lufteinschlagen zu vermeiden. Oft ist der Siebwasser-1-Tank mit einem Deckel versehen und steht zwecks Entlüftung unter geringem Unterdruck. Bei nicht ausreichender Siebwasser-1-Menge wird soviel Siebwasser 2 zugepumpt, damit beim Siebwasser-l-Tank ein gleichmäßiges Überlaufniveau eingehalten wird. Niveauschwankungen im Siebwasserturm erzeugen Schwankungen in der Stoffmenge zum Stoffauflauf und damit der flächenbezogenen Masse der zu erzeugenden Papierbahn. Kreislaufwässer setzen sich aus folgenden Teilströmen zusammen: • • • • •

Niveauüberlauf des Stoffauflaufs (falls vorhanden) seitlicher Abzug am StoffauflaufVerteiler —> Akzept 2. Cleanerstufe, evtl. 2. Stufe Drucksortierer Überlauf Entlüfitungsanlage Entlüftung Drucksortierer.

Diese Teilströme werden dem Standrohr, das dem Siebwasser-1 -Tank kommunizierend und damit niveaugleich zugeordnet ist, zugeführt. Schemata zum Konstanten Teil: 1)

Ein-Pumpen-System

Die Stoffauflaufpumpe (—• Mischpumpe) beschickt die meist mehrstufige Cleaneranlage mit einem Gemisch aus Dickstoff, Siebwasser 1 und Kreislaufwässern. Der dadurch ausgangs der ersten Cleanerstufe anstehende Druck reicht aus, um die Suspension durch

die Sortierung bis zum und durch den Stoffauflauf zu fördern. Dabei wird die gewünschte Strahlgeschwindigkeit der Stoffsuspension am Stoffauflauf erreicht. Zur Regelung der vom Stoffauflauf geforderten Suspensionsmenge und des Pumpendrucks (zur Erzeugung der Strahlgeschwindigkeit) sind die Pumpen drehzahlgeregelt (Frequenzumrichter). Je nach Fördervolumen werden einzeln oder batterieweise Cleaner ab- oder zugeschaltet. 2)

Zwei-Pumpen-System

Bei Dauerbetrieb einer Papiermaschine mit Stoffdichten unter dem üblichen Niveau für Cleaneranlagen ist der Betrieb einer zweiten Pumpe (Mischpumpe II) wirtschaftlich. Diese „verdünnt" das Akzept der ersten Cleanerstufe auf Stoffauflaufniveau und fördert das damit größere Suspensionsvolumen durch die Sortierung zum Stoffauflauf. Bei Cleaneranlagen mit integrierten oder nachgeschalteten Entlüftungsanlagen ist wegen des Vakuumbetriebs eine zweite Pumpe zum Druckaufbau im Stoffauflauf zu dessen Versorgung mit dem notwendigen Druckniveau der Stoffsuspension erforderlich. Die Cleanerpumpe (Mischpumpe I) läuft meist mit konstanter Menge. Die zweite Pumpe (Mischpumpe II=Stoffauflaufpumpe) zum Stoffauflauf ist drehzahlregelbar. KL

Konstruktionsgeschwindigkeit (design speed) Als Konstruktionsgeschwindigkeit bezeichnet man die Geschwindigkeit, für die eine Papiermaschine mechanisch und antriebstechnisch (—> Antrieb) ausgelegt und konstruiert

188 wurde. In der Praxis versucht man, mit der —• Arbeitsgeschwindigkeit nach der Optimierung der Papiermaschinen möglichst nah an die Konstruktionsgeschwindigkeit heranzufahren, um aus wirtschaftlichen Gründen die Produktionsmenge, also die Produktivität, zu maximieren. Die Tabelle zeigt einige Konstruktionsgeschwindigkeiten verschiedener Papier- und Kartonmaschinen. Papier/Kartonsorte

Zeitungsdruckpapier SC-Papier LWC-Papier Feinpapier -Streichrohpapier -Kopierpapier Kraftliner Testliner Wellenpapier/Fluting Faltschachtelkarton Tissuepapier

Konstruktionsgeschwindigkeit [m/min] 2 000 1 800 - 2 000 2 000 2 000 1 600 1 000 1 600 1 600 500 - 900 2 500

Kontaktanteilverfahren (contact smoothness) Unter den Papiereigenschaften, die den Druckausfall beeinflussen, ist die —• Glätte bzw. die Druckglätte vor allem beim —• Tiefdruck von besonderer Bedeutung. Verschiedene Auffassungen zur Beschreibung der Glätte haben zu verschiedenen Ausführungsformen von Glättemessgeräten geführt, deren Werte sich kaum vergleichen lassen und auch nicht immer in enger Beziehung zu Kriterien der —> Druckqualität (z.B. —• Missing Dots) stehen. Ein optisches Messprinzip zur Bestimmung der Druckglätte von Papier wurde von Chapman 1954 vorgestellt. Auch vom PATRA-Institut (heute —> Pira) in England wurde das Prinzip der Kontaktanteilmessung in einer Geräteentwicklung angewandt. Beide Messgeräte fanden keine Verbreitung bei der Papierprüfung.

Konstruktionsgeschwindigkeit verschiedener Papier- und Kartonmaschinen (Quelle: Valmet Oy, Rautpohja) A

Die technischen Grenzen für eine Steigerung der Konstruktionsgeschwindigkeit liegen u.a. in der Bewältigung von Schwingungsproblemen (z.B. in der —> Pressenpartie). In engem Zusammenhang mit der Obergrenze der Konstruktionsgeschwindigkeit stehen auch technologische Fragen der Strömung von Stoffsuspensionen im —• Stoffauflauf, der —• Blattbildung auf dem —• Sieb, der Wasserabführung durch —• Saugwalzen, der Kondensatentfernung (—• Kondensat) aus den —• Trockenzylindern, der Regelungstechnik, der Lagerung von Walzen und der Ausschussbeseitigung (—• Ausschuss). Die Beherrschung von Fliehkräften, Drücken, Unwuchten, Reibungskräften, die Automatisierung und Steuerung solcher Maschinen sind Gegenstand von Forschung und Entwicklung und müssen durch die Ergebnisse praktischer Versuche bestätigt werden. MM

Î

^ Acrylglasstempel

Prinzip des FOGRA-Kontaktanteilmessgeräts

Das im FOGRA-Kontaktanteilmessgerät (Abb.) angewandte Verfahren beruht auf der Störung der —• Totalreflexion bei optischem Kontakt zwischen der zu prüfenden Papieroberfläche und einem Glasprisma. Das Messgerät zeigt den prozentualen Anteil der Kontaktfläche zur gesamten Messfläche bei wählbarer Druckbelastung der Papieroberfläche im Bereich von 0,75 bis 2,45 MPa an. Ein Bild der Kontaktanteilverteilung kann beobachtet oder fotografiert werden. Die Methode der Kontaktanteilmessung hat sich als geeignet zur Beschreibung der Glätte von Druckpapieren unter definierter Druckbelastung erwiesen.

189 Literatur: Brune, M.; Haller, Κ.: Das FOGRAKontaktanteilmeßgerät zur Glättemessung an Papieren. FOGRA-Mitteilung Nr. 54/55, München, 1967 Falter, K.-A.: Anwendungsmöglichkeiten des Kontaktanteilmeßverfahrens zur Bestimmung der Druckglätte von Papieren. FOGRAForschungsbericht 4.015, München, 1975 FA

Kontakttrocknung (contact drying) Kontakttrocknung bezeichnet ein Verfahren, bei dem das Trocknungsgut auf beheizten Flächen aufliegt und die zur Trocknung benötigte Wärmeenergie durch Wärmeleitung zugeführt wird. In der Papierindustrie ist diese Art der Trocknung die am weitesten verbreitete. Hierbei werden als Heizflächen dampfbeheizte —• Trockenzylinder eingesetzt, die, zu Gruppen zusammengefasst, in der —• Trockenpartie einer Papiermaschine das Papier auf den Endfeuchtegehalt trocknen (Abb.).

Ausschnitt aus der zweireihigen Trockenpartie einer Papiermaschine (Papierbahn (1), Trockenzylinder (2), Trockenfilz bzw. Trockensieb (3), Filztrockner (4))

Die Verwendung von Dampf als Heizmedium ergibt sich aus dem großen Wärmeübergang bei der Kondensation des Dampfs am inneren Umfang des Trockenzylinders, der sich mit einphasigen Medien (wie z.B. Luft oder fließendem Wasser) nicht realisieren lässt. Um den Wärmeübergang von der Zylinderoberfläche auf die Papierbahn zu verbessern, wird

diese oftmals mit —• Trockenfilzen oder —•Trockensieben an den Zylinder gepresst. Um die Abführung des Wasserdampfs aus dem Papier nicht zu behindern, müssen die Filze bzw. Siebe ausreichend porös und dürfen nicht zu dick sein. Das durch die Kondensation des Dampfs im Innern des Zylinders entstehende Wasser (—• Kondensat) bildet eine Barriere, die den Wärmeübergang an den Zylindermantel erheblich senkt. Daher sind Trockenzylinder mit Absaugeinrichtungen (Siphons) bestückt, die das Kondensat kontinuierlich abführen. HC Kontaktvergilbung (backside yellowing) Durch den Kontakt der Druckfarbenschicht und der unbedruckten Seite des darüber liegenden Papiers tritt vor allem bei hochweißen Papieren eine partielle Vergilbung auf. Die Färbung wird durch die von der Schöndruckseite (—• Schöndruck) adsorbierten flüssigen und flüchtigen gasförmigen Bestandteile der oxidativen Trocknung der —•Druckfarben verursacht. Es können derzeit auch noch keine Reaktionen mit einer oder mehreren Komponenten des Papierstrichs (—• Strich) bei diesen Effekten ausgeschlossen werden. Auch eine Schädigung der in den Papieren enthaltenen —• optischen Aufheller kann bei der Kontaktvergilbung eine Rolle spielen. Eine detaillierte Beschreibung der verschiedenen Erscheinungsformen von Störungen des Druckbilds durch Kontakte der Druckfarben innerhalb von Bogenstapeln ist unter —• Geistereffekt gegeben. SD

Kontaktwinkel (contact angle) Der Kontaktwinkel ist der Winkel, den die Phasengrenzfläche (flüssig/gasförmig) einer Flüssigkeit mit einer festen Oberfläche bildet. Er ist ein Maß für den Grad der Benetzung (—• Benetzbarkeit, —• Oberflächenspannung). Diese ist umso größer, je kleiner der Kontaktwinkel bzw. die Oberflächenspannung ist. Bei einem Kontaktwinkel < 90° ist die Festkörperoberfläche benetzbar, bei 180° völlig

190 unbenetzbar und bei 0° wird die Festkörperoberfläche mit einem Film überzogen. Heutige Methoden zur Bestimmung des Randwinkels bedienen sich der Bildanalyse (—> Bildanalysator), mit deren Hilfe ein Tropfen von seinem Auftrag auf eine Papierprobe bis zum völligen Aufsaugen verfolgt wird, wobei der Verlauf des Kontaktwinkels über die Zeit aufgezeichnet wird. EI

Ausgangsstoffen (Faserrohstoff und —• Kochflüssigkeit) auf einem anderen Weg mit anderen Aggregaten erfüllt werden soll. Außerdem gibt es noch Zwischenstufen und Variationen, wie die halbkontinuierliche Betriebsweise. Unter Betriebsweise ist ein Charakteristikum von Prozessen bzw. Apparaten oder Anlagen zu verstehen, das den zeitlichen Verlauf von Eingangs- und Ausgangsströmen im Bereich des Kochers beschreibt.

Demzufolge wird die kontinuierliche Betriebsweise bzw. im vorliegenden Fall die kontinuierliche Kochung dadurch gekennzeichnet, dass dem kontinuierlichen Kocher ein stetiger Stoffstrom von Ausgangsstoffen zugeführt wird, der unter definierten Bedingungen (—• Kochregime) den Kocher kontinuierlich durchläuft, bis die angestrebte Stoffumwandlung (Faserrohstoff in Zellstoff) realisiert ist und der Stoffstrom ohne zeitliche Unterbrechung abgeführt worden ist. Der Zustand des Reaktionsgemisches im Kocher wird durch die intensiven Zustandsgrößen (Druck, Temperatur, Konzentration der einzelnen Bestandteile des Aufschlussmediums) beschrieben, die eine Funktion des Ortes sind, z.B. abhängig von der Länge bzw. Höhe des Kochers. Die stationäre kontinuierliche Kochung ist u.a. dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangs- und Ausgangsströme und somit auch der Zustand des Stoffstroms an jeder Stelle im Kocherinneren von der Zeit unabhängig bleiben. Die kontinuierliche Zu- und Abführung der Stoffströme erfordert z.B. eine technische Lösung für die Übergänge zwischen drucklosen und druckführenden Anlagenteilen (z.B. Kontinuierliche Kochung Eintragschnecke oder Zellradschleuse) und (continuous digestion , continuous cooking)eine Integration der —•Wäsche im Kocher, Eine mögliche Betriebsweise bei den die sowohl für den gezielten Abbruch der —• Aufschlussverfahren von Faserrohstoffen, Aufschlussreaktionen als auch für den erforwie z.B.—• Holz oder —• Einjahrespflanzen, derlichen Abzug der —•Ablauge sorgt. Die ist die kontinuierliche Kochung, in deren Vorteile der kontinuierlichen Kochung liegen Verlauf die Faserrohstoffe durch Einwirkung sowohl im wirtschaftlichen als auch im quavon —• Kochflüssigkeit unter Druck und litativen Bereich. Temperatur zu —• Zellstoff umgewandelt Historisch gesehen, haben sich alle kontiwerden. nuierlichen Zellstoff-Kochverfahren aus den Das Gegenstück zur kontinuierlichen Ko- jeweiligen diskontinuierlichen Verfahren chung ist das —•diskontinuierliche Kochen, entwickelt, und zwar erst als entscheidende mit dem der gleiche Zweck aus gleichen Entwicklungen und Fortschritte in der Appa-

Kontamination (contamination) Vom Lateinischen (contaminare = beflecken) abgeleitete Bezeichnung für die Verunreinigung von Personen, Tieren, Geräten, Boden, Wasser, Luft und Nahrungsmitteln mit z.B. —• Mikroorganismen, —> Schadstoffen oder radioaktiven Stoffen, die nicht dem natürlichen Zustand entsprechen und auf anthropogene Einflüsse zurückzuführen sind. Bei Altlasten versteht man unter Kontamination durch menschliche Aktivitäten in die Luft, das Wasser oder den Boden eingetragene Schadstoffe. Um die Schadstoffgehalte im kontaminierten Gefahrenbereich zu verringern oder ggf. ganz zu beseitigen, werden Dekontaminierungsmaßnahmen angewendet. Die Eignung verschiedener Dekontaminierungsmaßnahmen (z.B. mikrobielle, hydraulische und thermische Verfahren sowie Waschverfahren zur Bodendekontaminierung) hängt hauptsächlich von der Art und Menge der vorhandenen Schadstoffe (z.B. Altöl, chlorierte —• Lösemittel) ab. HA

191 rate- und Messtechnik dies zuließen. Technische Lösungen werden mit verschiedensten Systemen (z.B. Kamyr) angeboten. AR

Kontinuierlicher Kocher (continuous digester) Unter Kocher versteht man ein Gefäß, in dem der Vorgang —» Kochen, d.h. Sieden einer Flüssigkeit, stattfindet. Der Begriff wird vor allem im Zusammenhang mit dem chemischen Aufschluss von —> Holz durch Kochen von —> Hackschnitzeln gebraucht. Gegenüber dem herkömmlichen diskontinuierlichen —> Kocher hat der kontinuierliche Kocher Vorteile. Nach Lösung der großen technischen Probleme (quasi-kontinuierliche Beschickung und Entleerung, sicherer Transport des gesamten Guts im Kocher, Zu- und Abführung von Flüssigkeiten) dominiert der kontinuierliche Kocher, insbesondere beim Sulfatverfahren (—> Sulfatkochung). Die Weiterentwicklung des diskontinuierlichen Verfahrens (z.B. Superbatch) bietet jedoch inzwischen erfolgreich Alternativen. Die Vorteile der kontinuierlichen Betriebsweise gegenüber herkömmlichen diskontinuierlichen Kochern sind folgende: • • • • • • • •

Große Produktionseinheiten Verkürzung der Kochzeiten Einsatz teurer automatischer Kontrollmethoden rentabel gleichmäßiger Aufschluss, geringe Qualitätsschwankungen niedrigere Investitionen und Betriebskosten gleich bleibender Dampfbedarf verringerter Personalbedarf verringerter Platzbedarf.

Das erst ab Mitte dieses Jahrhunderts entwickelte kontinuierliche Kochverfahren wurde in sehr vielen Formen verwirklicht. Beim Aufschluss von Holz und generell bei Neuanlagen dominiert inzwischen der KamyrKocher, eine stehende Bauform mit Durchsatz der Hackschnitzel unter Schwerkrafteinfluss. Es sind viele Kochvarianten möglich: z.B. das Kochen in der Flüssigphase, in der

Dampfphase, zweiphasig (Flüssig- und Dampfphase), ggf. mit Vorhydrolyse, extra Imprägnierkessel, Aufwärts-Imprägnierzone, oft mit Hi-Heat-Wäsche im unteren Kocherbereich. Die Abbildung zeigt als Beispiel einen modernen Kamyr-Kocher für Sulfatzellstoff, der mit Schwarzlaugenimprägnierung (BLI = black liquor impregnation), Dampf/ Laugen-Kochung mit getrenntem Imprägniergefäß und isothermaler Kochung (ITC = isothermal cooking) arbeitet. Die Hackschnitzel werden im Vordämpfer (1) etwa 15 min mit Brüdendampf auf etwa 90 bis 100° C erwärmt und in dosierter Menge (2) durch das Niederdruckventil (3) in die horizontale Dämpfkammer mit Schnecke (4) weitergefördert. Hier erfolgt eine weitere Erwärmung mit Brüdendampf bei einem Überdruck von ca. 1 bar auf 120° C. Die abgeschiedenen übel riechenden Gase gehen zur Brüdenkondensation. Die vorgedämpften Hackschnitzel fallen in das Standrohr (5) mit Niveauregelung (LC = level control) und werden mit frischer —• Kochflüssigkeit (—• Weißlauge) über ein Hochdruckdrehventil (6) zum oberen Einlass des Imprägnierkessels (7) gespült. Der Überschuss des LCKreislaufs wird in die Weißlauge zurückgeführt, nachdem die Brüden abgetrennt und zusätzlich zur Vordämpfung verwendet wurden. Ein Separator (7a) scheidet die Kochflüssigkeit ab, die bei ca. 12 bar im Kreislauf geführt wird. Der Überschuss dieses Kreislaufs füllt als Leckage über das Hochdruckdrehventil den LC-Kreislauf auf. Die etwa 40-minütige Imprägnierung mit teilweise verbrauchter Kochflüssigkeit (—• Schwarzlauge aus dem Extraktionssieb (8c) des Kochers (8)) erfolgt im Imprägnierkessel. Die dünneren Pfeile im Imprägnierkessel geben die Laugenfließrichtung an (oben Gleichstrom (7b), unten Gegenstrom zu den absinkenden Hackschnitzeln). Mittels heißer Weißlauge erfolgt der Transport vom Auslass des Imprägnierkessels (7c) zum Kocher (8). Am Kocherkopf scheidet ein Separator (8a) Kochflüssigkeit ab, die zum Imprägnierkessel geführt wird. Alle Kreisläufe im Kocher werden durch Abzug der Kochflüssigkeit durch

192

zu den Wärmetauschern

@

Dampf

Brüden zur Kondensation

L·

Waschlauge

Kamyr-Kocher fur Sulfatzellstoff

radiale Ringsiebe, —» Umwälzpumpen und Wiedereinführung über Rohrleitungen in den Kocher gebildet. Durch die geregelte Zugabe von Weißlauge in alle Kreisläufe an den dargestellten Punkten können die Durchströmung und die Alkalität im Kocher genau gesteuert und z.B. an verschiedene Rohstoffe angepasst werden. Die Strömung im Kocher entsteht, indem in einem Kreislauf saugseitig vor der Umwälzpumpe Weißlauge zugefügt wird, so dass bei der Rückführung im Kocher ein Überschuss an Lauge vorhanden ist, der zur Absaugstelle, dem Extraktionssieb (8c), strömt. (Die Strömungsrichtung der Kochflüssigkeit ist durch Pfeile verdeutlicht.) Zwischen (8b) und (8c) ist sie im Gleichstrom mit den Hackschnitzeln, von allen unteren Sieben (8d, 8e und 8f) her im Gegenstrom zu den absinkenden Hackschnitzeln. Das Ringsieb (8b) dient zur Niveaubegrenzung der Flüssigkeitssäule nach oben hin, d.h. der oberste Raum des Kochers steht unter Dampfatmosphäre. A m Extraktionssieb (8c) werden heiße —• Ablauge (Schwarzlauge) für die Imprägnierung und der Überschuss für die

Weiterleitung in die —> Chemikalienrückgewinnung abgezogen. Die Brüden der Abiaugenentspannung (Entspanner (9)) werden als Heizdampf genutzt, der überschüssige Brüdendampf wird kondensiert (z.B. Terpentingewinnung, —• Terpentin), der nichtkondensierbare Anteil geht in den —* Rückgewinnungskessel (Vermeidung von Geruchsproblemen). Die Temperatursteuerung der an den Ringsieben (8e) und (8f) abgezogenen Kochflüssigkeit erfolgt mit —> Wärmetauschern (10) so, dass die isothermale Behandlung im ganzen Kocher sichergestellt ist. Die Aufheizung geschieht indirekt mit Mitteldruckdampf (z.B. 14 bar). Die Kochtemperatur beträgt z.B. bei —• Nadelholz nur 160° C. Die Aufenthaltszeit beläuft sich auf insgesamt etwa 4 Stunden (je 2 Stunden in Gleichstromund in Gegenstromführung der Kochflüssigkeit). Mit relativ kalter Waschlauge wird bei etwa 90° C ausgetragen (8g) und im Diffuseur (—• Diffüseurwaschanlage) gewaschen. Wenn die Temperatur höher ist, muss in den —• Blastank entleert werden, der eine Puffer-

193 funktion vor dem Diffuseur übernimmt. Ein nach diesem Verfahren schonend aufgeschlossener —• Nadelholzzellstoff hat bei hoher Ausbeute, niedrigem Splitteranteil und guten Festigkeiten eine —• Kappa-Zahl von etwa 22 und ist damit chlorfrei bleichbar ( - • TCF-Bleiche). Die Leistungs- bzw. Dimensionierungsdaten eines kontinuierlichen Kochers für Zellstoff aus Holz sind etwa: max. 40 t/d Zellstoff je m 2 Kocherquerschnitt; 1 bis 1,2 m 3 Kochervolumen je t/d. Gesamter DampfVerbrauch: 0,8 bis 1 t/t Zellstoff. Kocherkapazität bis zu etwa 1 800 t/d. Neben dem Kamyr-Kocher gibt es mehr als 10 weitere kontinuierliche Kocher mit waagerechter, schräger oder senkrechter Hackschnitzelbewegung, wobei die Hackschnitzel durch Förderschnecken, Kolben u.ä. oder Drehen des Kochers bewegt werden. Derartige Kocher haben jedoch kleinere Kapazitäten (bis ca. 300 t/d) und werden häufiger beim Aufschluss von —» Einjahrespflanzen und bei HalbzellstoffVerfahren (—• Halbzellstoff) eingesetzt. DA

Kontinuierlicher Pulper (continuous pulper) —> Pulper

Kontrast (contrast) Kontrast ist ganz allgemein ein Begriff für den auffallenden Unterschied zwischen 2 Stellen. Er findet vor allem im Bereich der visuellen Wahrnehmung und der —•Fotometrie Anwendung. Dabei bezieht sich der Kontrastbegriff sowohl auf den Hell-DunkelKontrast als auch auf den Farbkontrast. Der Hell-Dunkel-Kontrast wird nach Simultan» und Sukzessivkontrast unterschieden. Der Simultankontrast meint das Verhältnis der —• Leuchtdichten von benachbarten Flächen. Der Sukzessivkontrast bezeichnet den Kontrast zeitlich aufeinander folgender Helligkeitsunterschiede (—• Helligkeit). Der Simultankontrast wird in der Netzhaut durch die nervliche Verschaltung der rezeptiven

Elemente - die laterale Inhibition - verstärkt, so dass Hell-Dunkel-Kanten besonders hervortreten (z.B. Mach'sche Streifen) und z.B. die Kontrastempfindung für Liniengitter von der Ortsfrequenz abhängig ist und ein Maximum zwischen 2 und 6 Linienpaare/Grad (je nach Umfeldleuchtdichte) hat. Als Maß für den Simultankontrast oder die Modulation M findet man bei der Bewertung von Liniengittern u.ä. häufig folgende Beziehung angegeben: jyj _ S max - S M I N _ A SMAX + S M I N

S

mit SMAX· SMIN·

M: A: S:

Maximale Schwärzung/Helligkeit Minimale Schwärzung/Helligkeit Kontrast bzw. Modulation Amplitude der Helligkeit Mittelwert der Helligkeit

Bisweilen bezeichnet man bei fotografischen Schichten auch die Gradation des Materials als Kontrast. Man benutzt den Kontrast häufig auch, um das Übertragungsverhalten von z.B. Filmen, Objektiven oder ganz allgemein von Signalübertragungssystemen zu beschreiben. Verbreitet ist die Anwendung der Kontrast- oder Modulationsübertragungsfunktion, die den übertragenen Kontrast eines sinusförmigen Helligkeitsverlaufs als Funktion der Ortsfrequenz darstellt (—> Auflösungsvermögen). UR Kontrastfarben (contrast colors) —• Farbenlehre

Konvektionstrockner (convection dryer) Unter Konvektionstrockner versteht man lufttechnische Trocknungseinrichtungen, die durch konvektiven Wärme- und Stofftransport die Papierbahn trocknen (—> Konvektionstrocknung). Da die freie Konvektion zu wenig effektiv ist, arbeitet man in der Praxis meist mit erzwungener Konvektion (—• Prall-

194 Strömtrocknung). Dazu wird aufgeheizte Luft mit hoher Geschwindigkeit auf die Papierbahn geblasen. Hierbei überträgt die Luft einen Teil ihres Wärmeinhalts an die Papierbahn, wobei sie sich abkühlt. Gleichzeitig nimmt sie den entstehenden Wasserdampf auf und transportiert ihn ab. Damit bleibt die Temperatur an der Oberfläche der Bahn niedrig, was die —> Verdampfungsleistung erhöht und, wie z.B. bei der Strichtrocknung (—> Strich), die gewünschte Produktqualität gewährleistet. Einrichtungen zur Konvektionstrocknung in der Papierindustrie sind vor allem —• Düsenhauben, —> Düsentrockner in Flach- und Kreisbahnanordnung, —> Durchströmtrockner und im weiteren Sinne auch die Einrichtungen zur Haubenbelüftung, wie —> Blaskästen und —• Blaswalzen zur —• Taschenbelüftung. HO Konvektionstrocknung (convection drying) Bei der Konvektionstrocknung wird die zur Entfernung des Wassers notwendige Wärmeenergie durch ein strömendes Fluid (in der Regel Luft) auf das Trocknungsgut übertragen. Entsprechend der Luftführung lässt sich die Konvektionstrocknung weiter unterteilen in Prallström-, Parallelström- und —> Durchströmtrocknung (Abb.). Djisenplatte Heißluft Papierbahn undurchlässige, feste Unterlage Prallströmtrocknung (1), Parallelströmtrocknung (2)

Allen Konvektionstrockenverfahren gemeinsam ist der gekoppelte Wärme- und Stoffaustausch. Die heiße Luft gibt Wärme an die zu trocknende Bahn ab und transportiert gleichzeitig den austretenden Wasserdampf ab. Während bei der Prallströmtrocknung die Luft mit hoher Geschwindigkeit (bis 150 m/s) senkrecht auf das Papier geblasen und von Absaugeinrichtungen wieder abgezogen wird,

streicht bei der Parallelströmtrocknung die Heißluft im Gleich- oder Gegenstrom mit niedriger Geschwindigkeit an der Bahnoberfläche entlang. Der Vorteil des Prallströmverfahrens liegt in einer schnelleren und gleichmäßigeren Trocknung, da die Luft nur kurze Wege auf der Papieroberfläche zurücklegt und daher weniger stark mit Wasserdampf beladen wird als im Parallelstrom. Mit dem Prallströmverfahren lassen sich daher höhere Trocknungsleistungen und damit kürzere Trockenstrecken realisieren. HC

Konventionelle Quermesserpartie (conventional cut-off station) Die konventionelle Quermesserpartie eines —•Querschneiders besteht aus einem Messerbalken und einer rotierenden Messertrommel (Abb.). Auf dem Messerbalken (1) ist das Untermesser (2), auf der Messertrommel (3) das Obermesser (4) befestigt. Die Messertrommel dreht immer gleichmäßig. Die Drehzahl ist abhängig von der gewünschten Formatlänge. Dadurch bedingt ist die Umfangsgeschwindigkeit des rotierenden Obermessers bei kurzen Formaten größer und bei langen Formaten niedriger als die Geschwindigkeit der Papier- oder Kartonbahn. Der Schnitt der Papier- oder Kartonbahnen erfolgt nicht gleichzeitig über die gesamte Arbeitsbreite, sondern verläuft scherenschnittartig von der einen zur anderen Maschinenseite. Hierzu werden der Untermesserbalken und die Obermessertrommel nicht rechtwinklig zur durchlaufenden Papier- oder Kartonbahn befestigt, sondern schwenkbar mit einem einstellbaren Winkel dazu. Dieser Winkel muss bei Formatumstellungen entsprechend verändert werden, um rechtwinklige Bogen schneiden zu können. Die geschnittene Formatlänge wird durch das Drehzahlverhältnis zwischen der —> Vorziehpartie und der Obermessertrommel bestimmt. Diese stufenlose Einstellung wird durch ein regelbares Getriebe (PIV-Getriebe) zwischen Vorziehwalzen und Antrieb der Obermessertrommeln realisiert.

195 scheidungsprozesse. Das Kooperationsprinzip ist eine Ausprägung des Demokratieprinzips. Es besagt, dass alle betroffenen gesellschaftlichen Gruppen und Bürger frühzeitig am umweltpolitischen Willensbildungs- und Entscheidungsprozess zu beteiligen sind. Die Bundesregierung hat das Kooperationsprinzip als Leitbild für die Gestaltung der —> Umweltpolitik im Umweltbericht 1976 festgelegt. Insbesondere die Industrie ist von Umweltschutzmaßnahmen häufig betroffen. Auch die —• Freiwillige Selbstverpflichtung der —»AGRAFA folgt dem kooperativen Leitbild. Das Kooperationsprinzip ist in vielen gesetzlichen Regelwerken niedergelegt. So sind z.B. in § 60 —> Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz (KrW-/AbfG) beim Erlass von Rechtsverordnungen und Allgemeinen VerMesserbalken und Messertrommel in einer konwaltungsvorschriften die beteiligten Kreise ventionellen Quermesserpartie (Quelle: Jagenberg) anzuhören. Die Papierindustrie ist bei diesen KT Anhörungen stets durch den Verband Deutscher Papierfabriken (VDP) vertreten. Konverter Kooperation kann auch als Koordinie(converter) rungsmechanismus zur Internalisierung exIn einem Konverter wird zur enzymatischen terner Effekte verstanden werden. Betroffene —> Stärkeaufbereitung die aufgelöste —» Stärvon Umweltmaßnahmen können sich zu ke mit Enzymen unter Zugabe von Dampf Kollektiven zusammenschließen und dadurch angereichert und dann in den Inaktivator zur daran mitwirken, dass die EntscheidungsfolStabilisierung der Stärke geleitet. gen, die sie selbst tragen müssen, begrenzt bleiben. So gibt es die Möglichkeit von regionalen Zusammenschlüssen, wie z.B. Wasser- und Abwasserverbänden. Aber auch Vereine, Verbände oder Genossenschaften gehören dazu. § 18 KrW-/AbfG sieht z.B. die Wahrnehmung von Aufgaben durch SelbstverwalSTARKE tungskörperschaften der Wirtschaft vor. Die Kammern können danach „Einrichtungen ZUM HAKT ÌY ATOP bilden, die von den Erzeugern und Besitzern e 3k von Abfällen mit der Erfüllung ihrer Verwertungs- und Beseitigungspflichten beaufBeispiel eines Stärkekonvertors (Quelle: GAW) tragt werden können." KT Literatur: Kooperationsprinzip Hartkopf, G.; Bohne, E.: Umweltpolitik. (cooperative principle) Bd. 1., Opladen: Westdeutscher Verlag, 1983 Das Kooperationsprinzip ist ein Leitbild für die Ausgestaltung umweltpolitischer Ent-

wm

196 Kibat, K.-D.: Wasserverbände als Träger der Gewässergütepolitik. München: Ifo-Institut für Wirtschaftsforschung, 1987 (IFO-Studie zur Umweltökonomie, Bd. 7) Rat von Sachverständigen für Umweltfragen: Umweltgutachten 1974. Stuttgart, Mainz: Kohlhammer, 1974 KI

Kopale (copal resins) Kopale zählen zu den Naturharzen, die als fossile Harze (Baumharze) mehr oder weniger tief in der Erde gefunden werden. Sie bestehen hauptsächlich aus —> Harzsäuren. Daneben enthalten sie Resene und ätherische Öle. Sie werden nach ihrer Reinigung als Bestandteil von —• Bindemitteln für —> Druckfarben eingesetzt. Fest eingebürgert haben sich die Bezeichnungen für Kopale im engeren Sinne, die aus Ost- und Westafrika (z.B. Kongokopal) sowie aus Südamerika stammen, und für Kopale im weiteren Sinne, wie Manila- und —> Kaurikopal, für deren Herkunft Agathisarten als Stammpflanzen angegeben werden. Lösungen von Kopal in —> Ethanol werden für das —• Lackieren von Druckerzeugnissen unter der Bezeichnung Etikettenlack verwendet. Sie ergeben einen hohen —> Druckglanz. RO Kopie (copy) Eine Kopie ist ein von einem Original, sei es ein Diapositiv, Foto, Druck, Rasterfilm, Halbtonfilm in Kontakt oder durch Projektion angefertigtes Abbild auf demselben oder einem anderen Material. Im engeren Sinn handelt es sich um jene Produktionsstufe im —• Offset-, —• Flexo- oder —• Siebdruck, bei der die —> Druckform auf fotomechanischem Weg von einem Rasterfilm im Kontakt oder durch Projektion hergestellt wird (—• Kopierverfahren). DO

Kopiergerät ( duplicator , copier, step - and repeat machine) 1. Gerät zur Anfertigung von Kopien mithilfe von Bürokopiergeräten (—> Vervielfältigungsverfahren). 2. Mit einem Kopiergerät werden in der Drucktechnik Kontaktkopien mit Vakuumunterstützung hergestellt. Es wird für die Umkopie von Filmen und für die Herstellung von —> Druckplatten verwendet. RepetierKopiermaschinen sind Geräte zur Plattenkopie, mit denen Nutzenkopien von Filmvorlagen auf größere Platten erzeugt werden, z.B. im Verpackungsdruck. Projektionskopiersysteme, wie OptiCopy™ oder Sixt RHI™, erzeugen Kopien von Seitenfilmen auf bogengroße Filme oder Platten. DO

Kopierlack (copying resist, photoresist) Als Kopierlack bezeichnet man einen lichtempfindlichen Lack, der durch —> Belichtung im UV-Bereich löslich (positive resist) oder unlöslich (negative resist) wird. Der Kopierlack auf einer Offset-Positivdruckplatte besteht meist aus Diazoverbindungen in Verbindung mit Kunststoffen. Er wird nach Belichtung über ein Rasterpositiv an nichtbildführenden Partien löslich (positive resist), so dass er durch den Entwickler (verdünnte Natronlauge) ausgewaschen werden kann. Die bildführenden, farbannehmenden Partien werden durch den Entwickler dagegen nicht angegriffen. Bei Negativplatten, die überwiegend im Zeitungsoffsetdruck (—> Zeitungsdruck) eingesetzt werden, werden die bildführenden Partien durch Belichtung unlöslich und der Kopierlack (negative resist) wird an den nichtbildführenden Partien beim Entwickeln herausgewaschen. Bei beiden Verfahren bleiben nach dem Entwickeln der Platte nur die bildführenden Partien der Druckplatte farbannehmend. Im Kontakt mit den Farbwalzen einer —• Druckmaschine werden somit nur die bildführenden Partien der —• Druckplatte eingefärbt, und die —• Druckfarbe wird bildmäßig übertragen.

197 Auch bei der —> Tiefdruckätzung dient ein Kopierlack zur Herstellung von Näpfchen, die entsprechend den Anforderungen des zu druckenden Bilds auf dem Druckzylinder angeordnet sind und für die bildmäßige Übertragung der dünnflüssigen Druckfarbe auf den —» Bedruckstoff sorgen. Der Kopierlack besteht aus einer Gelatineemulsion, die nach dem Auftrag auf ein Pigmentpapier durch 2- bis 3-minütiges Eintauchen in eine 2- bis 3-%ige wässrige Kaliumdichromatlösung lichtempfindlich (UVBereich) gemacht wird. Die Gelatineschicht wird bei Raumtemperatur getrocknet, wobei sie durch Kontakt mit einer Glas- oder Chromplatte eine vollkommen glatte Oberfläche erhält. Nach der Trocknung wird sie 7 bis 10 Tage im Dunkeln und kühl gelagert. Um Kopierlackschichten mit reproduzierbaren Eigenschaften zu erhalten, müssen die Dichromatkonzentration des Bades und die Temperatur genau kontrolliert werden. Die Lichtempfindlichkeit der Schicht dient dazu, sie durch die Belichtung zu härten bzw. unlöslich zu machen (negative resist). Der Grad der Härtung ist dabei von der Stärke bzw. der Dauer der Belichtung abhängig. Wenn die lokale Belichtung durch ein Diapositiv mit Lichter- und Schattentönen gesteuert wird, bedeutet dies, dass die Schicht in dunklen (Schattenton) Bereichen nur wenig, in hellen Bereichen (Lichter) dagegen stark gehärtet wird. Dadurch bleibt sie nur in Schattentonbereichen löslich. Durch eine zweite Belichtung durch ein regelmäßiges Rasterpositiv (z.B. Rasterweite 70/cm) wird die Härtung lokal aufgerastert. Nach dem Aufbringen dieser Kopierlackschicht auf die Kupferschicht eines Tiefdruckzylinders wird dieser in mehreren Arbeitsgängen geätzt (—> Tiefdruckätzung). RO

Kopierpapier (copy paper) Grundsätzlich handelt es sich bei Kopierpapier um jedes Papier für Vervielfältigungen, das ein —• holzfreies oder —• holzhaltiges Papier sein kann, einschließlich —• Recyclingpapier. Die flächenbezogene Masse reicht

von 70 bis 120 g/m 2 . Im allgemeinen Sprachgebrauch bezieht sich aber Kopierpapier auf elektrofotografische Verfahren. Bei diesen auch als —> Xerographie bezeichneten Kopierverfahren werden das Originalbild durch Belichtung in Form von lokaler elektrostatischer Aufladung auf eine Trommel übertragen und ein Trockentoner entsprechend dem Ladungszustand auf die Papieroberfläche gelegt. Bei Temperaturen über 100° C wird der —»Toner fixiert. Kopierpapier muss eine ausreichende Tonerhaftung gewährleisten und darf keine toxischen Stoffe bei der Erwärmung in der Fixierstation abgeben. Grundsätzlich entsprechen die Zusammensetzung und die flächenbezogene Masse den —> Büropapieren. Die —> Biegesteifigkeit, die —• Glätte und ggf. die elektrische Leitfähigkeit sowie die freie Oberflächenenergie müssen den hohen Anforderungen an die Durchlaufeigenschaften schneller SchwarzweißKopierer angepasst werden. In zunehmendem Maße werden Farbkopierer eingesetzt. Wegen der grafischen Gestaltungsmöglichkeiten dieser Kopierer werden verstärkt auch —> gestrichene Papiere verwendet und der Bereich der flächenbezogenen Masse bis zu ca. 200 g/m 2 ausgeweitet. PA

Kopierverfahren (duplicating, making of the printing form) Kopierverfahren sind im weitesten Sinn alle Verfahren zur Wiedergabe von Vorlagen. Im engeren Sinn handelt es sich um die Herstellung von —* Druckformen von einer Vorlage durch optische Übertragung. Kopiervorlagen können Durchsichtvorlagen (z.B. Filme) oder Aufsichtvorlagen (z.B. Papier) sein. Die Übertragung erfolgt durch Belichten (im sichtbaren Bereich des Spektrums) oder Bestrahlen (außerhalb des sichtbaren Bereichs) im Kontakt oder durch Projektion. Der Druckformrohling, im —> Offsetdruck die —> Druckplatte, trägt eine lichtempfindliche Kopierschicht, die entweder beim Hersteller (Vorbeschichtung) oder erst in der Druckerei (Selbstbeschichtung nur noch im —• Siebdruck) aufgebracht wird. Nach ihrer fotochemischen Reaktion unterscheidet man po-

198 sitiv und negativ reagierende Kopierschichten. Bei ersteren sind die belichteten Stellen bei Entwicklung löslich, bei letzteren sind sie unlöslich. DO

Korrosion (corrosion) Korrosion bezeichnet das Angreifen und die allmähliche Zerstörung von Werkstoffen durch chemische oder elektrochemische Reaktionen mit ihrer Umgebung. Dabei umfasst der Begriff Korrosion alle Werkstoffe, Baustoffe und Kunststoffe; technisch am bedeutsamsten ist aber die Korrosion metallischer Werkstoffe.

Elektrochemische Korrosion mit Schwefelsäure (H2SO4) als Elektrolyt (Fe: Eisen, Ni: Nickel)

Bei der Mehrzahl der Reaktionen zwischen Metall und umgebendem Medium handelt es sich um elektrochemische Prozesse, bei denen also die Korrosion durch die Anwesenheit eines Elektrolyten ausgelöst wird. Als Elektrolyt kann z.B. eine verdünnte —• Säure bzw. —• Lauge oder Salzwasser wirken. Charakteristisch für einen elektrochemischen Korrosionsangriff ist das Vorhandensein von kathodisch und anodisch wirksamen Stellen, die räumlich voneinander getrennt liegen, mit einer Elektrolytlösung bedeckt und leitend miteinander verbunden sind. Daher muss man zwischen sog. Makroelementen (z.B. beim Zusammentreffen zweier verschiedener Metalle bei Flansch-, Niet- und Lötverbindungen) und Lokalelementen unterscheiden. So können sich bei einer heterogenen Legierung

aufgrund der unterschiedlichen Gefügebestandteile anodische und kathodische Bezirke bilden. Auch die unvollkommene Bedeckung eines Metalls mit einer Schutzschicht aus edlerem Metall kann zur Bildung eines Lokalelements führen (Abb.). Unter dem Einfluss einer Säure als Elektrolyt geht das unedlere Metall (hier: Eisen) unter Elektronenabgabe in Lösung (anodischer Teilprozess). Die Elektronen bleiben auf der Metalloberfläche zurück und wandern zum edleren Metall. Dabei kommt es an der Grenzfläche Metall-Elektrolyt zur Entladung der H + -Ionen unter Bildung von Wasserstoff (kathodischer Teilprozess). Eine Beschleunigung der Korrosion tritt in der Regel immer dann ein, wenn zusätzlich mit dem Angriff des korrosiven Mittels noch mechanische Beanspruchungen einwirken. Zusätzliche Zugspannungen führen dann zur Spannungsrisskorrosion, mechanische Wechselbeanspruchungen zur Schwingungsrisskorrosion oder Korrosionsermüdung. HC

Korrosionsschutzmittel (corrosion protection agents) Zu den Korrosionsschutzmitteln werden alle Materialien gezählt, die einen passiven Schutz metallischer Oberflächen gegen korrodierende Medien (z.B. Säuren, Gase, aggressive Dämpfe, Schmelzen) gewährleisten. Korrosionsschutzmittel können fester, pastöser oder flüssiger Natur sein. Feste Korrosionsschutzmittel (z.B. Kunststofffolien und -bänder) lassen sich durch Kleben, Wickeln, Aufwalzen oder Aufschmelzen auf die zu schützende Oberfläche aufbringen. Pastöse Korrosionsschutzmittel werden durch Aufstreichen und flüssige durch Tauchen, Streichen, Sprühen oder mittels elektro-chemischer Verfahren aufgebracht. Anorganische Korrosionsschutzmittel sind auf Bleimennige-, Zinkstaub-, Zinkchromat-, Eisenoxid-, Phosphat- und Borat-Basis aufgebaut und werden meist als Grundanstriche verwendet. Im Gegensatz dazu werden organische Korrosionsschutzmittel auf z.B. Alkydharz-, Chlorkautschuk-, Phenolformaldehydharz-, Polyurethan- und Acrylharz-Basis

199 häufig als Deckanstrich oder als Schutzhaut aufgebracht. Im weiteren Sinn kann auch das Einölen, Einfetten oder Einwachsen von metallischen Oberflächen den Korrosionsschutzmaßnahmen zugeordnet werden. Mit Korrosionsschutzmitteln werden auch Papiere imprägniert oder beschichtet, die durch Abgabe geeigneter Stoffe in der Dampfphase oder durch dichten Kontakt das verpackte Gut vor —» Korrosion schützen (—• Korrosionsschutzpapier). Auf diese Weise wird z.B. das Rosten von Eisenteilen, aber auch das Anlaufen von Silberwaren und das Blindwerden von Aluminium und Kupfer verhindert. Als Korrosionsschutzmittel geeignet sind z.B. —• Wachse, Kunststoffdispersionen, Ester sowie Salze organischer Säuren und Amine. HA

Korrosionsschutzpapier (anti-tarnish paper) Imprägniertes oder beschichtetes Papier, das durch Abgabe von Stoffen in Dampfphase oder durch direkten Kontakt andere Stoffe, z. B. Packgut, vor —> Korrosion schützt (DIN 6730). Korrosionsschutzpapiere haben die Aufgabe, die durch Feuchtigkeit, Sauerstoff oder andere aggressive Gase geforderte chemische Zersetzung von Metall zu verhindern. Deshalb müssen sie Wasser und Luft vom Verpackungsgut fernhalten. Es handelt sich meistens um Papiere aus hochfesten -> Sulfatzellstoffen. Zu den Korrosionsschutzpapieren zählen Ölpapier, Bitumenpapier, wasserdampfdichtes Papier sowie kunststoffbeschichtete (z.B. PE-extrudierte und PVDCbeschichtete Papiere) und kaschierte (z.B. mit Aluminium-, PVC- oder PE-Folien) Papiere, die vorwiegend als Verpackungs- oder Isoliermaterial für Metallstücke Verwendung finden. Auch holzfreies, maschinenglattes Silberseidenpapier (flächenbezogene Masse ca. 18g/m 2 ) als Verpackung für Silberteile gehört zu dieser Papiergruppe. Da aber nicht immer ein ausreichender Schutz der Güter allein durch das Papier mit Barriereeigenschaften möglich ist, werden

auch Papiere mit speziellen Wirkstoffen behandelt, die ein Gas zur Bildung einer dünnen Schutzschicht um das Packgut bilden. Solche antikorrosiven Wirkstoffe, die z.T. durch Bindemittel (z.B. Stärke) auf das Papier aufgebracht werden, sind Harnstoff / Natriumnitrit oder Harnstoff / Natriumnitrit / Monoäthanolaminbenzoat als Mehrkomponenten-Dampfphaseninhibitoren oder Dicyclohexylammoniumnitrit (Dichan) als Einkomponenteninhibitor. Die Schutzwirkung solcher Papiere bleibt auch bei hoher Luftfeuchtigkeit und bei Temperaturen bis 100° C bestehen, ist jedoch zeitlich begrenzt (1 bis 2 Jahre). RH Kosten (costs) Kosten sind der monetär bewertete Einsatz an Produktionsfaktoren zur Herstellung und Marktverwertung von betrieblichen Leistungen und Gütern sowie zur Aufrechterhaltung der hierfür notwendigen Produktionskapazitäten. Die monetäre Bewertung der Inputfaktoren kann entweder über Marktpreise oder über Opportunitätskosten erfolgen. Während Marktpreise die Anschaffungskosten oder die Herstellungskosten bei selbst erstellten Gütern und Anlagen darstellen, bezeichnen Opportunitätskosten diej enigen Kosten, die wegen der Gebundenheit der finanziellen Mittel aus dem Verzicht auf alternative Aktivitäten resultieren (z.B. der Verzicht auf die alternative Produktion eines anderen Guts, das am Markt ggf. höhere Erlöse bringen würde. Die entgangenen Mehrerlöse, vermindert um die eventuellen Mehrkosten bei der Erzeugung des alternativen Guts, sind in diesem Fall die Opportunitätskosten). In der betrieblichen Kosten- und Leistungsrechnung werden Kosten weiterhin unterschieden in fixe und in variable Kosten. Fixe Kosten fallen unabhängig von der produzierten Menge an (z.B. Abschreibungen auf Papiermaschinen und Fabrikgebäude), während variable Kosten mit der Produktionsmenge korreliert sind (wie Rohund Halbstoffkosten, z.B. Zellstoff). Die Summe aus fixen und variablen Kosten sind die totalen Kosten oder Gesamtkosten.

200 Stückkosten sind die auf eine produzierte oder verkaufte Mengeneinheit bezogenen totalen Kosten (durchschnittliche totale Kosten). Grenzkosten bezeichnen die Veränderung der totalen Kosten bei einer infinitesimal kleinen Änderung der Produktionsmenge. Im betrieblichen Rechnungswesen werden je nach dem Zweck der Kostenermittlung oder Verrechnung weitere Kostendifferenzierungen vorgenommen, wie Ist- und Plankosten, Bestell-, Lager- und Transportkosten. Volkswirtschaftlich wird unterschieden zwischen privaten Kosten, die in Unternehmen entstehen, und sozialen Kosten, die der Volkswirtschaft als Ganzes entstehen, worunter z.B. auch die Kosten für die Beseitigung von Umweltschäden fallen, für die die Gesellschaft in ihrer Gesamtheit aufkommen muss. PL

Kraftanlage (power plant) Als Kraftanlagen bezeichnet man alle Anlagen, die aus Primärenergie die gewünschte Endenergie (in Form von Strom und/oder Wärme) produzieren. Primärenergieträger sind z.B. fossile Stoffe, wie Kohle oder Erdöl, deren gespeicherte chemische Energie in Kraftanlagen durch Verfeuerung zur —> Dampferzeugung genutzt und in Strom sowie Prozesswärme umgewandelt wird. Den Primärenergieträgern sind auch spaltbare Materialien (z.B. Uran) zuzurechnen, deren Kernenergie genutzt wird. Weiterhin zählen zu den Primärenergien die regenerativen Energien, wie Sonnen-, Wind- und geothermische Energie sowie Gezeitenenergie. Um die Primärenergie in eine nutzbare Energieform (Strom oder Prozesswärme) umzuwandeln, kommen Windkonverter, Wasserkraftwerke und thermische Kraftanlagen zum Einsatz. Die thermischen Kraftanlagen, auch Wärmekraftwerke genannt, haben weltweit den größten Anteil an der Produktion von Energie in Form von elektrischer Energie, Wärme oder Prozessdampf. Kennzeichen der Wärmekraftwerke ist die Umwandlung der Primärenergie über den thermi-

schen Energiepfad in Zielenergie. Dabei wird die mittels Verbrennung oder ähnlicher Prozesse freigesetzte Wärmeenergie zunächst an ein Arbeitsmedium (z.B. Wasser, Gas) übertragen, das anschließend direkt oder über Energiewandler, wie —»Turbinen, die gewünschte Form der Endenergie liefert. In der Zellstoff- und Papierindustrie werden neben fossilen Energieträgern (in Deutschland vor allem —> Erdgas) auch —• Abfälle aus Sortierprozessen sowie Kocherablaugen (—> Ablauge) der Verbrennung zugeführt und über Turbinen (—•Dampfturbine) sowie direkt als Prozessdampf die benötigte Energieform bereitgestellt. Diese gleichzeitige Bereitstellung von elektrischer und thermischer Energie wird als Kraft-Wärme-Kopplung bezeichnet und trägt dazu bei, den Gesamtwirkungsgrad der Anlage - im Vergleich zur reinen Stromerzeugung (Verstromung) - zu erhöhen und so die Energiekosten zu senken. HC Kraftfahrzeugsteuer für Radlader und Stapler (motor vehicle tax, fork-lift trucks tax) Aus den Finanznachrichten des Bundesfinanzministeriums (BMF) vom 5. Juni 1997 ist ersichtlich, dass seit dem 25. April 1997 nach § 18 I I Straßenverkehrszulassungsordnung (StVZO) von den Vorschriften über das Zulassungsverfahren ausgenommene Fahrzeuge steuerpflichtig sind, die als selbstfahrende Arbeitsmaschinen mit einer durch die Bauart bedingten Höchstgeschwindigkeit von mehr als 20 km/h angesehen werden müssen. Offen ist, ob nicht sogar aufgrund des Gesetzeswortlauts auch Maschinen mit nur mehr als 6 km/h Höchstgeschwindigkeit erfasst sind. Von einigen Steuerrechtlern wird die Rechtmäßigkeit der oben genannten Bestimmung bezweifelt, weswegen bei entsprechenden Bescheiden Rechtsrat eingeholt werden sollte. Jedenfalls besteht überhaupt keine Pflicht zur Kraftfahrzeugsteuer, wenn das betreffende Fahrzeug nicht am öffentlichen Verkehr teilnimmt (unabhängig von der Frage der Höchstgeschwindigkeit). MR

201 Krafthaltige Sorten (kraft qualities) —• Altpapiersorten

Kraftliner (kraftliner) —• Deckenpapier

Kraftpapier (kraft paper) Kraftpapier wird vornehmlich aus langfaserigem Nadelholz—• Sulfatzellstoff (Kraftzellstoff) auf —> Langsiebmaschinen hergestellt und darf höchstens 20 % —• Altpapierstoff in Form von —> krafthaltigen Sorten (z.B. gebrauchte Papiersäcke) enthalten. Das maschinenglatt produzierte Papier (—> maschinenglattes Papier) bewegt sich in einem Bereich der flächenbezogenen Masse zwischen 60 und 115 g/m 2 und wird vor allem für die Herstellung von —> Papiersäcken verwendet. Zur Erfüllung hoher mechanischer Eigenschaften muss dieses Papier neben ausreichender —> Bruchkraft über eine hohe —• Bruchdehnung verfügen, woraus ein hohes —• Arbeitsaufnahmevermögen resultiert. Dünnes, einseitig glattes Kraftpapier von 20 bis 22 g/m 2 dient z.B. als Flascheneinwickler und zum Einschlagen von Metallwaren. Die einseitige Glätte wird in einer —> Selbstabnahmemaschine mithilfe eines —• Glättzylinders erzeugt. GG

Kraft-Wärme-Kopplung (cogeneration) Die Kraft-Wärme-Kopplung dient der Verringerung von Energieverlusten bei der Nutzung von Energie in Form von Primärenergie (Kohle, Öl oder —• Erdgas) durch Erhöhung der Nutzenergiemenge (Endenergiemenge) bei einer gegebenen Primärenergiemenge. Es können 2 Varianten unterschieden werden: 1) Krafterzeugung auf einem hohen Temperaturniveau und nachgeschaltet eine Wärmenutzung auf niedrigem Temperaturniveau. Eine typische Anwendung ist die Erzeugung

mechanisch-elektrischer Energie in einem Kraftwerk mit nachgeschalteter Dampfnutzung als Prozessdampf (z.B. zur Trocknung in der —• Trockenpartie von Papiermaschinen). Diese Konstellation ist in der Papiererzeugung häufig anzutreffen, da hier sowohl elektrische Energie (z.B. —• Altpapieraufbereitung, —• Schleiferei) als auch thermische Energie (als —• Heizdampf für die Trocknung von Papier) in großem Umfang erforderlich sind. 2) Umgekehrt kann auch einem auf hohem Temperaturniveau ablaufenden thermischen Prozess eine Energienutzung bei niedrigerer Temperatur nachgeschaltet sein. Bei dieser Energienutzung kann es sich sowohl um eine Umwandlung in mechanische Energie als auch um eine erneute thermische Nutzung handeln (—> Wärmerückgewinnung). Die Wärmenutzung wird durch den thermischen Wirkungsgrad beschrieben. Dieser ist das Verhältnis von geleisteter Arbeit zu aufgewendeter Wärmeenergie. Die zugrunde gelegte Wärmeenergie ist die aus einem Brennstoff gewinnbare Energie bzw. der Wärmeinhalt des eingesetzten Dampfs. Die geleistete Arbeit ist entweder die an der Welle einer Antriebsmaschine geleistete Arbeit bzw. die in einem Generator erzeugte Energie. Die Kraft-Wärme-Kopplung ist in einem Kraftwerk einer Papierfabrik durch einen thermischen Wirkungsgrad um 85 % gekennzeichnet. DE

Kratzer (scratch) Unter Kratzer wird allgemein eine linienoder mäanderformige Beschädigung einer Oberfläche verstanden. Diese Oberflächendefekte können vielfältige Ursachen haben. Sie werden entsprechend ihres Ursprungs oder der Stellen, an denen sie aufgetreten sind, bezeichnet. Im —> Offset- und —> Tiefdruck sind Beschädigungen der —> Druckformen durch harte, kratzende Bestandteile bekannt, die über —• Füllstoffe des Papiers oder Streichpigmente (—> Pigmente) erzeugt werden kön-

202 nen. Durch Ablagerungen der kratzenden Bestandteile auf dem —• Gummidrucktuch und durch die Friktion zwischen Drucktuch und —• Druckplatte wird auf den Druckformen ein Schmirgeleffekt erzeugt. Mit der Plattenabnutzung an bildfreien Partien wird ein —• Tonen des Druckbilds hervorgerufen. Durch Ablagerung von harten Partikeln an druckenden Zonen der —• Gummitücher wird vornehmlich die farbführende Schicht der Platte beschädigt, wodurch eine unsaubere Bildwiedergabe verursacht wird. Bei Tiefdruckzylindern wird im direkten Kontakt mit den Papieroberflächen eine Übertragung der harten Partikel und Anlagerung an die Farbrakel bewirkt. Eine Abnutzung des Druckzylinders in Form feiner Kratzer auf den Zylinderoberflächen fuhrt im Druckbild zu einem Mitdrucken von feinen Linien, die auch als „Telegrafendrähte" bezeichnet werden. Diese Zerstörung der Zylinderoberfläche macht in der Regel eine Auswechslung des Druckzylinders notwendig. Das Auftreten von Kratzern in den lackierten Oberflächen von Druckerzeugnissen steht meistens im Zusammenhang mit den in der Lackschicht eingeschlossenen Druckbestäubungspudern (—• Druckbestäubung). Um ein —• Abliegen der Druckfarben im Bogenstapel zu vermeiden, setzen die Drucker häufig Druckpuder auf der Basis von —• Calciumcarbonat, —• Stärke oder Zucker ein. Die Korngrößen der Druckpuder liegen deutlich über der Schichtdicke der aufgetragenen —•Lacke, so dass ein Scheuern der Puderkörner bei dem Bogentransport oder einer Weiterverarbeitung der Drucke an den Lackoberflächen möglich ist. SD

Kratzfestigkeit (scratch resistance) Die Kratzfestigkeit ist eine wichtige Eigenschaft für Druckformen im —• Offset- und —•Tiefdruck. Da die Druckformmaterialien aufgrund vielfaltiger funktionaler Anforderungen in der Kratzfestigkeit kaum wesentlich gesteigert werden können, müssen die kratzenden Bestandteile in —• Druckpapieren minimiert werden. Die kratzenden Bestand-

teile stammen meistens aus —•Füllstoffen, können aber auch aus anderen Quellen ihren Weg ins Papier finden. —• Gestrichene Papiere enthalten keine oder nur wenige kratzende Bestandteile, da im —• Strich nur sehr feinkörnige und gut aufbereitete —• Pigmente eingesetzt werden und die —• Streichfarbe vor ihrem Auftrag auf das —• Rohpapier zusätzlich wirkungsvoll gesiebt wird. Bei —•ungestrichenen Papieren mit einer gewissen —• Zweiseitigkeit findet man die kratzenden Bestandteile überwiegend auf der —• Oberseite mit ihrem höheren —•Füllstoffgehalt. Bei Verwendung des Füllstoffs —•Kaolin handelt es sich dann meist um —• Quarz und Feldspat. —•Calciumcarbonat als Füllstoff kann ebenfalls als unerwünschte Beimengung Quarzanteile in Spuren enthalten. Die Prüfmethode nach Bekk erlaubt eine semiquantitative Visualisierung der kratzenden Bestandteile. Dabei werden Papierstreifen von 10 cm Länge zwischen einer Glasplatte (Objektträger) und einer Stahlwalze unter einem Druck von 100 kPa durchgezogen. Die harten Teile in der Papieroberfläche hinterlassen auf dem Objektträger Kratzspuren, die man bei Schräglichtbeleuchtung unter dem Mikroskop deutlich erkennen und dokumentieren kann. Durch Einsatz ausreichend dimensionierter —• Cleaner in der —• Stoffaufbereitung bzw. im —• Konstanten Teil von Papiermaschinen lässt sich die Gefahr, dass kratzende Bestandteile in die Papierbahn gelangen, wesentlich vermindern. TI

Kreide (chalk) —• Calciumcarbonat

Kreiselpumpe (centrifugal pump) —• Pumpe

203 sichtspunkt des Wassermanagements maßKreislaufwasser (white water , backwater , circulation water)geblich gekennzeichnet. Eine weitere wichtige Kenngröße ist die Der Begriff Kreislaufwasser kennzeichnet mittlere Verweilzeit des Kreislaufwassers das gesamte, beim Zellstoff- und Papierherunter der Annahme einer Pfropfenströmung stellungsprozess mit Faserstoff in Berührung (auch als rechnerische Austauschzeit des kommende Wasser mit folgenden FunktioWassers bezeichnet). Je weiter die Kreisläufe nen: geschlossen werden, desto kürzer sind die Verweilzeiten für Stoff und Kreislaufwasser. • als Transportmedium für —• Fasern, Dem steht die Forderung nach großen Stapel- > Füllstoffe und Hilfsstoffe volumina (in —• Bütten) zum Ausgleich von • als Suspensionsmedium für Faserstoffe Produktionsschwankungen entgegen. Jede zum schonenden, reversiblen Aufbrechen Anlagenkonzeption ist somit immer ein der zwischen den Einzelfasern wirkenKompromiss zwischen großen Stapelvolumiden Bindekräfte (Wasserstoffbrückenna und kurzen Verweilzeiten. SW bindungen) •

• •

als Transportmittel für —> Rejekte, —• Schlämme, kolloidal und echt gelöste —> Störstoffe als Suspensionsphase in der —• Blattbildung als Hilfsstoff beim Aufbau der Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Fasern (in der —•Trockenpartie von Papiermaschinen).

Mit dem Faserstoff, den chemischen Hilfsstoffen und auch mit dem —• Frischwasser wird eine Vielzahl organischer und anorganischer Substanzen in den Produktionsprozess eingebracht. Sind diese gelöst oder so klein, dass sie sich in Sortier- und Reinigungsprozessen nicht abscheiden lassen oder nicht chemisch/physikalisch reteniert werden, reichern sie sich im Kreislaufwasser an. Aufgabe des Wassermanagements ist es, die Konzentration dieser Substanzen im Kreislaufwasser durch spezielle Reinigungseinrichtungen (z.B. Mikroflotation) oder durch Ausschleusung eines Teilstroms und Zugabe von Frischwasser zu begrenzen. Die zum Transport des Faserstoffs notwendige Wassermenge wird festgelegt durch die erforderlichen —> Stoffdichten in den einzelnen Prozessstufen (z.B. —•Reinigung oder —• Dispergierung). Dadurch wird aber auch die erforderliche —> Rückwassermenge maßgeblich bestimmt. Durch die spez. Abwassermenge in [m 3 /t Papier bzw. m 3 /t Zellstoff] wird der Herstellungsprozess unter dem Ge-

Kreislaufwirtschaft (closed cycle waste management) Die Anforderungen des Gesetzgebers an die Kreislaufwirtschaft sind in den §§ 4 bis 8 des Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes (KrW-/AbfG) geregelt. Zu den Grundpflichten der Kreislaufwirtschaft gehört die vorrangige Vermeidung von —• Abfällen durch die Verminderung ihrer Menge und Schädlichkeit sowie - falls das nicht möglich ist - die Verwertung von Abfällen. Abfälle können stofflich oder energetisch verwertet werden. Der Vorrang einer Verwertungsart kann für einzelne Stoffe durch eine Rechtsverordnung festgelegt werden. Grundsätzlich hat die umweltverträglichere Verwertungsart Vorrang. Für —> Altpapier besteht zwischen der Papierindustrie, dem Bundesumweltministerium und dem Umweltbundesamt Konsens, dass die stoffliche Verwertung die umweltverträglichste Verwertungsart ist und damit Vorrang hat. Gemäß § 4 (3) KrW-/AbfG beinhaltet die stoffliche Verwertung die Substitution von Rohstoffen durch das Gewinnen von Stoffen aus Abfällen (sekundäre Rohstoffe). Altpapier ist ein solcher marktgängiger und marktfähiger sekundärer Rohstoff, der nach anerkannten Qualitätsanforderungen der Papierindustrie in homogener Form anfällt bzw. durch geeignete Sortier- und Trennverfahren hergestellt und in der Regel gegen Erlös ver-

204 marktet wird. Damit ist Altpapier kein Abfall im Sinne von § 3 KrW-/AbfG. Die energetische Verwertung beinhaltet den Einsatz von Abfällen als Ersatzbrennstoff. Die Zulässigkeit der energetischen Verwertung orientiert sich daran, ob der • • • •

Heizwert mindestens 11 000 kJ/kg beträgt ein Feuerungswirkungsgrad von mindestens 75 % erzielt wird entstehende Wärme selbst genutzt oder an Dritte abgegeben wird und die im Rahmen der Verwertung anfallenden weiteren Abfälle möglichst ohne weitere Behandlung abgelagert werden können.

Bei Abfällen aus —> nachwachsenden Rohstoffen entfällt die Einhaltung des Heizwerts von mindestens 11 000 kJ/kg. Diese Regelung ist bedeutsam für Altpapier, aber auch für die bei der Altpapieraufbereitung anfallenden Abfälle zur Verwertung, wie z.B. Faserschlämme. Auf diese Weise kann im Einzelfall verhindert werden, dass entsprechende Anlagen der Papierindustrie, in denen Faserschlämme energetisch genutzt werden, die aber z.B. wegen eines hohen Feuchtegehalts den Heizwert nicht erreichen, zu Abfallbeseitigungsanlagen umdeklariert würden. Zu den Grundpflichten der Kreislaufwirtschaft gehört die ordnungsgemäße und schadlose Verwertung der Abfälle. Sie erfolgt schadlos, wenn eine Beeinträchtigung des Wohls der Allgemeinheit nicht zu erwarten ist, insbesondere keine Schadstoffanreicherung (z.B. —• Schwermetalle, halogenorganische Verbindungen) im Wirtschaftskreislauf erfolgt. Dies ist nachweislich beim Einsatz von Altpapier im Papierkreislauf nicht der Fall. Nur ein Appell für die Verwertung von Abfallen ist das Gebot einer hochwertigen Verwertung. Dieses ist jedoch nicht so auszulegen, dass ein „downcycling" (z.B. durch den Einsatz grafischer Altpapiere zur Erzeugung von Karton) nicht zulässig wäre. Die Bundesregierung ist ermächtigt, durch bestimmte Rechtsverordnungen Anforderun-

gen an die Kreislaufwirtschaft festzulegen. Hierzu gehören neben Pflichten zur Kennzeichnung von Abfällen auch die Festlegung von Anforderungen an die Getrennthaltung, Beförderung und Lagerung sowie das Bereitstellen, Sammeln und Einsammeln von Abfällen durch Hol- und Bringsysteme. Für Altpapier sind solche Regelungen nicht zu erwarten, da Altpapier weder überwachungsbedürftig noch besonders überwachungsbedürftig ist. KI

Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz (Act for Promoting Closed Cycle Waste Management and Environmentally Compatible Waste Disposal) Ein einheitliches Abfallrecht für die Bundesrepublik Deutschland existiert erst seit 1972. Die zuvor im kommunalen Recht unterschiedlich geregelte Beseitigung von —> Abfällen wurde im Abfallbeseitigungsgesetz vom 11. Juni 1972 vereinheitlicht. Alle Bestimmungen betrafen ausschließlich die Ordnung der Abfallbeseitigung. Abfallwirtschaftliche Instrumente zur Vermeidung oder Verwertung von Abfällen fehlten. Derartige Maßnahmen wurden 1975 im Abfallwirtschaftsprogramm vorgeschlagen, das die Bundesregierung gemeinsam mit Sachverständigen aus Wirtschaft, Wissenschaft und Verwaltung erarbeiten ließ. Ein gesonderter Band enthielt einen Bericht für Papier, an dessen Inhalt auch Vertreter der Papierindustrie mitarbeiteten. Erst 1986 gingen Elemente des Abfallwirtschaftsprogramms in die Abfallgesetzgebung ein. Mit der 4. Novelle des Abfallbeseitigungsgesetzes wurden die rechtlichen Voraussetzungen für den Übergang von der klassischen Abfallbeseitigung zur Abfallwirtschaft geschaffen. Das Abfallbeseitigungsgesetz wurde dementsprechend in Gesetz über die Vermeidung und Entsorgung von Abfallen (Abfallgesetz) umbenannt. Neben der Festlegung der Zielhierarchie Vermeidung vor Verwertung gehörte zu den wesentlichen Neuerungen die Einfuhrung des § 14, der die Ermächtigung für Verordnungen, wie z.B. die Verpackungsverordnung enthielt, die die

205 Rücknahme und Verwertung von Erzeugnissen (z.B. Verpackungsmaterial aus Papier und Karton) regeln. Nach mehr als zweijähriger Beratung wurde die 5. Novelle des Abfallgesetzes in Form von Art. 1 des Gesetzes zur Vermeidung, Verwertung und Beseitigung von Abfällen am 06. Oktober 1994 verkündet. Gemäß Art. 13 trat es am 07. Oktober 1996 in Kraft. Gleichzeitig trat das Abfallgesetz vom 27. August 1986 außer Kraft. Das Abfallgesetz wurde unter stärkerer Einbeziehung abfallwirtschaftlicher Grundsätze in ein Stoffflussgesetz umgestaltet. Neben dem Vermeidungsaspekt wurde die Idee der Kreislaufwirtschaft (—• Recycling) zur Schonung der natürlichen Ressourcen in den Mittelpunkt gestellt. Gleichzeitig hat die Novelle die notwendige Anpassung des geltenden Abfallrechts an die EG-Abfallrahmenrichtlinie berücksichtigt. Kernpunkt des Gesetzes ist die Festschreibung der Produktverantwortung insbesondere durch Rücknahme- und Verwertungspflichten. Einen weiteren Schwerpunkt bildet die Überwachung in Form bestimmter Nachweispflichten für Verwertung und Beseitigung von Abfallen (—• Abfallverwertung). Das Gesetz besteht aus 9 Teilen: 1 ) Allgemeine Vorschriften 2) Grundsätze und Pflichten der Erzeuger und Besitzer von Abfallen sowie der Entsorgungsträger 3) Produktverantwortung 4) Planungsverantwortung 5) Absatzforderung 6) Informationspflichten 7) Überwachung 8) Betriebsorganisation und Beauftragter für Abfall 9) Schlussbestimmungen. Es stellt die Ermächtigungsgrundlage zum Erlass zahlreicher Verordnungen - der sog. untergesetzlichen Regelwerke - dar. Zu den wichtigsten untergesetzlichen Regelwerken gehören:

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Verordnung zur Einführung des Europäischen —• Abfallkatalogs (EAK-Verordnung-E AKV) Verordnung zur Bestimmung von besonders überwachungsbedürftigen Abfällen (Bestimmungsverordnung besonders überwachungsbedürftige Abfalle BestbüAbfV) Verordnung zur Bestimmung von überwachungsbedürftigen Abfällen zur Verwertung (Bestimmungsverordnung überwachungsbedürftige Abfälle zur Verwertung - BestüVAbfV) Verordnung über Verwertungs- und Beseitigungsnachweise (Nachweisverordnung - NachwV) Verordnung zur Transportgenehmigung (Transportgenehmigungsverordnung TgV) Verordnung über —» Abfallwirtschaftskonzepte und —> Abfallbilanzen (Abfallwirtschaftskonzept- und -bilanzverordnung - AbfKoBiV) Verordnung über Entsorgungsfachbetriebe (Entsorgungsfachbetriebeverordnung EfbV) Richtlinie für die Tätigkeit und Anerkennung von Entsorgergemeinschaften (Entsorgergemeinschaftenrichtlinie).

Neben der Wahrnehmung der Produktverantwortung durch die Rücknahme und Verwertung von —> Altpapier ist die Auslegung des Abfallbegriffs für die Papierindustrie von besonderer Bedeutung. In einem Rechtsgutachten konnte zweifelsfrei festgehalten werden, dass Altpapier nach Sortierung in eine Sorte gemäß —> Altpapier-Standardsortenliste - bzw. bei getrenntem sortenreinem Anfall als solche - bei Erwerb durch die Papierfabrik kein Abfall ist. Zahlreiche Bundesländer teilen diese Rechtsauffassung und haben entsprechende schriftliche Erklärungen abgegeben. Eine einheitliche bundes- und europaweite Klärung steht noch aus. Literatur: Brandt, E.; Ruchay, D; Weidemann, C.: Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz. Kom-

206 meritar, München: Beck Juristischer Verlag, 1997 Fluck, J.: Kreislaufwirtschafts- und Abfallrecht. Heidelberg, 1995/97 Kibat, K.-D.; Meißner, S.: Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz. Vollzug - Band I, Bonn, 1997 Weidemann, C.: Abfall oder Rohstoff. Köln, Berlin, Bonn, München: Heymanns, 1998 KI Kreismesser (circular knife) —> Schneidwerkzeug

Zwecke (Hygienepapier), für Dekorationszwecke (Kreppseiden, Gärtnerkrepp), für Verpackungszwecke (Verpackungskrepp), für Filtrierzwecke (Kaffeefilter) sowie für Abdeckungen beim Malen und Lackieren. AC

Kreppfaktor (crêpe factor) Der Grad der Kreppung (—»Kreppen) von Papier während seiner Herstellung auf der Papiermaschine ist durch den Kreppfaktor Κ gegeben. Er resultiert aus dem Verhältnis der Länge lk der Papierbahn im gekreppten Zustand zur Länge l u der Papierbahn im ungekreppten Zustand: K = lk/lu

Kreisschere (circular shear) —• Schneidmaschine

Kreppen (crêping) Kreppen ist ein Vorgang zur Herstellung von —> Krepppapier. Dabei wird die Papierbahn durch Stauchen gekürzt, woraus eine erhöhte Dehnbarkeit bzw. —> Bruchdehnung in —•Laufrichtung resultiert. Das Papier wird dadurch schmiegsamer und unempfindlicher gegen mechanische Stöße. Der Vorgang kann sowohl innerhalb als auch außerhalb der Papiermaschine durchgeführt werden. Beim —> Nasskreppen läuft die Papierbahn mit einem Trockengehalt von 40 bis 80 % auf einen Zylinder mit Kreppschaber, der kleine Kreppfalten in —•Querrichtung hinterlässt. Das Stauchen fuhrt zu einer bis zu 50 %igen Verkürzung der feuchten Papierbahn. Danach wird die gekreppte Bahn abgenommen und getrocknet. Beim stärker verbreiteten —> Trockenkreppen wird die Papierbahn zuvor auf einem —> Kreppzylinder getrocknet, wie im Fall von —• Hygienepapieren, bevor die Bahn während des Abnehmens vom Zylinder gestaucht wird. Anwendung erfahrt der Kreppvorgang bei der Herstellung von Papier für hygienische

0 Querrichtung. Beim Querkreppen wird die Papierbahn entweder im feuchten Zustand in der —> Pressenpartie auf einer Walze (Nasskreppen) oder in den meisten Fällen in der —• Trockenpartie auf einem —> Kreppzylinder (Trockenkreppen) mittels eines Schabers gestaucht. Am häufigsten werden —> Hygienepapiere (z.B. Toilettenpapier) auf einem —• Yankee-Zylinder zur Erhöhung der Weichheit des Papiers gekreppt. Demgegenüber erfolgt die Kreppung von einigen —> Verpackungspapieren entweder im feuchten Zustand in der Pressenpartie oder in der —•Trockenpartie (—• Clupakpapiere) zwecks Erhöhung der —> Bruchdehnung und des —• Arbeitsaufnahmevermögens in —> Laufrichtung der Papierbahn. Der Kreppfaktor

207 kann zwischen 10 bis 20 % liegen. Für Toilettenpapier beträgt der Kreppfaktor z.B. 20 %, für Krepp-Handtuchpapier etwa 12 %. MM Kreppfalten (crêpe folds) Kreppfalten sind unregelmäßige Querfalten, die bei der Herstellung von Krepppapieren gezielt entstehen. Beim Kreppen lässt man die auf dem —»Kreppzylinder (—»YankeeZylinder) haftende Papierbahn auf einen Kreppschaber auflaufen. Dadurch legt sie sich in Mikrofalten und es entstehen maschinengekreppte Papiere, die hauptsächlich für hygienische Zwecke, Pack- und Dekorationszwecke eingesetzt werden. Bei —• Clupakpapieren wird die Bahn ebenfalls in —• Laufrichtung gestaucht, jedoch durch eine über einen —• Trockenzylinder mitlaufende Druckwalze mit Gummituch. Das örtlich gestauchte Gummituch zieht sich nach dem Verlassen des Walzenspalts wieder zusammen und erzeugt so die Kreppfalten. Clupak übertrifft das normal gekreppte Papier insofern, da die nach diesem Verfahren hergestellten Papiere eine glatte Oberfläche beibehalten und demzufolge gut bedruckbar sind. Durch das Kreppen entsteht eine stark vergrößerte Längsdehnung (—• Bruchdehnung) mit der Wirkung eines gesteigerten —•Arbeitsaufnahmevermögens, die das Krepppapier schmiegsamer, vor allem aber gegen mechanische Stöße unempfindlich macht. Kreppfalten werden im Allgemeinen auf 2 Arten erzeugt. Kreppfalten können im gleichen Arbeitsgang mit der Papiererzeugung auf einem Zylinder hergestellt werden. Die noch feuchte Bahn wird entweder auf der letzten —• Nasspresse oder auf dem ersten —» Trockenzylinder mit einem Kreppschaber angestaucht. Die nachfolgenden Maschinengruppen müssen langsamer laufen als der vor dem Kreppschaber liegende Teil, damit sich die Kreppfalten nicht wieder auseinander ziehen. Kreppfalten können auch in einem getrennten Arbeitsgang produziert werden. Hierbei sind bessere und auch feinere Kreppungen erreichbar. Dazu durchläuft die ferti-

ge Papierbahn in sog. Hochleistungs-Kreppmaschinen eine Leimlösung und wird anschließend feucht auf einen beheizten Zylinder zum Trocknen aufgepresst. Ein Schaber staucht die noch halbfeuchte Bahn am Zylinder, so dass sich eine feine gleichmäßige Faltung ergibt. Um die so erreichte Kreppung auch nach der Trocknung zu erhalten, führt man die Bahn mit —• Filzen um große Trockenzylinder herum und trocknet sie unter gleichmäßigem Anpressen fertig. Neben den gewollten Kreppfalten können Kreppfalten auch als Störungen im Rahmen der Papierwicklung besonders von —• LWCPapier auftreten. Während des Wickeins kann die Papierrolle am Rollenumfang oder in der Nähe der Hülse (Kernplatzer) platzen ( - » Platzstelle) und im weiteren Verlauf des Prozesses Kreppfalten bilden. MM

Kreppmaschine (crêping machine) Unter einer Kreppmaschine versteht man eine Maschine, in der die Papierbahn, wie z.B. bei der Hygienepapierherstellung, gekreppt wird. Dazu dient in der Regel ein —> Kreppzylinder. Auf diesen wird die Papierbahn durch Anpressen aufgebracht und getrocknet. Bei Nasskreppung erreicht die Bahn bis zum Kreppvorgang noch nicht ihren Endtrockengehalt und muss deshalb in einer —» Nachtrockenpartie weitergetrocknet werden. Bei der stärker verbreiteten Trockenkreppung ist der Endtrockengehalt (ca. 95 %) beim —• Kreppen bereits erreicht, wie im Fall von Tissuepapieren. Beim Kreppvorgang selbst läuft die auf dem Zylinder fixierte Bahn gegen einen Kreppschaber und wird während des Ablösens vom Kreppzylinder gestaucht. Damit erhält sie eine hohe Dehnfähigkeit (—»Dehnung) in ihrer —»Längsrichtung. Das Kreppergebnis hängt im Wesentlichen ab von der Haftung der Bahn am Zylinder, vom Anstellwinkel des Kreppschabers gegen die Zylinderoberfläche sowie von der Schaberklingendicke. HO

208 Kreppzylinder (crêping cylinder , Yankee dryer) Ein Kreppzylinder ist Teil einer Papiermaschine, meist einer —> Tissuemaschine, zum Trocknen von —> Hygienepapieren bei gleichzeitiger Kreppung (—• Trockenkreppen) auf dem Zylinder mithilfe eines Kreppschabers. Die Trockenleistung des Kreppzylinders wird durch eine über dem Zylinder angeordnete —> Düsenhaube unterstützt. Diese Haube kann bis über die Hälfte der gesamten —» Verdampfungsleistung übernehmen. Die Breite eines Kreppzylinders liegt zwischen 2,5 und 5,8 m (bis zu 7,8 m), der Durchmesser zwischen 3,0 und 6,2 m. Der Kreppzylinder besteht aus einem —» Zylindermantel, 2 Deckeln, 2 Zapfen sowie einer Dampfzufuhr- und Kondensatabfuhreinrichtung (Abb.). Der Mantel ist in der Regel an der Innenseite gerippt, wodurch die Verdampfungsleistung des Zylinders erhöht wird. Diese kann noch weiter gesteigert werden, wenn der Kondensatfilm in den Ringnuten des Mantels durch Turbulenzerzeuger gestört wird. Das Material des Kreppzylindermantels ist in der Regel eine spezielle Graugusslegierung mit optimalen Eigenschaften hinsichtlich Festigkeit, Wärmeleitung und Verschleiß an der Manteloberfläche. Der Mantel unterliegt im Betrieb hohen statischen (mechanischen, thermischen) und dynamischen (mechanischen) Beanspruchungen. Die statischen Belastungen sind gegeben durch Dampfdruck, Zentrifugalkraft und Temperaturdifferenzen.

Siphon Zylindermantel

Schema eines gerippten Kreppzylinders (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology)

Durch den für die Trocknung erforderlichen Wärmefluss ergibt sich eine Temperaturdifferenz über die Zylinderwand. Zudem weisen der Zylindermantel im papierberührten Teil und am Rand sowie der Deckel jeweils unterschiedliche Temperaturen auf. Aus all dem resultieren örtlich behinderte Verformungen, die zu Druck- oder Zugspannungen führen. Zu den statischen Belastungen kommt noch die dynamische Beanspruchung durch die Anpresswalze(n). Zudem bewirken Krepp- und Putz- oder Reinigungsschaber Verschleiß an der Oberfläche des Zylindermantels. Dieser Verschleiß kann durch einen schützenden Belag aus organischen Stoffen, der sich bei entsprechender Betriebsweise gezielt aufbauen lässt (oder durch ein Coat-Hilfsmittel erzeugt), stark vermindert werden. Als besonders wirksamen Verschleißschutz kann man eine Beschichtung aus einer Molybdän-Pseudolegierung (durch Plasmaspritzen) oder eine hochchromhaltige Eisenlegierung (durch Lichtbogenschweißen) aufbringen. Mit dieser Art von Beschichtung lässt sich auch eine Verlängerung der Lebensdauer eines bereits stark abgenutzten Zylindermantels erreichen. Der Kreppzylindermantel erhält eine —> Bombierung, damit eine gleichmäßige Presswirkung der Anpresswalze(n) über die gesamte Bahnbreite gewährleistet wird. Die durch die Bombierung zu kompensierenden Verformungen werden durch die oben genannten statischen und dynamischen Belastungen hervorgerufen. Vor allem bei ungleichförmigem Verschleiß des Zylindermantels muss dieser immer wieder überschliffen werden. Dabei kann die Bombierungskurve auch neu festgelegt und korrigiert werden. Bei größerem, lokal ungleichem Verschleiß oder stark unterschiedlichen Vorgaben für die Bombierungskurve muss der Mantel vorher überdreht werden. Der Kreppzylinder ist dampfbeheizt mit Dampfdrücken bis etwa 12 bar (bei kleineren Durchmessern), woraus je nach Betriebsparametern der Düsenhaube eine Temperatur an der äußeren Zylinderoberfläche von ca. 85 bis 115° C resultiert.

209 Die Zufuhr des Dampfs erfolgt über einen —> Dampfkopf. Der kondensierte Dampf wird über Kondensatabfuhreinrichtungen (Siphons) aus dem Zylinder entfernt. Dabei wird das an der Zylinderinnenwand als Ring vorliegende —> Kondensat mittels Dampf (Schlupfdampf) am Eintritt in die vielen Einzelröhrchen ('soda straws') der Kondensatentfernungseinrichtung zerstäubt. Dadurch entsteht ein Gemisch aus Dampf und Kondensat, dessen Dichte gering ist. Auf diese Weise wird die Zentrifugalbeschleunigung mit relativ geringem Differenzdruck (0,8 bis 1 bar) für die Kondensatabfuhr aus dem Zylinder überwunden. Das Dampf-Kondensatgemisch wird in einem Kondensatabscheider getrennt. Der Dampf wird über einen Dampfstrahlverdichter (Thermokompressor) wieder auf Zylinderdruck gebracht und erneut dem Kreppzylinder zugeführt. HO

Kreuzschnittmethode (cross cut method) Zur Prüfung der —> Planlage und der —• Rollneigung von Papier wird dieses kreuzweise mithilfe einer Schablone, deren Kantenlänge je 18 cm beträgt, eingeschnitten. Nach ca. 15 min wird die Höhe der sich mehr oder weniger stark aufrichtenden Spitzen des Schnittkreuzes in —• Längs- und —> Querrichtung der Papierprobe beurteilt. NE

Kriechen (creep) Als Kriechen wird das zeitabhängige Verformungsverhalten definiert, das Papier bei einer konstanten Belastung (Zug- oder Druckkraft F) zeigt (Abb.). Bei Papier handelt es sich um ein viskoelastisch- (—> Viskoelastizität) plastisches Material. Viskoelastizität bedeutet, dass das Material ein zeitabhängiges Verformungsverhalten besitzt. Die Viskoelastizität des Papiers macht sich in Kriech- oder Relaxationsvorgängen (—• Relaxation) bemerkbar, die in —» Längs-, —>Quer- und auch Dickenrichtung (—> z-Richtung) auftreten können. Es handelt sich um typische Erscheinungen eines

viskoelastischen Materials, die unter dem Einfluss von Zug- und Druckkräften auftreten. Diese Vorgänge beeinflussen die E r setzbarkeit des Papiers hinsichtlich des Endprodukts erheblich. Kraft

Dehnung

4 F = konst.

Zeit

Zeit

Zugkraft- und Dehnungs-Verlauf in Abhängigkeit von der Zeit beim Kriechen

Ein Beispiel für das Kriechen von Papier als limitierenden Faktor stellen Papiertüten oder Papiersäcke dar, die über einen längeren Zeitraum Belastungen (z.B. Zugkräfte) ertragen müssen, ohne durch Materialbruch zu versagen. Auch hier kommt es im Laufe der Zeit in dem unter Belastung stehenden Papier zu einem Kriechen. Kriechvorgänge in Papier können mithilfe eines Zugversuchs simuliert werden. Wird in einer Papierprobe bei einem Zugversuch eine Spannung erzeugt, deren Niveau über die Zeit konstant gehalten wird, dehnt sich das Papier sofort bis zu einem gewissen Grad. Die Probe dehnt sich jedoch trotz der konstanten Zugkraft mit der Zeit immer weiter. Dieser Vorgang wird Kriechen genannt. Einen wesentlichen Einfluss auf das Kriechverhalten von Papier hat dessen —• Feuchtegehalt. Durch eine Erhöhung des Feuchtegehalts kommt es zu einem stärkeren und zugleich beschleunigten Kriechen. Aber auch die Fasereigenschaften und die Eigenschaften des Faserverbands beeinflussen die Kriechvorgänge. WS

Kubeika-Munk-Theorie (Kubelka-Munk theory) Papier gehört zu den optisch trüben Medien mit hoher Teilchendichte, deren Wechselwirkung mit elektromagnetischen Wellen die Kubelka-Munk-Theorie ausreichend genau

210 beschreibt und damit die —> optischen Papiereigenschaften berechenbar macht. Man geht dabei von vereinfachenden Voraussetzungen aus. So müssen die Teilchen im trüben Medium regellos verteilt und sehr viel kleiner als die betrachtete Schichtdicke des Mediums sein. Das Lambert'sehe Cosinusgesetz wird als gültig angenommen, was jedoch nur für einen ideal diffusen Reflektor mit isotroper Streustrahlung exakt gilt. Eine weitere Randbedingung stellt die diffuse Beleuchtung mit monochromatischem Licht dar. Unter den genannten Annahmen ist die Kubelka-Munk-Theorie an einer infinitesimalen Schichtdicke dx ableitbar (Abb.). -kldx + sJdx-sldx

-kJdx-sJdx + sldx dx Vereinfachte Darstellung von Absorption und Streuung eines Lichtstroms in einer infinitesimalen Papierprobenschichtdicke dx

Ein Teil des auf das Papier auffallenden Lichtstroms I wird vorwiegend durch —> Fasern und —• Füllstoffe absorbiert. Dabei findet eine Umsetzung der elektromagnetischen Strahlung in Wärme unter Schwächung von I um kldx statt. Der Schwächungsfaktor k stellt den —> Lichtabsorptionskoeffizienten mit der Einheit m"1 dar. Ein weiterer Anteil des einflutenden Lichtstroms erfahrt eine —• Streuung nach allen Richtungen, also auch entgegen der Lichteinfallsrichtung, und baut damit einen aus dem Inneren nach außen flutenden Lichtstrom J mit sldx auf. Mit dem Symbol s charakterisiert man den —• Lichtstreukoeffizienten, der sich aus Intensitätsanteilen von —• Reflexion, Brechung und Beugung zusammensetzt, physikalische Effekte, die an Grenzflächen, z.B. zwischen Fa-

sern bzw. Füllstoffen oder zwischen Fasern bzw. Füllstoffen und Luft, auftreten. Der Lichtstrom J erleidet nun seinerseits auf dem Weg zur Papieroberfläche eine Absorption kJdx sowie eine Schwächung durch Streuung um sJdx und verstärkt damit den Lichtstrom I. Mittels der dargelegten und in der Abbildung skizzierten Überlegungen ist das gekoppelte Differenzialgleichungssystem von Kubelka-Munk aufstellbar. Es lautet: dl = -(s+k)Idx + sJdx -dJ = -(s+k)Jdx + sldx Für die Anwendung der Kubelka-MunkTheorie auf Papier hat es sich als sinnvoll herausgestellt, statt mit Schichtdicken (dx) mit —> flächenbezogenen Massen (dm A ) zu rechnen. Damit das obige gekoppelte Differentialgleichungssystem dimensionsrichtig bleibt, müssen die Materialkonstanten s und k auf die Rohdichte Pk des zu untersuchenden Papierblatts bezogen werden. Als Ergebnis erhält man den —• dichtebezogenen Lichtstreukoeffizienten S S = s/p k [m 2 /kg] bzw. den —• dichtebezogenen Lichtabsorptionskoeffizienten Κ i t = k/p k [m 2 /kg] mit der Einheit m 2 /kg. Der modifizierte Kubelka-Munk-Ansatz lautet nun: dl = -(S+K)I dm A + S J dm A -dJ = -(S+K)J dm A + S I dm A Die Lösungen des Differentialgleichungssystems können in der Literatur nachgelesen werden. An dieser Stelle sei lediglich der —> Reflexionsfaktor R einer Papierprobe als Funktion des Reflexionsfaktors des Untergrunds Ru, des Reflexionsfaktors eines lichtundurchlässigen Stapels R« und der flächenbezogenen Masse m A d e r Probe aufgeführt.

211 1

1

R=

1

(R^RJ-iR,-—)e

SmA(-l—R«)

SmAip1—Reo) R

~

Für Ru = 0 liegt die Probe über einem ideal schwarzen Untergrund und aus vorstehender Gleichung folgt unmittelbar Ro (Reflexionsfaktor) Sm A (^—R«)

R ~ Rn=· e 1 SmA( —e

-1 R

Kühlmittel (coolant, cooling agent) Unter dem Begriff Kühlmittel werden Wärmeübertragungsmedien zusammengefasst, die zur Abführung von Wärme verwendet werden. Dabei kann es sich um Gase, Flüssigkeiten oder Festkörper handeln (z.B. Luft, Wasser, flüssiges Natrium, Trockeneis), wobei den flüssigen Kühlmitteln die größte Bedeutung zukommt. Ihr Einsatz erfolgt in verschiedenen Formen von Kühlern, z.B. bei Verbrennungsmotoren, bei der Kondensation von Dämpfen in Destillationsapparaturen oder bei Reaktoren in der Kerntechnik. In der Papierindustrie macht man sich häufig die Kühlwirkung des Schmieröls zunutze, wenn die Lagerung schnell laufender Walzen und Zylinder über einen Ölkreislauf erfolgt und die in der Lagerstelle durch Reibung entstehende Wärme mit dem Öl abgeführt wird.

Bei Kenntnis von S, Κ und m A lassen sich über die Kubelka-Munk-Theorie die Reflexionsfaktoren des Papiers mittels obiger Beziehungen errechnen. Wenn Si und Ki der verschiedenen Komponenten eines Papiers bekannt sind, können Bei Verwendung von Wasser als Kühlmittel beide Materialgrößen eines daraus gefertigten werden ggf. Zusatzstoffe, wie GefrierschutzPapiers (SPapier, KPapier) aus der Addition der mittel, Härtestabilisatoren oder Korrosionsinjeweiligen proportionalen Teilmengen mj hibitoren, beigemischt, um das Kühlmittel (Einzelkomponente) berechnet werden: den speziellen Einsatzbedingungen anzupassen. S Papier= ffli'Si + m 2 S 2 + ...+ m n -S n Generell wirken Kühlmittel dadurch, dass = Kpapier mi-Kj + m 2 -K 2 + ...+ m n - K n sie im abzukühlenden Bereich erwärmt werden und die aufgenommene Wärme aus dieDie Summe der gewichtsmäßigen Anteile der sem Bereich abführen. Dabei kann es zu PhaEinzelkomponenten ergibt 1. mi + m 2 + ...m n = 1 PR senübergängen kommen (z.B. Verdunstung von Wasser, Sublimation von gefrorenem —> Kohlendioxid), was den Vorteil einer großen Kühlleistung bietet, jedoch eine erKüchenrolle schwerte Kreislaufführung des Kühlmittels (kitchen roll) zur Folge hat. Diese Art der Kühltechnik Die Küchenrolle ist ein Hygienepapierprowird vor allem in der Kältetechnik, d.h. im dukt. Sie besteht aus einem einlagigen, saugfahigen und nassfest ausgerüsteten —» Hygie- Bereich sehr niedriger Temperaturen, angewandt und erfordert spezielle Umtriebs- und nepapier, das bedruckt oder unbedruckt ist Verdichtungsaggregate. Erfährt das Kühlund in regelmäßigen Abständen mit einer mittel keinen Phasenübergang, so kann es quer zur Bahnrichtung verlaufenden Perforamittels einfacher Umwälzpumpen im Kreistion (—> Perforieren) versehen ist. Auf diese lauf gefuhrt und in —• Wärmetauschern oder Weise lassen sich von der Rolle Bogen abreiKühlern wieder abgekühlt werden. HC ßen, die in der Küche vielseitig anwendbar sind.

Kugelventil (ball plug valve) —• Ventil

WN Kühlturm (cooling tower) Zur Kühlung von Wasser (sowohl Kühlwasser als auch —> Kreislaufwasser und —• Ab-

212 wasser) werden neben Kühlteichen (cooling ponds) wegen des geringeren Flächenbedarfs überwiegend Kühltürme eingesetzt. Sie sind verfahrenstechnisch als direkte Luftkühler zu bezeichnen. Das zu kühlende Wasser wird von oben gegen einen aufsteigenden Luftstrom verrieselt. Die Kühlleistung ergibt sich überwiegend durch die Verdunstungswärme und ist somit nur über den —• Taupunkt von der Lufttemperatur abhängig. Die zur Kühlung verwendete Luft kann sich bei dem Prozess erwärmen und reichert sich aber gleichzeitig mit Wasser an. Die Kühlluft wird meist durch natürlichen Zug eingebracht (natural draft cooling tower). Soweit dies nicht ausreicht, wird der Zug durch Gebläse erhöht. Kühltürme werden überwiegend mit Einbauten konstruiert. Dies sind Edelstahl- oder Kunststoffelemente, die die Verteilung des von oben verrieselten Wassers im Luftstrom fördern. Abhängig von den Inhaltsstoffen des zu kühlenden Wassers, bildet sich auf den Einbauten ein mehr oder weniger stark ausgeprägter biologischer Bewuchs. Enthält das Wasser höhere Konzentrationen suspendierter Stoffe, können sich diese zusätzlich auf den Einbauten ablagern. Beides führt zu einer teilweise erheblichen Erhöhung des Gewichts der Einbauten, was konstruktiv zu berücksichtigen ist. Der biologische Bewuchs kann einen unangenehmen Geruch entwickeln. Diese Probleme werden bei Kühltürmen ohne Einbauten vermieden, die deshalb in der —• Abwasserreinigung vorgezogen werden. Die Verteilung des Abwassers erfolgt hier durch Düsen. Diese können von Feststoffen oder biologischem Bewuchs verstopft werden, was zu Störungen führt. Die Kühlleistung der Kühltürme ohne Einbauten ist, bezogen auf das Reaktionsvolumen, oft geringer als die der Kühltürme mit Einbauten. Kühltürme werden zur Kühlung von Kühlwasser (Rückkühlung zum Zweck der Kreislaufführung), Kreislaufwasser oder Abwasser verwendet. In Kühlwasserkreisläufen können —> Biozide zur Verminderung der oben beschriebenen Störungen durch biologischen Bewuchs verwendet werden. Bei der Kühlung von Kreislaufwasser oder Abwasser ist

dies nicht erfolgversprechend, weil der Bedarf zu hoch wäre. MO

Kühlwalze (chill roll , sweat roll) Kühlwalzen dienen in der —> Trockenpartie von Papiermaschinen zur Temperaturabsenkung der Papierbahn. Sie wirken wie —> Kühlzylinder, die zum Bahnabkühlen wegen der größeren Kühlwirkung bevorzugt werden. Kühlwalzen sind aber oft dann im Einsatz, wenn Papierleitwalzen nach einem wässrigen Präparationsauftrag (z.B. mithilfe einer —• Leimpresse) vor ihrem Belegen geschützt werden müssen. Im feuchtwarmen Bereich nach einem Auftragswerk lässt eine Walze bei Abkühlung von innen einen Kondensatfilm aus dem Wasserdampf der Umgebungsluft auf ihrer Oberfläche entstehen. Über diesen Film gleitet die Papierbahn mit ihrem noch feuchten Präparationsauftrag hinweg, zumal man die gekühlte Walze mit einer Differenzgeschwindigkeit zur Papierbahn laufen lässt, wodurch eine Belagbildung vermieden wird. Der Kühlwalzenkörper besteht aus einem geschweißten Stahlrohr mit geschliffener und polierter, auch verchromter Oberfläche. In der Walze befindet sich ein eingepasster Verdrängerkörper. Der Verdrängerkörper sorgt für gleichmäßiges Heran- und Abführen des Kühlwassers zur Innenwand des Kühlwalzenkörpers. Auf der —•Triebseite der Papiermaschine sind Ein- und Ausströmrohre angebracht, die über Kopfarmaturen die Verbindung zwischen Kühlwassernetz und rotierender Kühlwalze besorgen. KL

Kühlzylinder (cooling cylinder , sweat cylinder) Kühlzylinder werden zur Abkühlung der Papierbahn am Ende von Papiermaschinen und in —» Streichmaschinen eingesetzt. Die heiße Papierbahn erfahrt bei unkontrollierter Abkühlung in ungeeignetem Klima nach der Papiermaschine Störungen, z.B. in Bezug auf —• Planlage und —• Dimensionsstabilität. Auch erzeugt das —> Streichen einer heißen

213 Papierbahn Qualitätsmängel in Bezug auf die Farbaufnahme beim späteren Drucken (—• Mottling). Die Festlegung der notwendigen Kühlkapazität bedarf einer genauen Beschreibung des zu kühlenden Papiers. Entscheidend sind die anzuwendenden Kühlwassertemperaturen, besonders wenn Kühlmaschinen eingesetzt werden müssen. Zur Vermeidung von Schwitzwasser und Tropfen auf die Papierbahn benötigen Kühlzylinder ggf. eine eigene —• Dunsthaube mit Luftumwälzung und eine Entfeuchtungsanlage für die Umluft. Kühlzylinder sind mit Kupfer bezogen (galvanisch), heute meist verchromt (galvanisch). Das Kühlwasser wird dem Kühlzylinder über einen speziellen Kopf zugeführt und im Inneren über ein Spritzrohr gleichmäßig auf die Innenwand verteilt. Das erwärmte Wasser wird mittels Siphon und Druckluft abgezogen, die über den Kopf am Zapfen zugeführt wird. Das Kühlwasser wird als vollentsalztes (wenigstens carbonathärtefreies) Wasser im geschlossenen Kreislauf geführt und über —• Wärmetauscher entsprechend abgekühlt. Nichtentsalztes Wasser lässt den Kühlzylinder schnellstens verkalken. KL

Kunstdruckpapier (real art paper) Kunstdruckpapier ist ein —• holzfreies gestrichenes —> Druckpapier von höchster Qualität. Die Wiedergabe feinster —• Rasterpunkte beim —• Druck setzt eine äußerst ebene und gleichmäßige Oberfläche voraus. Erreicht wird ein solches Ergebnis durch mindestens 2 Strichaufträge pro Seite (—• Doppelstreichen). Die wesentlichen Merkmale eines Kunstdruckpapiers zeigen sich in der äußeren Erscheinungsform, der sehr guten —• Bedruckbarkeit und der —> Verdruckbarkeit. Die Erscheinungsform ist gekennzeichnet durch eine ästhetisch ansprechende, sehr gleichmäßig glatte Oberfläche, die matt, halbmatt oder glänzend sein kann. Der —> Weißgrad ist hoch, der —> Farbort neutral, d.h. nahe dem —• Unbuntpunkt. Bedruckt wird Kunstdruckpapier in der Regel im Bogenoffsetverfahren (—> Offset-

druck). Das —> Wegschlagen ( - » Wegschlagtest) der -»Druckfarbe erfolgt gleichmäßig und schnell genug, um eine hohe Druckgeschwindigkeit zu erlauben. Wolkigkeit im Druckbild (—> Mottling) tritt auch unter schweren Bedingungen nicht auf. Der Druckglanzzuwachs (—• Druckglanz) ist hoch. Kunstdruckpapiere besitzen insgesamt ein ausgewogenes Eigenschaftsspektrum. Die flächenbezogene Masse reicht von 100 bis 350 g/m 2 . Eingesetzt werden Kunstdruckpapiere für Druckobjekte, die ein hervorragendes Druckergebnis verlangen. Dazu gehören Werbebroschüren für Kraftfahrzeuge, Uhren oder Immobilien, Geschäftsberichte und Bildbände. PA

Kunstfaser (synthetic fiber) Synthesefasern, die technisch durch Extrusion einer Polymerlösung (Lösungsspinnen) oder -schmelze (Schmelzspinnen) gewonnen werden, wurden früher als Kunstfasern (—• synthetische Faserstoffe) bezeichnet. Bei den —• Polymeren kann es sich um Biopolymere und deren Derivate (—• Cellulose, - » Stärke, —> Proteine) oder um synthetische Rohstoffe (z.B. Polyester, Polyamide) handeln. Im ersteren Fall spricht man auch von halbsynthetischen Faserstoffen. Kunstfasern dienen vor allem zur Herstellung von Heimtextilien und technischen Geweben. Sie werden aber auch, häufig in Mischung mit Naturfasern, fur textile Stoffe eingesetzt. In der Papierindustrie finden Kunstfasern in Form von —• Sieben und —> Filzen in der —> Bespannung von Papiermaschinen Verwendung. GU

Kunstfaser-Zellstoff (dissolving pulp) —• Chemiezellstoff

Kunstharze (artificial resins , synthetic resins) Nach D I N 55958 sind Kunstharze synthetische —•Harze, die durch Polymerisations-,

214 Polyadditions- und Polykondensationsreaktionen (—• Polymerisation) hergestellt werden. Zu den Kunstharzen zählen u.a. Alkyd-, Harnstoff-, Epoxid-, Phenol-, Polyurethan-, Isocyanat-, Polyester- und Polyamidharze. In Abhängigkeit vor allem von ihrer Molmasse (Molekulargewicht) handelt es sich um flüssige oder feste amorphe Produkte ohne scharfe Erweichungs- oder Schmelzpunkte. In der Papierindustrie werden Kunstharze in beträchtlichem Umfang u.a. als —• Nassfestmittel, —• Streichbindemittel, —» Klebstoff oder zum —• Beschichten eingesetzt. SE

Künstliches Tageslicht (artificial daylight) Zur Bewertung der Remissionsoder Transmissionsverläufe bei der —• Farbmessung ist immer auch die beleuchtende Lichtart anzugeben bzw. in die Berechnung einzubeziehen. Verschiedene Lichtarten Abrollung sind hierzu genormt. So existiert z.B. eine —• Normlichtart A, die durch eine —* Farbtemperatur von 2 856 Κ gekennzeichnet ist. Sie entspricht einem normierten Glühlampenlicht und kann über entsprechend hergestellte und betriebene Lampen real erzeugt werden. Es gibt keine Lampe, die eine dem —> Tageslicht entsprechende spektrale Verteilung liefert. Eine gute Annäherung ist das Licht von Xenon-Lampen, die jedoch bei fluoreszierenden Proben (—• Fluoreszenz) im UV-Bereich (—> UV-Licht) abgeschwächt werden müssen. UR

Kunststoffbecher (plastic cup) Unter Kunststoffbechern versteht man becherförmige Behälter, die aus Kunststoff im Thermoform- oder Spritzgussverfahren hergestellt werden. Als Kunststoffe kommen vor allem Polystyrol (PS), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) und Polyvinylchlorid (PVC) zum Einsatz. Da im Verpackungsbereich vor allem tiefgezogene, d.h. thermogeformte Becher (z.B.

Joghurt-Becher) eine große Rolle spielen, sei deren Herstellungsweise kurz erläutert (Abb.). Über eine Abrollung gelangt das eingesetzte Halbzeug (Folien oder Platten von 0,1 bis 12 mm Dicke) in eine Heizstation und wird dort erwärmt, bis ein kautschukelastischer Zustand erreicht wird. Anschließend erfolgt der Formprozess, wobei das plastifizierte Halbzeug unter Anwendung von Vakuum oder Druckluft in die Becherform gepresst wird. Nach dem Abkühlen werden die einzelnen Becher ausgestanzt und abgestapelt. Moderne Anlagen erlauben in-line das Formen, Füllen und Verschließen der Becher mit kunststoffbeschichteter Aluminiumfolie oder Kunststofffolie ('form-fill-seal-lines 4 ). π

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Formstation Heizstation

Stanzstation

Herstellung von Kunststoffbechern durch Thermoformen KB

Kunststofffolie (plastic film) Dünne, flächige, flexible, aufwickelbare Bahn, hergestellt aus dafür geeigneten Kunststoffen, wie z.B. Polyethylen oder Polypropylen (Herstellung und dafür geeignete Kunststoffe siehe —> Folie). KB

Kunststoff-Folienverarbeitungsmaschine (converting machine for plastic films) Anlage zur Verarbeitung, d.h. zum Schneiden, —• Stanzen, Bedrucken, —• Lackieren, Thermoformen, Verkleben, Siegeln und Verschweißen, von —• Kunststofffolien zur Herstellung von —• Beuteln, —• Tragetaschen KB oder —• flexiblen Verpackungen.

215 Kunststoffhülse (plastic core) Zylindrisch oder konisch geformte —> Hülse aus Kunststoff (z.B. Polystyrol) zum Wickeln von Materialien. Beispiel für die Anwendung zylindrischer Kunststoffhülsen sind Wickelkerne von schmalbahnigen, selbstklebenden Materialien wie Klebebänder. WN

Kunststoffschaber (plastic doctor) Kunststoffschaber werden eingesetzt, um Walzen oder Zylinder in Papier- und Kartonmaschinen von anhaftenden Verunreinigungen, wie z.B. —• Fasern, Leim- und Füllstoffteilchen, zu säubern. Zu finden sind Kunststoffschaber vorwiegend an den Walzen der —• Sieb- und —• Pressenpartie sowie an den —• Trockenzylindern und den —• Glättwerk- bzw. —• Kalanderwalzen. Der Kunststoffschaber sitzt in der Regel in einem festen, vibrationsfreien Balken als Halterung. Die Klingen der Kunststoffschaber bestehen in den meisten Fällen aus Gewebeschichten, die mit Epoxydharzen getränkt wurden. In einigen Fällen werden in die Klingen auch Korrund-Schichten eingearbeitet, z.B. für Keramik-Trockenwalzen. Für einige spezielle Anwendungsfalle werden für die Kunststoffklingen Polyethylen (PE)-Mischungen mit Zusatz von Glasgranulat eingesetzt. Für die optimale Reinigungswirkung des Kunststoffschabers ist es notwendig, dass er über die gesamte Länge gleichmäßig unter Druck auf der Walze aufliegt. MZ

Kunststoffsieb (synthetic wire) Die Kunststoffsiebe stellen heute die größte Zahl der Blattbildungssiebe (—• Sieb) dar. Sie werden als Langsieb, —• Obersieb oder —•Untersieb eingesetzt. Sie bestehen aus —• Monofilamenten, die zu ein- oder mehrlagigen Geweben verarbeitet sind. Die verwendeten Kunststoffe sind Polyester wegen seiner guten Maßhaltigkeit, Polyamid wegen seiner guten Abriebeigenschaften oder eine Polymerlegierung von Polyester und Poly-

urethan, die die gute Maßstabilität des Polyesters mit der guten Abriebbeständigkeit des Polyurethans verbindet. AL

Kunststoffverarbeitungsmaschinen (converting machine for plastics) KunststoffVerarbeitungsmaschinen dienen der Verarbeitung von Kunststoffen. Thermoplastische Kunststoffe (—• Thermoplaste) werden als Granulat oder Pulver in der Regel in einem —• Extruder (—* Extrusion) aufgeschmolzen und über ein Werkzeug zu Profilen, Platten oder —• Folien ausgepresst. Die geschmolzene Kunststoffmasse kann auch in eine entsprechende Hohlform eingepresst und durch Abkühlen verfestigt werden (Spritzgussverfahren). Duroplastische Kunststoffe (—•Duroplaste) werden entweder als Zweikomponenten-Ansatz in Gießformen oder als Pressmasse im Pressverfahren zu Formteilen verarbeitet. Bei beiden Verfahren erfolgt in der Anlage, ausgehend von geeigneten Vorstufen (z.B. in Form von Präpolymeren), die Vernetzung zu unschmelzbaren und unlöslichen Duroplasten bei gleichzeitiger Ausbildung des Formteils. KB

Kunststoffverpackung (plastic packaging) KunststoffVerpackungen sind Umhüllungen, die aus einer Vielzahl von Kunststoffen hergestellt werden. Dazu gehören Polyethylen hoher und niederer Dichte, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyester, Polystyrol und Polyamid. Diese und weitere Kunststoffe werden, zu —• Folien und Packmitteln verarbeitet, als Verpackungen für die Lagerung und den Transport einer Vielzahl von Gütern eingesetzt, z.B. für die Verpackung von Lebensmitteln und Verbrauchsgütern. Als Packmittel können dabei Becher, —• Beutel, Eimer, Flaschen, Fässer, Kanister, Kästen, Säcke und —• Tragetaschen zum Einsatz kommen. Begriffsdefinitionen zu Verpackung, Packmittel und Kunststoff enthält die Norm D I N 55405. Durch die Kombination einzelner Kunststoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften,

216 z.B. bezüglich der Wasserdampf-, Gas- oder Aromadurchlässigkeit, können Kunststofffolienverpackungen auf spezifische Eigenschaften der zu verpackenden Lebensmittel abgestimmt werden. Neben den konventionellen Kunststoffverpackungen könnten in den nächsten Jahren Verpackungen aus biologisch abbaubaren Kunststoffen an Bedeutung gewinnen. Kunststoffverpackungen müssen die Anforderungen des —• Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes sowie der —• Verpackungsverordnung erfüllen. Spezielle rechtliche Anforderungen gelten z.B. für KunststoffVerpakkungen, die im Lebensmittel- oder im Gefahrgutbereich eingesetzt werden. Literatur: Piringer, O.G: Verpackungen für Lebensmittel, Eignung, Wechselwirkungen, Sicherheit. Weinheim, New York, Basel, Cambridge: V C H Verlagsgesellschaft, 1993 Verpackungstechnik. Fraunhofer-Gesellschaft e.V., (Hrsg.) Loseblattsammlung, Stand: Mai 1997. Heidelberg: Hüthig Verlag HF Kunststoffwalzen (plastic covered rolls) Die Kunststoffwalzen eines —•Kalanders sind —> elastische Walzen mit Kunststoffbezügen, die aus extrudierten Polyurethanen, gegossenen Epoxydharzen oder gewickelten Compound-Materialien (plastic cover) bestehen bzw. aus Kunststofffasern (z.B. Aramid, Nomex) oder hohen Anteilen davon (plastic filling) hergestellt werden. Für elastische Mittelwalzen wird der Kunststoffbezug heute auf Zwischenkörper aus gelochten Aluminium-Scheiben aufgebracht, die auf der Achse einer herkömmlichen Faserbezugswalze sitzen und durch die spezielle Anordnung der Löcher einen kühlenden Luftstrom entstehen lassen. Auch die Mäntel von —> Durchbiegungsausgleichswalzen werden mit Kunststoffbezügen versehen. Bei neuen Entwicklungen der Profilkorrekturwalzen verwendet man unter dem Kunststoffbezug Walzenmäntel, die ebenfalls aus Kunststoff bestehen

und durch ihre hohe Flexibilität eine besonders schmalzonige Dickenprofilbeeinflussung erlauben. Der elastische Bezug einer Kunststoffwalze besteht aus der Laufschicht und der Haftschicht, die die feste Verbindung zwischen Rohr, Walzenmantel oder Zwischenkörper und Laufschicht herstellt. Elastische Walzen aus vollem Kunststoffmaterial (z.B. Nylon) haben sich trotz hervorragender elastischer Eigenschaften wegen der geringen thermischen Belastbarkeit nicht bewährt. SZ

Kupferdruck (copperplate printing) Der Kupferdruck ist ein —> Tiefdruckverfahren unter Verwendung von —• Druckformen, die im Kupferstich oder in anderen manuellen Techniken hergestellt wurden. Mit Stichel, Nadel, Punzen oder mithilfe von —• Säuren wird die Zeichnung in polierten Kupferplatten tiefer gelegt. Zum —• Druck wird diese vertiefte Zeichnung mit Tampons und strenger Kupferdruckfarbe eingefärbt. Anschließend wird die Metalloberfläche mit Leinenlappen blank gerieben. Dann wird die eingefarbte Druckform auf den Drucktisch einer Kupferdruckpresse gelegt, mit einem befeuchteten Papierblatt sowie mit einem Druckfilz bedeckt und danach unter starkem Anpressdruck zwischen den beiden Walzen der Druckpresse hindurchgeführt. Da normalerweise das Papierformat (—> Format) größer als die Kupferplatte gewählt wird, entsteht beim Drucken ein Prägerand, der für Kupferdrucke charakteristisch ist. Die ältesten Kupferdruckverfahren sind der Kupferstich und die Radierung. Ihre Weiterentwicklung führte zu den fotomechanischen Verfahren und zum —> Rakeltiefdruck. Das Gravieren in Metall war seit dem Altertum bekannt, doch druckte man Kupferstiche erst seit dem 15. Jh. Die reichlichere Papierproduktion seit dem 14. Jh. ermöglichte es, den steigenden Bedarf an billigen Bildern zu decken. Bunt ausgemalte biblische Szenen und Heiligenbilder von einfarbig gedruckten Kupferstichen ersetzten die teuren Miniatu-

217 ren. Spielkarten, Vorlagen für Handwerker (Ornamente, Schmuck, Geräte, Architekturteile), Wappen und Porträts erweiterten den Themenkreis. Die Blütezeit des Kupferstichs liegt im 16. Jh. Die Arbeiten deutscher Künstler, wie A. Dürer, L. Cranach d. Ä. und A. Altendorfer, sind wegen ihrer virtuosen Technik bei der Wiedergabe von seelischen Regungen sowie kleinen Details und stofflichen Feinheiten besonders hervorzuheben. Die Auflagenhöhe von Kupferdruckplatten ist wegen des hohen Drucks in der Handpresse beschränkt; sie liegt bei Kupferstichen um 1 000 Exemplare, bei Radierungen zwischen 200 und 400. Durch galvanisches Abformen oder durch Verstählen oder Verchromen der Originalplatten lässt sich die Auflage erhöhen. Künstler stechen ihre Namen nach einer kleinen Vorauflage in die Platte. „Drucke vor der Schrift" (avant la lettre oder Vorzugsdrucke) sind wertvoller als „Drucke nach der Schrift" (après oder avec la lettre). Bei den Ätzverfahren sind am Plattenrand beim Andruck meist noch Ätzzeichen vorhanden, die für die Auflage weggeschliffen werden. Abzüge mit diesen Ätzzeichen gelten als Remarquedruck und sind wertvoll, insbesondere wenn sie die Unterschrift des Künstlers mit Bleistift tragen. Werden im Kupferdruck Bilder reproduziert, so wird der Name des Malers oder Kompositors des Bilds mit der Abkürzung pinx. (pinxit) oder inv. (invenit), der des Zeichners mit del. (delineavit), der des Stechers mit sc. (sculpsit), der des Druckers imp. (impresit) und der des Verlegers mit exc. (excudit) versehen. NE

Techniken hergestellt wurden, Bogenpapier bedruckt wird. NE

Kurzfaserzellstoff (short fiber pulp) —> Laubholzzellstoff

Kurzzeitabsorptionstester (ΚΑΤ) (Bristow Tester) Mithilfe des von Bristow entwickelten Kurzzeitabsorptionstesters kann die Flüssigkeitsaufnahme von Papier pro Flächeneinheit in Abhängigkeit von sehr kurzen Absorptionszeiten zwischen etwa 5 ms und rund 2 s erfasst werden. Diese Prüfzeiten entsprechen den Benetzungs- und Penetrationsverhältnissen in Produktions- (z.B. —> Streichen) und Verarbeitungsprozessen (z.B. —> Kleben) und machen das Gerät somit für praxisnahe Untersuchungen interessant.

v Kontaktzeit t = ^

p In [s]

Übertragenes Flüssigkeitsvolumen = P»gkete-VdUmen (nachenbezogen) Meßflecklänge χ Meßfleckbreite

|(l

2

Vp - Geschwindigkeit der Papierprobe in [mm/8] Lg = Abstand der Behältelinnenwände in Laufrichtung (1 mm)

Abb.

1: Prinzip des Kurzzeitabsorptionstesters

(ΚΑΤ)

Kupfertiefdruck Der Aufbau des Kurzzeitabsorptionstesters ist (gravure printing , copper gravure process) in Abb. 1 gezeigt. In einen rechteckigen und Kupfertiefdruck ist eine mitunter benutzte unten offenen Behälter mit einer Breite L B in Bezeichnung für den —> Rakeltiefdruck, dem Bewegungsrichtung und einer bestimmten dominierenden —• Tiefdruckverfahren, zum Breite in Querrichtung dosiert man eine Druck von —• Rollenpapier auf —> Rollen- Prüfflüssigkeit von etwa 40 μΐ, die durch Addruckmaschinen. Dieser Begriff beinhaltet häsionskräfte im Behälter gehalten wird. Die jedoch nicht den —•Kupferdruck, bei dem zu prüfende Papierprobe (25 mm Breite, unter Verwendung von —• Druckformen, die 2 000 mm Länge) wird auf ein Rad von etwa im Kupferstich oder anderen manuellen 2 m Umfang aufgespannt und mit einer vor-

218 gegebenen Geschwindigkeit in Rotation versetzt. Nach dem Aufsetzen des Behälters über einen Hebel auf die rotierende Probe saugt das Papier die Flüssigkeit durch Kapillarkräfte auf. Danach ist die Papierprobe auf einer rechteckigen Fläche, entsprechend der Breite der Behälterwand, mit der Flüssigkeit befeuchtet. Das pro Fläche übertragene Flüssigkeitsvolumen errechnet sich aus dem Verhältnis des Flüssigkeitsvolumens zur ausgemessenen Messfleckfläche und ist anschaulich als Penetrationstiefe deutbar. Da L B konstant ist, bestimmt die Geschwindigkeit der auf dem rotierenden Rad aufgespannten Papierprobe die Kontaktzeit.

Spannung der Flüssigkeit eine wichtige Rolle. Vom Papier her sind Verhornungszustand, —•Alterung, —>Feuchtegehalt und —•Leimung wichtige Einflussgrößen. Aus der Steigung der Kurve für t > t w (Zeitachse ist nun als Vt dargestellt) lässt sich der Absorptionskoeffizient K a bestimmen. Die Penetration von Wasser kann somit mathematisch folgendermaßen beschrieben werden: z = Kr

0/(t-tw)

t w < t < 2s

mit z: übertragenes Flüssigkeitsvolumen Fläche in [ml/m 2 ] K r : Rauheitskoeffizient in [ml/m 2 ]

pro

K a : Absorptionskoeffizient in [ml/m 2 Vt ] t w : Benetzungszeit in [s] Öl dringt aufgrund seiner niedrigen Oberflächenspannung sofort in das Papier ein. In diesem Fall ist die Benetzungszeit t w = 0. PR

Abb. 2: Ermittlung von Rauheit K r , Benetzungszeit t w und Absorptionskoeffizient K a aus den Messwerten des Kurzzeit-Absorptions-Testers (Prüfflüssigkeit: Wasser)

Zur Auswertung der Messung mit dem Kurzzeitabsorptionstester trägt man das übertragene Flüssigkeitsvolumen über der Kontaktzeit auf (Abb. 2). Bei Wasser findet die —• Penetration in 2 Phasen statt: In der Anfangsphase der Kontaktzeit werden nur die Oberflächenvertiefungen der Probe ausgefüllt. Daher beginnt die Kurve nicht im Ursprung, sondern bei einem Wert K r , auch Rauheitskoeffizient genannt, der mit der über —• Luftstrommessgeräten ermittelten —• Rauheit oder —• Glätte korreliert. Erst nach einer bestimmten Zeit t w , der Benetzungszeit, setzt die Penetration des Wassers ein. Für die Benetzungszeit spielt die —• Oberflächen-

219 Laborblatt (handsheet, test sheet) Bei einem Laborblatt handelt es sich um ein unter definierten Bedingungen auf einem —• Laborblattbildner hergestelltes Papier. Die Laborblattbildung erfolgt mit dem Ziel, im Labor industriell erzeugtes Papier mit reinen —• Faserstoffen oder Faserstoff-Mischungen oder Faserstoff-—• Füllstoff-Mischungen unter reproduzierbaren Bedingungen zu simulieren, um dessen Eigenschaften zu ermitteln. In der Papierproduktion können dadurch eine Überwachung des Produktionsprozesses und bei der Entwicklung neuer Produkte eine tendenzielle Vorhersage der zu erwartenden Eigenschaften von industriellen Papieren erfolgen. Aber auch in der Forschung stellt die Laborblattbildung eine Simulationsmöglichkeit des Blattbildungsprozesses dar, die z.B. bei der Entwicklung neuer Technologien oder für die Grundlagenforschung genutzt wird. Laborblätter werden nach genormten Verfahren hergestellt (z.B. D I N 54358-1, TAPPI Τ 205 om - 88, SCAN C26, SCAN M 5, ISO/DIS 5269-1 und ISO/DIS 5269-2 ). Diese Verfahren unterscheiden sich, schreiben jedoch alle das gleiche statische Prinzip vor, bei dem eine senkrechte Entwässerung der Fasersuspension durch ein Sieb - unterstützt durch Unterdruck - erfolgt. Die Größe und Form der gebildeten Laborblätter variiert von Verfahren zu Verfahren. Während entsprechend der DIN-Norm ein rundes Laborblatt mit einem Durchmesser von 201 mm gebildet wird, hat das Laborblatt nach TAPPI einen Durchmesser von 173 mm und das Laborblatt nach SCAN ist quadratisch mit einer Seitenlänge von 165 mm. Zudem variiert die —• flächenbezogene Masse der gebildeten Laborblätter. Während nach D I N und ISO/DIS 5269-2 ein Laborblatt mit einer flächenbezogenen Masse von 75 g/m 2 —> otro gebildet wird, hat das Laborblatt nach TAPPI, SCAN und ISO/DIS 5269-1 eine flächenbezogene Masse von 60 g/m 2 otro. Die anhand von Laborblättern gefundenen Prüfergebnisse lassen sich nur begrenzt auf industrielle Papiere übertragen, da die Blattbildungsbedingungen bei der Laborblattbildung nicht mit denen auf der —•Papier-

maschine vergleichbar sind. Der signifikanteste Unterschied zwischen Laborblättern und industriell hergestellten Papieren ist das Fehlen der —> Anisotropie bei Laborblättern, bedingt durch die bevorzugte —• Faserorientierung in —• Längsrichtung bei Maschinenpapieren. Die —• Isotropie der Laborblätter liegt im Vorgang der Blattbildung begründet. Dabei legen sich die Fasern ohne Vorzugsrichtung auf dem Blattbildungssieb ab, so dass es zu einer stochastischen Faserorientierung im Laborblatt kommt. Ein industriell hergestelltes Papier dagegen ist orthotrop (—• Orthotropie), d.h. die Fasern besitzen eine Vorzugsrichtung in Längsrichtung.

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1 = Doppelfalzung nach Schopper 2 = Zugversuch (z.B. Bruchkraftindex, Bruchdehnung, breitenbezogene Bruchkraft) 3 = Weiterreißarbeit nach Brecht-Imset 4 = Berstfestigkeit

Aufteilungsschema von Laborblättern entsprechend dem ZELLCHEMING-Merkblatt V/10/57

Eine Aufteilung der Laborblätter in Prüfabschnitte für die unterschiedlichen physikalischen Papierprüfungen kann entsprechend einem Aufteilungsschema gemäß ZELLCHEMING-Merkblatt V/10/57 erfolgen. In Abhängigkeit von den durchzuführenden Prüfungen ermöglicht die Aufteilung eine bestmögliche Ausnutzung des Laborblatts (Abb.). WS Laborblattbildner (handsheet former, sheet mold) Laborblattbildner dienen zur Herstellung von Laborblättern (—• Laborblatt) aus reinen Faserstoffen, Faserstoff-Mischungen oder Fa-

220 serstoff-— • Füllstoff-Mischungen und simulieren die industrielle Papierherstellung unter idealisierten Bedingungen (z.B. bei sehr niedriger Stoffdichte von 0,24% gemäß DIN 54358-1). Dadurch erhält man ein Blatt mit sehr guter —> Formation und ohne —• Faserorientierung, also mit einer isotropen Struktur (—> Isotropie). An den gebildeten Laborblättern werden verschiedene Papiereigenschaften (z.B. Festigkeitseigenschaften, optische Eigenschaften oder Oberflächeneigenschaften) gemessen, um die papiertechnologische Qualität der eingesetzten Stoffe zu prüfen. Die —• Laborblattbildung und die Laborblattbildner sind in unterschiedlichen internationalen und nationalen Normen definiert (z.B. D I N 54358-1, TAPPI T205 om-88, SCAN C 26, SCAN M 5, ISO/DIS 5269-1 und ISO/DIS 5269-2). Die Laborblattbildner weisen unterschiedliche Größen und Formen sowie eine verschiedenartige Ausstattung auf und bilden Laborblätter unterschiedlicher Größe, Form und —• flächenbezogener Masse. Grundsätzlich sind die Laborblattbildner mit einem Blattbildungsteil mit Füllkammer, Siebteil und Saugkammer und einer Trocknungsanlage ausgerüstet. Weiterhin gehören eine —> Gautschrolle und Trägerkartons zur Ausstattung eines Laborblattbildners. Die prinzipiellen Verfahrensschritte der Laborblattbildung sind bei allen genormten Verfahren dieselben. Ein gut durchmischtes, abgemessenes Volumen Faserstoffsuspension mit bekannter —• Stoffdichte wird in den Blattbildner geschüttet, der schon teilweise mit Wasser gefüllt ist. Nachdem der Blattbildner bis zur Endmarke mit Wasser gefüllt wurde, wird die Suspension durch das Einbringen von Turbulenz über einen festgelegten Zeitraum durchmischt. Daraufhin muss sich die Suspension über eine definierte Zeit (von wenigen Sekunden) beruhigen und wird nach Ablauf dieser Zeit durch Unterdruck entwässert, so dass sich ein Faservlies - das spätere Laborblatt - auf dem Sieb des Laborblattbildners formt. Nach der —• Entwässerung wird das gebildete Laborblatt durch Gautschen mit einer Gautschrolle auf einen Trägerkarton

überführt, teilweise noch gepresst und anschließend in einem Trockner getrocknet. Neuere Entwicklungen im Bereich der Laborblattbildner (z.B. der Dynamic Sheet Former oder das Mini-Mill Sheet Forming System) ermöglichen einen dynamischen Blattbildungsprozess, so dass anisotrope Laborblätter (—> Anisotropie) mit einer Vorzugsrichtung hinsichtlich der Faserorientierung gebildet werden können. Auf diese Weise wird der Blattbildungsprozess auf der Papiermaschine realistischer simuliert als bei der klassischen Laborblattbildung. Die anhand von Laborblättern gefundenen Prüfergebnisse lassen sich dadurch besser auf die Praxis übertragen. Wegen der höheren Kosten und des größeren Arbeitsaufwands sind jedoch die letztgenannten Laborblattbildner sehr selten in Gebrauch WS

Laborblattbildung (forming handsheets, Rapid-Köthen method) In Deutschland ist für die Herstellung von Laborblättern (—• Laborblatt) nur das RapidKöthen-Verfahren nach D I N 54358-1 von Relevanz. Das Rapid-Köthen-Gerät besteht aus einer Blattbildungsanlage mit Füllkammer, Siebteil und Saugkammer, den Übertragungsorganen mit —• Gautschrolle, Trägerkarton und Deckblättern sowie der Trocknungsanlage mit Heizkammer, Stützsieb und Verdampfungskammer. Das Blattbildungssieb wird mit einer Köperbindung aus 60 Kett- und 55 Schußdrähten je cm hergestellt. Zur Blattbildung werden das Sieb in den Blattbildner eingesetzt und die Füllkammer verschlossen. Daraufhin wird die Füllkammer von unten mit Wasser bis zur 4-Liter-Marke befüllt. Sobald die Marke erreicht ist, werden 1 000 ml der vorbereiteten Fasersuspension mit einer —> Stoffdichte von 0,24 % von oben eingefüllt. Nach Erreichen der 7-Liter-Marke wird die Wasserzufuhr abgestellt und mithilfe von Druckluft die Stoffsuspension 5 s lang durchmischt. Anschließend kann sich die Suspension 5 s lang beruhigen, bevor der Entwässerungsvorgang eingeleitet wird. Un-

221 terstützt wird die Entwässerung durch das Anlegen von Unterdruck. Nachdem der Flüssigkeitsspiegel durch das Faservlies gesunken ist, wird noch 10 s lang Luft durch das Blatt gesaugt. Nach dem Abstellen wird ein Trägerkarton (vollgeleimter —• Chromoersatzkarton) auf das nasse Blatt gelegt und mit einer 3 kg schweren Gautschrolle zweimal überrollt. Daraufhin wird das frisch gebildete Laborblatt mit einem Ruck vom Sieb abgelöst, mit einem Deckblatt abgedeckt und in einen Trockner gelegt, wo es 5 bis 7 min getrocknet wird. Nach dem Trocknen werden das Deckblatt und der Trägerkarton vom Laborblatt abgezogen und das Blatt kann nach einer —• Klimatisierung für die weiteren Untersuchungen verwendet werden. Zur besseren Simulation von Papiermaschinenkreisläufen sind moderne Rapid-KöthenGeräte zusätzlich mit einem Wasserkreislaufsystem ausgestattet. Das Siebwasser, das bei der Blattbildung durch die Entwässerung anfällt, wird dabei als —• Rückwasser für folgende Blattbildungen verwendet. Auf diese Weise verbleiben —• Feinstoffe und —• Füllstoffe im System, die bei der Entwässerung ausgespült werden und ohne Kreislaufsystem bei der Blattbildung verloren gingen. WS

Labordeinkinganlage (laboratory deinking unit) Labordeinkinganlagen bestehen im Gegensatz zu industriellen —• Deinkinganlagen meist nur aus einer —> Flotations- bzw. Waschzelle, in der der suspendierte —• Altpapierstoff solange deinkt wird, bis eine gewünschte Behandlungszeit, die üblicherweise der einer großtechnischen Deinkingstufe entsprechen soll, abgelaufen ist. Die entweder batchweise oder im Kreislauf betriebenen Zellen sind den großtechnischen Apparaten in Aussehen und Funktionsweise ähnlich. Laborzellen für —• Flotations-Deinking werden entweder mit Druckluft fremdbelüftet oder saugen die erforderliche Flotationsluft wie die meisten großtechnischen Flotationszellen durch entsprechende technische Ein-

bauten (Injektoren) selbst an. Die Entfernung des Flotationsschaums erfolgt in manchen Ausführungen manuell mittels Schaber, andere Zellenkonstruktionen sorgen für einen automatischen Austrag des Flotationsschaums von der Suspensionsoberfläche durch Ausnutzung strömungstechnischer Bedingungen. Laborzellen für —> Wasch-Deinking arbeiten entgegen den industriellen Apparaten ohne die Ausbildung eines Filterkuchens auf einem Rundsieb (—• Wäsche). Stattdessen wird die zu deinkende Fasersuspension in einem Siebkasten solange unter Zufuhr von Waschwasser behandelt, bis der gewünschte Deinkingeffekt erzielt ist. Die Übertragbarkeit von Deinkingergebnissen aus dem Labor auf industrielle Gegebenheiten hängt wesentlich von der —» Ausbeute des Prozesses ab. Im Allgemeinen werden in Laborflotationseinrichtungen größere Stoffverluste verursacht, die nicht zuletzt auf die Schaumabfuhrung und das Fehlen einer Sekundär-Flotation zurückzuführen sind. Aber auch Luftmenge und Luftblasengröße spielen eine wichtige Rolle beim Vergleich der Apparaturen. In Laborwaschzellen werden die Ausbeute und damit das Deinkingergebnis stärker von den Sieböffnungen, den Waschwasserbedingungen und der Behandlungsdauer beeinflusst. AC

Labordesintegration (laboratory disintegration) Unter Labordesintegration versteht man das —• Zerfasern einer Faserstoffprobe (z.B. —• Zellstoff) durch ihre mechanische Behandlung in Wasser, wobei zusammenhängende —• Fasern, die in der Fasersuspension bei der Halbstofferzeugung getrennt voneinander waren, wieder voneinander getrennt werden, ohne ihre strukturellen Eigenschaften nennenswert zu verändern. In einem genormten Verfahren (DIN EN ISO 5263) werden der —> Desintegrator und die Verfahrensweise (—> Desintegrieren) beschrieben. Die Labordesintegration ist ein wesentlicher Teil der Probenvorbereitung. Deshalb wird in mehreren anderen Normen für die Zellstoff- und Holzstoffprüfung darauf Bezug

222 genommen. Das Verfahren ist auf die meisten Zellstoff- und —• Holzstoff-Arten einschließlich —» Altpapierstoff anwendbar. Es ist ungeeignet für einige Langfaserstoffe, wie solche aus —• Baumwolle. Es wird als solches nicht zur ständigen Entfernung der —• Latenz von Holzstoffen empfohlen. Vor der Desintegration müssen —• Halbstoffe mit einem —• Trockengehalt > 20 % in einer festgelegten Zeitdauer eingeweicht werden, z.B. —> lufttrockene Proben mindestens 4 h, um Stoffveränderungen durch die mechanische Behandlung minimal zu halten. Vorzugsbedingungen für die Labordesintegration: Eine definierte Menge der Halbstoffprobe wird in den Behälter des Desintegrators gegeben (Zellstoff entsprechend einer Masse von 30 g otro, Holzstoff entsprechend einer Masse von 60 g otro). Es wird so viel Wasser mit einer Temperatur von 20° C zugefügt, dass sich bei Zellstoff ein Gesamtvolumen von 2 000 ml und bei Holzstoff von 2 700 ml ergibt. Mit einer festgelegten, vom Trockengehalt der Probe abhängigen Anzahl Propellerumdrehungen wird der Halbstoff aufgeschlagen (< 20 % mit 10 000 Umdrehungen; > 20 % mit 30 000 Umdrehungen). BR Laborholländer (laboratory beater) Der Laborholländer ist das einem industriellen —• Holländer prinzipiell nachmodellierte Gerät für das —• Labormahlen. Weitläufige Anwendung als Laborholländer findet der in ISO 5264/1 beschriebene Valley beater, der nach dem Prinzip eines Umtriebsholländers arbeitet. Die starr gelagerte Mahlwalze und das anpressbare Grundwerk sind mit Edelstahlmessern unterschiedlicher Brinell-Härte bestückt. Die Walze enthält 32 Messer (je 4,7 mm breit), das Grundwerk enthält 7 Messer (je 3,2 mm breit). Der Walzendurchmesser beträgt einschließlich der Messer 190 bis 194 mm. Mit einer Probemenge, entsprechend 360 g otro, wird ein Stoff-Wasser-Volumen von 23 1 eingestellt, was einer —• Stoffdichte von 1,57 % entspricht. Tro-

ckener —•Zellstoff soll vorher eingeweicht werden. Das —• Desintegrieren des Fasermaterials erfolgt bei unbelastetem Grundwerk im Laborholländer. Die anschließende —• Mahlung wird mit einer Walzen-Drehzahl von 8,3 s und einem Mahldruck von 105 Ν durchgeführt. Ohne Unterbrechung des Mahlprozesses werden in festgelegten Zeitintervallen, beginnend nach 5 min, Proben entnommen. Die Mahldauer, die im Prüfbericht anzugeben ist, ist abhängig von der Zellstoffart. Folgende Mahlungszeiten werden empfohlen: •

• •

Gebleichter und ungebleichter —» Sulfitzellstoff, —• Strohzellstoff und —• Laubholz—• Sulfatzellstoff: 5, 10, 15, 20, 30 min Gebleichter Nadelholz-Sulfatzellstoff: 5, 15, 30, 45,60 min Ungebleichter Nadelholz-Sulfatzellstoff und andere halbgebleichte Zellstoffe: 5, 15,30, 60, 90 min.

Ein Nachteil der Labor-Umtriebsholländer ist, dass zur Gewährleistung des Stoffumtriebs die Stoffdichte niedriger eingestellt werden muss als bei industriellen Holländern. Davon ausgenommen sind Überwurfholländer, die bei Stoffdichten von 5 bis 6 % arbeiten. In Mitteleuropa wird für das Labormahlen von Zellstoffen die in Deutschland entwickelte —• Jokro-Mühle verwendet, während in Nordeuropa und mittlerweile auch in Übersee die in Norwegen entwickelte PFIMühle (—• Labormahlen) herangezogen wird. BR Laborkalander (experimental calender) Industrielle —• Kalander dienen zur Erzeugung von —• Glätte und —• Glanz, die für eine gute Bildwiedergabe ( - » Bedruckbarkeit) bei —•Druckpapieren notwendig sind. Laborkalander sind die verkleinerte Ausgabe der in der Industrie üblichen Kalanderkonzeptionen. So wie die industriellen Kalander in der Maschinenbreite den Arbeitsbreiten der vorgelagerten Papier- und —• Streichmaschinen an-

223 gepasst werden, sind die Laborkalander den entsprechenden Pilotanlagen der Papierfertigung bzw. der Papierveredelung auf Pilotstreichmaschinen eines Technikums in der Breite angepasst. Daneben gibt es für Pilotversuche spezielle Laborkalander ohne besondere Breitenzuordnung, die für die unterschiedlichsten Satinageversuche (—• Satinage) konzipiert sind. Die wesentlichen Bauelemente eines Kalanders sind die Kalanderwalzen, die üblicherweise als —> Hartguss- und —> Papierwalzen eingesetzt werden. Sieht man von den —• Sofitkalandern ab, so orientiert sich der Aufbau von Laborkalandern am klassischen —• Superkalander. Bei diesem Kalander sind unten und oben geschliffene und hochpolierte Hartgusswalzen (Grund- und Belastungswalzen) und im Mittelteil Hohlwalzen zum Kühlen oder Heizen angeordnet. Im Wechsel mit den Hartgusswalzen sind —• elastische Walzen angeordnet, die mit einem Mantel aus unterschiedlichem elastischem Material ausgestattet werden können. Während die Hartgusswalzen vorwiegend glätten, sind die elastischen Walzen für die Erzeugung des Glanzes verantwortlich. Mithilfe einer Hydraulikanlage wird zwischen den Walzen eine —• Linienkraft von 100 bis 300 kN/m je nach Satinageanforderung eingestellt. Laborkalander sind im Aufbau und in Ausstattung einfacher zu realisieren als Produktionskalander, da wegen der deutlich geringeren Breite eine Kompensation der Durchbiegung durch konstruktive Maßnahmen (—• Schwimmende Walze, —> Durchbiegungsausgleichswalze oder —> Bombierung) nicht notwendig ist. TI

Labormahlen (laboratory beating) Mithilfe des Labormahlens erfolgt die Vorbereitung des —> Zellstoffs zum Prüfen seiner physikalischen Eigenschaften (z.B. optische und Festigkeitseigenschaften, —• Papiereigenschaften). Das Mahlen ist die mechanische Behandlung von vorzugweise Zellstoff in wässriger —> Suspension, um physikalische

Eigenschaften der Zellstofffasern für die Anforderungen zur Herstellung bestimmter Papiersorten durch —> Fibrillierung und Faserkürzung zu aktivieren. In der Regel wird die Veränderung dieser Eigenschaften in Abhängigkeit vom —• Mahlgrad (z.B. —> SchopperRiegler-Wert) oder von der Mahldauer in [min] beobachtet. Praxisnäher ist der Bezug auf die spez. reine Mahlarbeit in [kWh/100 kg] oder in [kWh/t], bezogen auf die otro Masse des gemahlenen Faserstoffs. Voraussetzung dafür ist, dass der Energieverbrauch während der —• Mahlung gemessen werden kann. Grundprinzip dieser Faserstoffprüfung ist das Bestreben, die Labormahlung unter reproduzierbaren Bedingungen und bei Einsatz geringer Faserstoffmengen durchzuführen. Bei der Probenvorbereitung ist für alle Labormahlverfahren das Einweichen von trockenen Zellstoffproben zu beachten, um sicherzustellen, dass die vorhergehende —> Desintegration nur zu einem minimalen Mahleffekt führt. Es ist in die —•klassifizierende und die —> imitierende Labormahlung zu unterscheiden. Die klassifizierende Labormahlung hat die Klassifizierung/Prüfung von —• Marktzellstoffen und neu entwickelten —> Halbstoffen zum Ziel. Diese Mahlung soll unter genau definierten Bedingungen in standardisierten Labormahlgeräten zur vergleichbaren Charakterisierung der Faserstoffe erfolgen. Ein allgemeines, international annehmbares Standardprüfverfahren konnte bisher noch nicht vereinbart werden. Mit ISO 5264 wurde im Hinblick auf die weitläufige Anwendung der folgenden Verfahren • • •

Valley beater (ISO 5264-1 ) PFI-Mühle (ISO 5264-2) Jokro-Mühle (ISO 5264-3)

ein abgestimmter Leitfaden über den Gebrauch dieser Einrichtungen aufgestellt. Obwohl alle 3 Verfahren einen ähnlichen Trend in Bezug auf den geprüften Zellstoff zeigen, korrelieren die tatsächlichen Ergebnisse nicht zwischen den verschiedenen Mahlgeräten. In Deutschland wird überwiegend das Jokro-

224 Mühle-Verfahren angewendet. Einige Länder sind der Meinung, dass die PFI-Mühle die Anforderungen an ein Standardverfahren am besten erfüllt. Nur im PFI-Verfahren kann der Energieverbrauch gemessen werden. Die imitierende Labormahlung ist auf die vorausbestimmende Prozessoptimierung/ Einsatzerprobung neuer Faserstoffrezepturen gerichtet. Sie ist eine Mahlung unter produktionsspezifisch einstellbaren Bedingungen zur Ermittlung des Mahlverhaltens der Faserstoffe hinsichtlich verschiedener Anwendungsvoraussetzungen, wie z.B. Mahlungsintensität, Messermaterial, Schnittwinkel und Stoffdichte. Für die imitierende Labormahlung werden zweckmäßigerweise L a b o r — • Refiner eingesetzt. Kurzbeschreibung der Verfahren: 1) Valley beater-Methode: —• Laborholländer 2) PFI-Mühle-Verfahren (DIN EN 25264-2): Die PFI-Mühle besteht aus einer Walze, einer Mahlbüchse mit Deckel und einer Belastungsvorrichtung zur Sicherstellung des Mahldrucks. Die Walze und die Mahlbüchse drehen sich auf vertikalen Achsen und werden beide unabhängig voneinander von einem Motor angetrieben. Die Mahlelemente sind aus nichtrostendem Stahl hergestellt. Eine definierte Masse Zellstoff, entsprechend 30 g otro, wird bei einer Stoff-Wasser-Gesamtmasse von 300 g, was einer Stoffdichte von 10 % entspricht, zwischen einer Walze mit Messern und einer Mahlbüchse gemahlen, wobei sich beide in derselben Richtung, aber mit unterschiedlichen peripheren Geschwindigkeiten drehen. Mithilfe eines Hebelarms wird die Walze gegen die Innenwand der Mahlbüchse gedrückt, der Mahldruck wird auf 3,33 Ν je 1 mm Messerlänge eingestellt. Bei Abschluss der Mahlung sind die Mahldauer, die Anzahl der Umdrehungen und der Energieverbrauch zu erfassen. 3) Jokro-Mühle-Verfahren (DIN EN 25264-3): Die Jokro-Mühle besteht aus einem horizontalen Drehtisch, in dem 6 Mahlbüchsen mit Deckel und profilierten Walzen befestigt werden können. Die Mahlelemente sind aus

nichtrostendem Material (z.B. Bronze) bestimmter Brinell-Härte hergestellt. In jeder Mahlbüchse wird eine definierte Masse Zellstoff, entsprechend 16 g otro, bei einer StoffWasser-Gesamtmasse von 265 g, was einer Stoffdichte von 6 % entspricht, zwischen der Innenwand einer zylindrischen Mahlbüchse, die sich mit einer planetenformigen Umdrehung um eine zentrale Welle dreht, und einer profilierten Walze, die lose in den Behälter angeordnet ist, gemahlen. Da der Mahldruck von der Drehfrequenz der Vertikalachse abhängt, wird diese auf 2,5 s eingestellt. Vor Erreichen des endgültig gewünschten Mahlzustands können Mahleinheiten für Zwischenergebnisse entnommen werden, wobei die symmetrische Verteilung der verbleibenden Mahleinheiten gewährleistet sein muss. Je Mahlungspunkt sind die Mahldauer und die Anzahl der Umdrehungen zu erfassen. 4) Labor-Refiner-Verfahren: Im Hinblick auf die in der Industrie fast ausschließlich in Refinern durchgeführte Mahlung ist das Ziel der internationalen Normung auf die Schaffung eines einheitlichen RefinerprüfVerfahrens gerichtet. Anwendung finden bisher nichtstandardisierte, inzwischen computergesteuerte Tischmodelle. Derartige Mahlmaschinen sollen u.a. folgende Möglichkeiten sichern: • • • • • • • • •

hohe Produktivität Wiederhol- und Vergleichbarkeit der Labormahlung geschlossenes Mahlsystem mit geringem Stoffmengenbedarf direkte und präzise Mahlspaltmessung und -einstellung vorwählbare —> spez. Kantenbelastung breites Stoffdichte-Arbeitsspektrum Einsatz von Scheiben- und Kegelgarnituren mit verschiedenen Schnittwinkeln präzise Messung des spez. Mahlenergieeinsatzes automatische Probenahme nach Erreichen vorgegebener Werte für den spez. Energieeintrag.

225 Als Anwendungsbeispiele sind der EscherWyss-Laborrefiner RL und der PTS-Laborrefiner zu nennen. Literatur: Franke, W. (Hrsg.): Prüfung von Papier, Pappe, Zellstoff und Holzstoff. Berlin, Heidelberg: Springer Verlag, 1993; Bd. 3, Töppel, O.: Physikalisch-technologische Prüfung der Papierfaserstoffe. N.N.: Grundprozesse der Papiererzeugung. 1: Halbstofferzeugung. PTS-Manuskript, PTS-MS 56, J. Blechschmidt (Hrsg.); Papiertechnische Stiftung, München, 1997; Bär, G.: Mahlung und Dispergierung von Faserstoffen, S. 4-35 BR

Laborzerfasern (laboratory disintegration) —• Labordesintegration

Lack ( lacquer , varnish) Unter dem Begriff Lack lässt sich eine Vielzahl von filmbildenden Stoffen zusammenfassen, die auf der Basis von organischen Löse» und Bindemitteln aufgebaut sind. Entsprechend der Art der organischen Bindemittel, die in einem Lack enthalten sind, werden für die Lacke organische —• Lösemittel und/oder Wasser eingesetzt. Es können auch völlig wasserlose Lacksysteme hergestellt werden. Im Hinblick auf den späteren Einsatzzweck eines Lacks können in den Systemen —• Füllstoffe, —» Pigmente, —• Gleitmittel aus —• Wachsen und Silikonen oder sonstige Stoffe enthalten sein. Den durch einen Lackauftrag erzeugten Lackierungen fallen die unterschiedlichsten Aufgaben zu. Neben den Schutzfunktionen, die durch eine Lackierung bewirkt werden sollen, sind es zunehmend werbetechnische Aspekte, die speziell in der Druck- und Papierverarbeitungs-Industrie zu den Lackierungen der Erzeugnisse veranlassen. Lacke werden in ihren Bezeichnungen nach den unterschiedlichsten Kriterien eingeteilt.

So können Lacke nach ihrer Zusammensetzung, d.h. orientiert nach den enthaltenen Binde- und Lösemitteln (Polyurethan-, Alkydharz-, Wasser-, Spirituslack), benannt werden. Weitere Kriterien für die Lackbezeichnung können die Beschaffenheit (z.B. Pulverlack), das Auftrageverfahren (Tauchlack), die Art der Filmbildung (UV-, Zweikomponenten-Lack), der Glanzgrad (Hochglanz·, Mattlack), der erzielte Effekt (Metalleffektlack), der Aufbau der Lackierungen (Primer-, Decklack), die zu beschichtenden Untergründe (Eisen-, Papierlack) oder die Art des zu beschichtenden Objekts (Fenster-, Autolack) sein. In der grafischen Industrie haben ausschließlich transparente Lacksysteme eine Bedeutung, die zum Schutz der Drucke gegenüber Feuchtigkeit, mechanischer Beschädigung und eventuell auch gegen Chemikalien dienen. Wechselweise kommen glänzende oder matte Lacke zum Einsatz, die zur Erzielung bestimmter Effekte auf den Drucken benutzt werden. Derzeit werden bereits ca. 90 % aller ausgelieferten Mehrfarben-Druckmaschinen mit zusätzlichen Aggregaten für eine Lackierung ausgestattet. Für den Einsatz von Speziallacken und die Übertragung hoher Lackmengen (verstärkte Schutzwirkung) stehen in Veredelungsbetrieben spezielle —• Lackiermaschinen zur Verfügung. SD

Lackierechtheit (fastness to varnishing) Unter Lackierechtheit versteht man die Beständigkeit einer gedruckten —•Druckfarbe gegen Ausbluten bei der Überlackierung. In DIN 16524-2 und ISO 2837 ist jeweils die Prüfung der Lösemittelechtheit beschrieben. Zu dieser Prüfung dient ein Lösemittelgemisch, bestehend aus 60 % —> Ethanol, 30 % Ethylacetat und 10 % Methoxipropanol, in das Streifen des zu prüfenden Drucks 2 min lang bei 23° C eingetaucht werden. Im Falle der Lösemittelechtheit darf weder ein Ausbluten der gedruckten Farbe noch eine Anfärbung des Lösemittelgemisches eintreten. Möchte man die Echtheit eines —> Drucks gegenüber einem —> Lack prüfen, so wird an-

226 stelle des Lösemittelgemisches der anzuwendende Lack eingesetzt, und es wird wie bei der Prüfung der Lösemittelechtheit verfahren. Eine spezielle Norm zur Prüfung der Lackierechtheit existiert nicht. RO

Lackieren (varnishing) Unter Lackieren versteht man die Beschichtung von - meistens bedrucktem - Papier, Karton und Pappe mit einem flüssigen oder pastösen —•Lack zur Erzielung bestimmter Eigenschaften. Im Gegensatz zu —•Druckfarben enthalten Lacke keine farbgebenden Bestandteile und bilden im getrockneten Zustand einen transparenten Film. Je nach Einsatzzweck und den gewünschten Eigenschaften werden Lacke wie folgt eingeteilt: •

• •

•

•

•

Schutzlacke schützen die bedruckte oder unbedruckte Oberfläche gegen Verscheuern oder Verschmutzung. Glanz- und Mattlacke dienen zur Erzielung bestimmter Oberflächeneffekte. Gleitfähige Lacke und Antirutschlacke werden eingesetzt, um die Haft- und Gleitreibung (—• Reibung) von lackierten Oberflächen gezielt einzustellen und so die Weiterverarbeitung der Produkte zu gewährleisten. Nassblockfeste Lacke verhindern das Verblocken an der Lackoberfläche durch die bei der Heißbefüllung von Verpackungen resultierende Feuchtigkeit. Mit heißsiegelfahigen und ultraschallverschweißbaren Lacken kann durch Wärme- bzw. Energiezufuhr eine Verbindung mit Kunststofffolien hergestellt werden. Kalanderlacke werden nach dem Trocknungsvorgang in —• Kalandern mit Hitze und Druck beaufschlagt und bilden einen hochglänzenden, glatten Film.

In der papierverarbeitenden Industrie kommen folgende Lacksysteme zum Einsatz:

1) Dispersionslacke Unter einem Dispersionslack versteht man ein zweiphasiges System, das im Wesentlichen aus dem Dispergiermittel Wasser und einer unlöslichen dispergierten Phase in Form kleiner, kugelförmiger Kunststoffpartikel besteht. Zusatzstoffe, wie Hydrosole, —•Netzmittel und Entschäumer (—• Schaumverhütungsmittel), verbessern das Filmbildungsvermögen und das Verarbeitungsverhalten. Die Partikel besitzen eine typische Größe von etwa 0,1 μιη. Wegen der Lichtstreuung an den Partikeln erscheint die flüssige Dispersion weiß. Die Filmbildung von Dispersionslacken erfolgt durch —• Penetration des Wassers in den saugfahigen —• Bedruckstoff und anschließende Verformung und Zusammenfließen der Kunststoffpartikel unter Wirkung des Kapillardrucks. Zur Trocknungsunterstützung werden Warmluftrakel und Infrarotstrahler eingesetzt. Bei ordnungsgemäßer Filmbildung liegen keine Grenzflächen mehr vor und der getrocknete Lackfilm erscheint transparent. Die Verarbeitung von Dispersionslacken geschieht in Lackwerken innerhalb der —• Druckmaschine oder, wenn höhere Auftragsmengen erforderlich sind, in speziellen —• Lackiermaschinen. Die wesentlichen Vorzüge von Dispersionslacken sind die hohe Trocknungsgeschwindigkeit und die Geruchfreiheit. 2) Strahlenhärtende Lacke Strahlenhärtende Lacke bestehen aus reaktiven synthetischen Bindemitteln, die durch Einwirkung energiereicher Strahlung aushärten. Die Gruppe der radikal härtenden Lacke enthält Acrylate als Bindemittelbestandteile, die unter Einfluss von Strahlungsenergie (UV, Elektronenstrahlen) über eine Radikalreaktion zur Aushärtung gebracht werden. Die Gruppe der UV-kationisch härtenden Lacke enthält cycloaliphatische Epoxidharze als Bindemittel, deren Vernetzung unter UVStrahlung durch Abspaltung von Säuren (Kationen) aus im Lack enthaltenen Fotoinitiatoren ausgelöst wird. Strahlenhärtende Lacke können unter bestimmten Bedingungen sowohl in Lackierwerken von Druckmaschinen als auch in Lackiermaschinen verarbeitet

227 werden. Strahlenhärtende Lacke trocknen sehr schnell und bilden hochglänzende Filme mit sehr guter Beständigkeit gegen chemische und mechanische Beanspruchungen. 3) Öldrucklacke Öldrucklacke entsprechen in ihrem Aufbau weitgehend den —> Offsetdruckfarben, enthalten jedoch keine farbgebenden Bestandteile. Die wichtigsten Komponenten in Öldrucklacken sind pflanzliche und mineralische —• Öle, Hart- und Alkydharze, Trockenund Hilfsstoffe. Die Trocknung erfolgt durch —> Wegschlagen des freien —» Mineralöls in den Bedruckstoff und anschließende oxidative —• Polymerisation der pflanzlichen Öle und Alkydharze. Öldrucklacke haben den Vorteil, in —• Offsetdruckmaschinen ohne große Umrüstung verarbeitet werden zu können, besitzen allerdings sehr lange Trocknungszeiten. 4) Lösemittelhaltige Lacke Lösemittelhaltige Lacke, wie z.B. Nitrolacke (—* Nitrocellulose in Lösemittel), trocknen durch Wegschlagen und Verdunsten des Lösemittels und Filmbildung des Bindemittels. Aus ökologischen und sicherheitstechnischen Gründen sowie durch die Verlagerung der Lackieraufträge von den Lackieranstalten zu den Druckereien verlieren lösemittelhaltige Lacke zunehmend an Bedeutung in der Papierverarbeitung. AN

Lackiermaschine (varnishing machine) Lackiermaschinen werden eingesetzt zum nachträglichen —• Lackieren von Druckaufträgen außerhalb von —> Druckmaschinen. Der wesentliche Unterschied zu Lackierwerken in Druckmaschinen besteht darin, dass in Lackiermaschinen wesentlich höhere Lackauftragsgewichte bis zu 20 g/m 2 (nass) erzielbar sind. Lackiermaschinen gibt es für die Rollen- und Bogenlackierung. Lackiermaschinen bestehen im Prinzip aus einer Schöpfwalze, die den Lack aus einer Wanne schöpft, einer gleichlaufend kontaktierenden Auftragswalze, die den Lack von

der Schöpfwalze aufnimmt und auf den —> Bedruckstoff, der von einem Gegendruckzylinder gestützt wird, abgibt. In einigen Lackiermaschinen befindet sich zwischen Schöpfwalze und Auftragswalze eine Zwischenwalze zur gleichmäßigen Verteilung des Lacks. Alle Maschinen sind mit Trockeneinrichtungen (—• Infrarot- und/oder Warmlufttrockner) und z.T. mit anschließenden Kühleinrichtungen ausgestattet. Die Leistungen heutiger Lackiermaschinen liegen - je nach Bauart - zwischen 4 500 und 10 000 Bogen pro Stunde. AN

Lackleinöl (purified lineseed oil) Als Lackleinöl wird das —•Leinöl nach einem Reinigungsprozess des Rohleinöls unter Verwendung von —> Säure oder —• Natronlauge und anschließendem Bleichen und Behandeln mit —> Aktivkohle bezeichnet. Dabei werden Schleimstoffe, Wasser, Farbstoffe und —• Fettsäuren entfernt, so dass das Lackleinöl als hellgelbe, klare Flüssigkeit anfällt. RO

LAGA - Länderarbeitsgemeinschaft Abfall (waste management council of the Laender) —> Abfallschlüssel, —> Umweltrecht

LAGA - Länderarbeitsgemeinschaft Abfall (waste management council of the Laender) Die 1963 gegründete L A G A ist das Arbeitsgremium aus den obersten Abfallwirtschaftsbehörden aller 16 Bundesländer. Ihr Ziel ist die Sicherung einer umweltverträglichen Abfallpolitik und die Förderung der Wiederverwertung von —> Abfällen. Dabei sollen auch die Interessen des Boden-, Gewässer- und —> Immissionsschutzes berücksichtigt und bundesweit koordiniert werden. Schwerpunkt der Tätigkeit ist die Kostenentwicklung in der Abfallwirtschaft, denn diese ist auch Grundlage für die Gebührenpolitik der Kommunen. Gemeinsam soll ein Weg gefunden werden,

228 eine moderne und umweltgerechte Entsorgungswirtschaft möglichst kostengünstig aufund auszubauen. Weitere Themen sind Fragen zur Schließung von Altdeponien (—• Deponie) und der effizienteren Verwertung von Abfällen. Seit 1996 beschäftigt sich die LAGA mit der Abgrenzung von Begriffen nach dem —• Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz (KrW-/AbfG). Hierzu wurden verschiedene Papiere zur Abgrenzung von Abfall und Nicht-Abfall sowie zur Verwertung und Beseitigung vorgelegt. Für die Papierindustrie ist von Bedeutung, dass —> Altpapier, wenn es als Rohstoff in der Papierproduktion eingesetzt wird, nicht als Abfall bezeichnet wird. Zur Zeit wird in einem Clearing-Prozess der Versuch unternommen, eine bundeseinheitliche Abgrenzung für zahlreiche Stoffe - und dazu gehört auch Altpapier - festzulegen. KI

Vorschriften - neben anderen Interessengruppen und Fachgremien - auch den Verbänden der Wirtschaft zur Stellungnahme zugeleitet, um die unsachgemäße Ausgestaltung von Verwaltungsvorschriften möglichst zu verhindern (siehe auch —• europäisches Abfallrecht, —• Abwasserrecht, —> Umweltrecht). MR

L A I - Länderarbeitsgemeinschaft Immissionsschutz (air pollution control council of the Laender) Die Länderarbeitsgemeinschaft Immissionsschutz (LAI) ist ein Arbeitskreis von Immissionsschutzfachleuten der Umweltministerien der deutschen Bundesländer. Sie ist vergleichbar mit der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) oder der Länderarbeitsgemeinschaft Abfall (—•LAGA). Diese Arbeitsgemeinschaften arbeiten der Umweltministerkonferenz der Länder zu und sind auch mit ihren Arbeitsgruppen - wichtige Abstimmungsgremien zur ländereinheitlichen Anwendung von Bundesgesetzen. Dies ist deshalb von besonderer Bedeutung, weil im Umweltrecht in Anbetracht der Rahmengesetzgebung des Bundes (z.B. —• Wasserwirtschaft) oder der konkurrierenden Gesetzgebungskompetenz (z.B. —• Abfallrecht) trotzdem in den Ländern eine möglichst einheitliche Ausgestaltung der Landesgesetze und Verwaltungsvorschriften angestrebt wird.

Laminierungsfestigkeit (plybond strength of laminates) Laminate auf Papierbasis sind schichtformig aufgebaute —• Verbundmaterialien, die je nach Verwendungszweck aus 2 oder mehreren Lagen Papier, Pappe, Kunststoff- oder Metallfolien durch —• Kaschieren bzw. Verkleben (—• Kleben) hergestellt werden. Die Festigkeit eines Laminats bestimmt sich sowohl aus der Festigkeit der individuellen Lagen als auch aus der Bindungsfestigkeit zwischen den Laminatschichten. Bei Überschreitung der Bindungsfestigkeit tritt eine partielle oder vollständige Delamination (Trennung) des Verbunds ein. Dabei kann je nach Belastungszustand die Zug- oder die Scherfestigkeit die limitierende Rolle für den Erhalt des Materialverbunds spielen. Aus diesem Grund erfolgt die Prüfung der Laminierungsfestigkeit auch unter Anwendung unterschiedlicher Belastungszustände. Die Bestimmung des —• Spaltwiderstands von ein- und mehrlagigem Papier, Karton und Pappe sowie von Laminaten nach D I N 54516 (vgl. auch ZELLCHEMING-Merkblatt V/28/79) erfolgt durch Spaltung der Probe unter Zugbelastung in —• z-Richtung, die von

Entsprechende Arbeitspapiere dieser Länderarbeitsgemeinschaften werden zunehmend im Vorfeld von beabsichtigten Verwaltungs-

Laminieren (lamination) Beim Laminieren handelt es sich um ein Verfahren zum Verbinden zweier oder mehrerer flächiger Materialien aus gleichen oder verschiedenen Stoffen (z.B. Laminieren eines Kartons mit einer —•Kunststofffolie) unter Verwendung eines —> Klebstoffs. Die durch Laminieren hergestellten Produkte bezeichnet man oft als Laminat. Der Begriff Laminieren wird heute synonym mit dem Begriff —• Kaschieren verwendet. WN

229 der Probenkante ausgeht. Im Rahmen des —> TAPPI-Regelwerks kann die Spaltarbeit nach dem Scott bond test (TAPPI um - 403) ermittelt werden, die beim Aufspalten von Papier, Karton oder Pappe in 2 Teilschichten unter reiner Scherbeanspruchung erforderlich ist. Die Lagenfestigkeit von Karton und Pappe definiert den Widerstand gegenüber einem Spaltprozess bei Zugbelastung in —> z-Richtung (TAPPI um - 522). Die Spaltung des Materials findet in der Ebene mit der schwächsten z-Festigkeit statt, ggf. innerhalb oder an der Grenzfläche der Teilschichten. Ein kombinierter Testzyklus mit Kompressions- und Zugbelastungsphase in z-Richtung liegt dem Prüfverfahren nach TAPPI Τ 541 om-89 zugrunde. Mittels geeigneter Probenhalterungen lassen sich auch interlaminare Scherfestigkeiten in einer Zugprüfmaschine ermitteln, falls der Delaminierungsprozess in definierter Weise stattfindet. Die Messung der adhäsiven Bindungsfestigkeit von Laminaten ist in TAPPI um - 526 festgelegt. Der Delaminierungsprozess erfolgt bei dieser Methode von der Probenkante her. Eine dynamische Variante zur Messung des Delaminierungswiderstands wird in TAPPI um - 527 beschrieben. Literatur: Heckers, W.; Göttsching, L.: Ein Verfahren zur Bestimmung der Scherfestigkeit in der Bahnebene von Papier und Karton. Das Papier 34 (1980), Nr. 1, 1 - 5 GÖ

Lampen (lamps) Lampen sind künstliche —> Lichtquellen. Als Glühlampen, Gasentladungslampen und Leuchtstofflampen sind sie im engeren Sinne Vorrichtungen zur Lichterzeugung, während zur Abgrenzung Leuchten z.B. die Lampen aufnehmen, gegen äußere Einflüsse schützen oder dem —• Licht eine bestimmte Richtung geben. Kenngrößen von Lampen sind z.B. Lichtausbeute, Lebensdauer, Lichtstrom, spektrale Zusammensetzung des von ihnen ausgesandten Lichts oder —• Farbtemperatur. UR

Landkartenpapier (map paper) —• Holzfreies, gut geleimtes —• Druckpapier in guter Dimensionsstabilität und guten Festigkeitseigenschaften, insbesondere reißfest, falzfest und abriebfest, evtl. auch nassfest (DIN 6730). An Landkartendruckpapiere werden höchste Ansprüche hinsichtlich der Flächenbeständigkeit gestellt, wie Passergenauigkeit (—> Passer) beim üblichen Mehrfarbendruck und —• Dimensionsstabilität. Als Faserstoffe werden deshalb z.T. neben gebleichten Zellstoffen —> Hadern oder —• synthetische Faserstoffe (z.B. Polyamid, Polyester, Polyethylen) eingesetzt. Außerdem muss das Papier sehr gut geleimt sein (Masse- und —• Oberflächenleimung). Der —> Füllstoffgehalt beträgt bis ca. 10 %. Die übliche flächenbezogene Masse der Formatpapiere liegt bei 70 bis 120 g/m 2 . Die Eigenschaften der Papiere sind in D I N 6728 festgelegt. RH

Langfaserzellstoff (long fiber pulp) —• Nadelholzzellstoff

Längsfalzung (longitudinal folding) Parallel- oder Trichterfalzung —> Falzen

Langsieb (Fourdrinier section) Der Begriff Langsieb - im Gegensatz zu —• Rundsieb - entwickelte sich als Wort aus „Langform", wobei Form den Blattbildungsteil (—• Schöpfsieb) bei der Handpapiererzeugung (—> Schöpftechnik) bezeichnet. „Langform" oder Langsieb entspricht demnach dem waagrechten Blattbildungsteil der —> Siebpartie von (konventionellen) Papiermaschinen, in der neben der Blattbildung die erste Phase der —> Entwässerung des formierten —• Faservlieses stattfindet. Im Bereich des Langsiebes läuft das endlose —• Sieb um. Zu diesem Bereich gehören folgende Elemente (Abb.):

230

Stoffauflauf

Vorentwässerungsstrecke

Egoutteur Flachsauger τ i

Langsieb einer (konventionellen) Papiermaschine •

•

Außerhalb des Siebes Formatschilde (11) —• Egoutteur (4) —• Randspritzer (5) —• Gautschknecht (6) Innerhalb des Siebes —> Brustwalze mit/ohne Schüttelung

(0) —> Siebtisch (evtl. besaugt) (1) —» Foilkästen (2) —> Nasssaug-, Vakuumfoilkästen (3) —> Flachsauger (7) —> Siebsaugwalze (8) Siebantriebswalze (9) —* Siebleitwalzen ( 10) —• Siebspannwalze (12) —• Sieblaufregler (13) Egoutteursauger (14). Bei —• Gap- und —• Hybridformern ist zugunsten einer höheren Entwässerungsleistung und verbesserter —• Blattbildung das traditionelle Langsiebprinzip abgewandelt. Ein Langsieb lässt Geschwindigkeiten bis ca. 1 200 m/min zu, unter Berücksichtigung der entsprechenden Entwässerungsleistung. Langsiebe von Papiermaschinen können bis zu 48 m lang und bis zu 10 m breit sein. Für die Dimensionierung des Langsiebes sind maßgebend:

• • •

Das Entwässerungsverhalten der Stoffsuspension ( - » Schopper-Riegler-Wert) Geforderte schonende oder rasche Entwässerung Geforderte Papiereigenschaften wie vor allem: —» Formation mechanische Eigenschaften in —> Längs- und —• Querrichtung (z.B. Bruchkraft) —• Porosität, —• Luftdurchlässigkeit, —• Dichte des Papiers Querschnittstruktur des Papiers in —> z-Richtung.

Das Langsieb ist in einen längeren waagrechten Bereich unterteilt (auch Vorentwässerungsstrecke genannt), der mit der Brustwalze beginnt und mit dem Egoutteur oder dem Beginn der Flachsaugerpartie endet. Ab Flachsauger sind wegen des erreichten Trockengehalts der nassen Papierbahn die Fasern immobil, so dass ihre Lage fixiert ist. Die Entwässerungsleistung der Siebpartie wird auch durch die Abnahme der Suspensionsschichthöhe auf dem Sieb - mit der Auslaufhöhe am Stoffauflauf beginnend und bei der Siebsaugwalze endend - charakterisiert. Diese Abnahme entspricht der Entwässerungsleistung der einzelnen Entwässerungsele-

231 mente, die in Intensität und Wirkung mit den geforderten Papiereigenschaften harmonieren muss, auch in Bezug auf die Menge des anfallenden —*> Siebwassers und dessen Feststoffgehalt (Retention). Die Schüttelung im Bereich der Vorentwässerungsstrecke zwecks Verbesserung der —• Formation ist meist als Kreisbogenschüttelung ausgeführt, die bei der Brustwalze angreift. Im Bereich der Vorentwässerungsstrecke fällt das —> Siebwasser 1 an, mit höherer Feststoffkonzentration als das Siebwasser 2, das meist von Siebwässern der besaugten Entwässerungselemente herrührt. Siebwasser 1 wird unter den offenen Entwässerungselementen von Siebblechen aufgefangen und zu den Siebrinnen abgeleitet, die das Siebwasser in Sammelrinnen oder Kanälen außerhalb der Siebpartie in den Siebwasser 1-Tank abführen. Das aus geschlossenen Entwässerungselementen abgeleitete Siebwasser 2 wird größtenteils dem —• Wasserkreislaufsystem zugeführt, während das Siebwasser 1 der Verdünnung des —> Dickstoffs dient, der von der —>Maschinenbütte dem —»Konstanten Teil zufließt. KL

Langsiebmaschine (Fourdrinier machine) Für diese klassische Konzeption einer Papiermaschine sind neben einem —• Stoffauflauf ein —• Langsieb, eine —> Pressen- und —• Trockenpartie sowie die —• Schlussgruppe kennzeichnend. Die Langsiebmaschine ist zur Herstellung von Papier und Karton geeignet, die aus einheitlichen Faser-/Füllstoffmischungen bestehen (einlagige Erzeugnisse). Im Gegensatz dazu werden mehrlagige Erzeugnisse auf Mehrlagen-Karton- oder Papiermaschinen hergestellt. Wegen ihrer Geschwindigkeitsbegrenzung (ca. 1 200 m/min) und zugunsten verbesserter Papiereigenschaften werden diese klassischen Langsiebmaschinen zunehmend von Doppelsiebmaschinen (—• Doppelsiebformer, —• Gapformer) verdrängt. KL

Langsiebpapiermaschine (Fourdrinier machine) —• Langsiebmaschine

Längsrichtung (machine direction , MD) Als Längsrichtung wird die Laufrichtung der Papierbahn auf der Papiermaschine bezeichnet. Beim Blattbildungsprozess auf der Papiermaschine werden die Fasern im —• Faservlies nicht regellos, sondern mit einer Vorzugsrichtung (—> Faserorientierung) in Laufrichtung der gebildeten Papierbahn angeordnet. Bei der Vorzugsrichtung handelt es sich um die Maschinenlaufrichtung, auch Längsrichtung genannt. Der Grad der Ausrichtung der Fasern in Maschinenrichtung hängt vom Blattbildungssystem (z.B. —• Langsieb, —• Doppelsieb), der Stoffzusammensetzung und der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Stoffstrahl und —• Sieb ab. Durch die Steuerung der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Stoffstrahl und Sieb (Sieb-/Strahlverhältnis) lässt sich während der Produktion die Ausrichtung der Fasern in gewissen Grenzen beeinflussen. Infolge der Ausrichtung der Fasern entsteht eine —> Anisotropie der Faserorientierung, die maßgeblich die Anisotropie des Papiers bezüglich seiner mechanischen Eigenschaften bestimmt. z-Richtung

Längsrichtung

der Papiermaschine

Hauptrichtungen von Papier

Maschinell erzeugtes Papier ist jedoch nicht nur anisotrop, sondern kann im makroskopischen Bereich in mancher Hinsicht sogar als orthotrop (—> Orthotropie) eingestuft werden.

232 Die 3 senkrecht aufeinander stehenden Vorzugsrichtungen des Materialverhaltens, die die Orthotropie des Papiers charakterisieren, sind die Längsrichtung, die —> Querrichtung und die Dickenrichtung (—• z-Richtung) (Abb.). Für die Dickenrichtung ist diese Aussage nur sehr beschränkt richtig. Bei der Messung mechanischer Eigenschaften von Papier muss aufgrund der Orthotropie des Papiers sowohl die Längs- als auch die Querrichtung berücksichtigt werden. Im Gegensatz zu Industriepapier sind Laborblätter (—• Laborblatt) in der Blattebene isotrop (—• Isotropie), da sich bei der —• Laborblattbildung keine Vorzugsrichtung der Faserorientierung ausbilden kann. Vielmehr sind die Fasern im Laborblatt regellos angeordnet. In der Blattebene sind die Papiereigenschaften von Laborblättern daher richtungsunabhängig. Bei der Messung mechanischer Eigenschaften von Laborblättern muss folglich keine Längs- und Querrichtung berücksichtigt werden. WS

Längsschneideinrichtung für Rollenschneidmaschinen (slitting station for winder) Andere Bezeichnung für —> Schneidpartie von —> Rollenschneidmaschinen KT

Längsschneiden bei Querschneidern (slitting) In —• Querschneidern jeglicher Art werden die von der Papier- oder Kartonrolle abgewickelten Bahnen kantenbeschnitten und in schmalere Formatbreiten unterteilt. Dazu wird unmittelbar vor der —> Vorziehpartie eine —• Längsschneidpartie angeordnet. KT

Längsschneidpartie für Querschneider (slitting station for sheet cutter) Die zum —• Längsschneiden der Papier- oder Kartonbahnen in —• Querschneidern jeglicher Art dienende Schneidpartie ist unmittelbar vor der —• Vorziehpartie angeordnet. Sie ist mit mehreren Messerpaaren ausgerüstet.

Jedes Längsmesserpaar besteht aus einem durch seine axiale Position die Formatbreite bestimmenden —> Untermesser (meist als Topfmesser ausgeführt) und einem an das Untermesser unter Druck angestellten —> Obermesser (zumeist als Scheiben- oder —• Tellermesser ausgeführt). Die Messerpaare sind quer zur Bahnlaufrichtung verstellbar und werden entweder manuell oder automatisch über die Maschineneinstellung auf die gewünschte Längsschnittbreite positioniert. In den meisten Fällen werden nur die unteren Topfmesser angetrieben, die Obermesser werden durch den Anlagedruck an das Untermesser von diesem mit angetrieben. Die Umfangsgeschwindigkeit der Längsmesser ist geringfügig höher als die Bahngeschwindigkeit. Es sind auch Längsschneidpartien bekannt, bei denen neben den unteren auch die oberen Messer angetrieben werden. Werden in einem Querschneider mehrere Bahnen geschnitten und haben diese Bahnen eine flächenbezogene Masse von mehr als 800 g/m 2 , dann wird der Querschneider mit einer Doppel-Längsschneidpartie ausgerüstet. Gleichlauf-Quermesserpartien in den Querschneidern mit —• Mehrfachabrolleinrichtungen sind in der Lage, Papier- oder Kartonbahnen mit flächenbezogenen Massen bis zu 1 000 g/m 2 zu schneiden. Bei den Längsschneidpartien ist die Schnittqualität zwischen 800 und 1 000 g/m 2 nicht mehr zufriedenstellend. Deshalb werden diese Gleichlauf-Querschneider mit Doppel-Längsschneidpartien ausgestattet. Die Papier- oder Kartonbahnen werden vor der Doppel-Längsschneidpartie in 2 Lagen aufgeteilt und in den beiden übereinander angeordneten Längsschneidpartien randbeschnitten und in die gewünschten Formatbreiten unterteilt. Bei 6-Lagen-Betrieb werden jeweils 3 Lagen in der oberen und 3 in der unteren Längsschneidpartie geschnitten. Nach der Doppel-Längsschneidpartie werden die Bahnen wieder zusammengeführt und durchlaufen dann die Vorziehpartie und die —• Quermesserpartie. KT

233 Längsstreifen (streaks) Kommt es zu Markierungen in —»Längsrichtung der Papierbahn, so spricht man von Längsstreifen. Diese können durchgehend oder unterbrochen sein und sich mit einer bestimmten Frequenz wiederholen. Davon betroffen sind sowohl —• Streichrohpapiere als auch —• ungestrichene und —• gestrichene Papiere. Durchgehende Längsstreifen im Papier können verschiedene Ursachen haben: • • • •

• • • • •

Papiermaschinensieb mit Längswellen Beschädigte Auslauflippe des —• Stoffauflaufs Zu hoher Belastungsdruck auf MoletteWasserzeichenring (—> Wasserzeichen) Ungleichmäßig über die Breite konditionierte —> Nassfilze sowie das Infaltenlaufen eines Nassfilzes. Beschädigte Leimpressenwalzen (—> Leimpresse) Beschädigte Glättwerkswalzen (—> Glättwerk) Beschädigte —• Breitstreckwalzen Beschädigte Belastungswalzen an —• Rollenschneidmaschinen Beschädigte Tragtrommelwalzen von Rollenschneidmaschinen

Eine andere Art von Längsstreifen entsteht, wenn Fremdkörper, wie z.B. ein Kunststoffspan als Verunreinigung, im Streichrohpapier oder Verkrustungen in der —> Streichfarbe sich in einem —> Streichaggregat unter dem —> Blade verfangen. Die dann auf dem —• Strich sich ausbildenden Längsstreifen werden als —• Rakelstreifen oder auch „Autobahnen" bezeichnet. Sollte der Rakelstreifen plötzlich aufhören, so ist an dieser Stelle der Fremdkörper weggerissen worden. Eine andere Erscheinungsform für diese Art Längsstreifen ist der „Schwalbenschwanz". Es kommt dabei im Bereich des Fremdkörpers unter dem Blade zusätzlich auch noch zu einem geringen Abheben des Blade und damit zu einem erhöhten Streichmassenauftrag auf das Papier neben dem Fremdkörper. TI

Lärche (larch, European larch) Lärche, Europäische Lärche (Larix decidua, Familie Pinaceae). Außer der einheimischen Lärche werden in Europa vielfach auch die Japanlärche (L. kaempferi) sowie Kreuzungen aus diesen beiden angebaut. Das natürliche Verbreitungsgebiet umfasst 4 Teilareale in den Alpen, den Sudeten, der Tatra und den Beskiden (Polen). Forstlich werden Lärchen in ganz Mitteleuropa bis Schottland und Norwegen angebaut. In Deutschland ist die Lärche mit etwa 3 % an der Waldfläche beteiligt. Ungleich größer ist dagegen ihr Anteil in Österreich mit etwa 26 %. Die Lärche gehört zu den —• Kernholzbäumen mit einem vom meist sehr schmalen —> Splintholz farblich deutlich abgesetzten Farbkern. Das —• Kernholz ist frisch rötlichbraun bis leuchtendrot gefärbt und dunkelt intensiv rotbraun nach. Mittlere Tracheidenlänge (Faserlänge): 3,5 mm. Mit einer mittleren Rohdichte von 0,55 g/cm3 ist die Lärche (mit Ausnahme der Eibe) das schwerste und zugleich härteste einheimische —• Nadelholz. Es weist gute Elastizitäts- und Festigkeitseigenschaften auf, schwindet nur mäßig und besitzt allgemein ein gutes Stehvermögen. Es ist in hohem Maße resistent gegen Chemikalien und das Kernholz gut witterungsbeständig sowie unter Wasser von hoher Dauerhaftigkeit. Der durchschnittliche Harzgehalt beträgt etwa 4 %. Lärche liefert gleichermaßen ein hervorragendes Bau- und Konstruktionsholz sowie ein dekoratives Ausstattungsholz. Im Außenbereich wird sie für Türen, Tore, Fenster, Bekleidungen und Schindeln sowie im Erd-, Brücken- und Wasserbau eingesetzt. Im Innenausbau findet sie u.a. Verwendung für Wand- und Deckenkonstruktionen sowie als Ausstattungsholz für Möbel, Wand- und Deckenbekleidungen, Fußböden und Treppen. Ferner wird sie als Spezialholz für Fässer und Bottiche zur Lagerung und zum Transport von festen Chemikalien und chemischen Lösungen genutzt. WE

234 Lärm (noise) Lärm sind alle Geräusche, die auf den Menschen unerwünscht oder schädigend einwirken. Die Bewertung der Lärmimmission erfolgt anhand des Schalldruckpegels in —> Dezibel dB(A) und die Bewertung der Lärmemission mithilfe des Schallleistungspegels in dB. Als Ursachen für die Lärmentstehung können 2 Gründe genannt werden: • •

Schallabstrahlung von festen Körpern (z.B. Bleche, Wellen) aerodynamische Geräusche (z.B. Lüfter, Trockner).

Bei der Bewertung der Lärmemission sind sowohl die Frequenz des emittierten Geräusches als auch der Zeitverlauf der Emission zu berücksichtigen. Die Lärmmessung erfolgt mit einem Präzisionsschallpegelmesser. DE

Lärmschutzmaßnahmen (noise attenuation measures) Lärmschutzmaßnahmen dienen dem Schutz der in der Nachbarschaft einer Anlage wohnenden Bevölkerung und den in dieser Anlage beschäftigten Personen. Zur technischen Lärmminderung können folgende mögliche Maßnahmen genannt werden: • • • • •

lärmarme Konstruktion von Maschinen Abschirmung Dämmung schwingender Teile schwingungsisolierte Aufstellung Einbau von Schalldämpfern.

Typisch ist der Einsatz von Absorptionsschalldämpfern in Abluftkanälen. Bei diesen wird der Abluftkanal mit Schallschluckstoffen ausgekleidet. Maßgebend für die Wirksamkeit ist dabei das Produkt aus der ausgekleideten Kanallänge und dem Kanalumfang, bezogen auf den Querschnitt. Daneben finden Drosselschalldämpfer (Durchströmung poröser Anordnungen) und Reflexionsschalldämpfer (Reflexion zur Schallquelle) Anwendung. Nicht zu ver-

nachlässigen ist die hohe Lärmbelastung in Industrieanlagen durch den Werksverkehr. DE Laserdruckpapier (laser printing paper) Laserdruckpapier dient als Bedruckstoff in Laserdruckern, in denen mithilfe von Toner Schriftzeichen und Bilder, die elektronisch z.B. auf Disketten gespeichert sind, ausgedruckt werden. Die Datenübertragung erfolgt bei den Laserdruckern nach dem elektrofotografischen Prinzip auf Bürobzw. Kopierpapier. Infolge des Fehlens mechanischer Druckeinrichtungen besitzen Laserdrucker eine fünf- bis zehnfach höhere Druckgeschwindigkeit als mechanische Schnelldrucker. Entsprechend hoch sind die Anforderungen an die dabei eingesetzten Papiere, die holzfrei oder holzhaltig, meist oberflächengeleimt, ungestrichen oder gestrichen mit einer flächenbezogenen Masse von 50 bis 80 g/m 2 hergestellt werden. Laserdruckpapiere werden u. a. beim Endlosformulardruck (-» Endlosvordruckpapier) eingesetzt. Sie müssen ausreichend opak (-> Opazität), eine gute Dimensionsstabilität und hohe Abriebfestigkeit, ausreichende Biegesteifigkeit, hohe Wärmestabilität (bis ca. 250° C) und einen geringen elektrischen Oberflächenwiderstand aufweisen, eine glatte, staubfreie, gut verfestigte Oberfläche besitzen und keine thermisch extrahierbaren Bestandteile enthalten. Gestrichene Laserdruckpapiere mit Beschichtungen von 5 bis 10 g/m 2 je Seite erfüllen durch die Einschmelzung des Toners in den -> Strich bei der Heißfixierung (HeißLaserdruck) auch gewisse Sicherheitsanforderungen. Eine typische Strichrezeptur setzt sich aus einem Pigmentgemisch von Calciumcarbonat und etwas Kaolin sowie einer Kombination von Bindemitteln aus vorzugsweise modifizierter -> Stärke und Styrol-Butadien-Latex (-» Latex) zusammen. An der Optimierung eines sowohl für den Kalt- als auch für den Heiß-Laserdruck ideal geeigneten Papiers, das ebenfalls keinerlei Probleme bei der Weiterverarbeitung (z.B.

235

Literatur: Weigl, J.; Wilken, R.; Kästner, M.: Anforderungen an gestrichene und ungestrichene Papiere für den Laserdruck unter besonderer Berücksichtigung elektrostatischer Aufladungen. Wochenblatt für Papierfabrikation 119 (1991), Nr. 11/12,403-417 RH

streute Licht farbmetrisch bewertet (DIN/ISO 2846-1). Lasierende Druckfarben benötigt man im —• Druck immer dann, wenn durch ihren Übereinanderdruck eine Mischfarbe gebildet werden soll. Man spricht in diesem Fall von —• subtraktiver Farbmischung. Der Übereinanderdruck von 2 lasierenden Druckfarben fuhrt zu einer Sekundärfarbe, derjenige von 3 Druckfarben zu einer Tertiärfarbe. Die Farbmischung erfolgt in diesem Fall durch —• Absorption des einfallenden und vom Bedruckstoff gestreuten weißen Lichts durch jede einzelne gedruckte Farbschicht, wobei sich die spektralen Absorptions- bzw. Reflexionsfaktoren auf dem Bedruckstoff nach Lambert und Beer multiplizieren. In der Druckpraxis treten allerdings Abweichungen von diesem Prinzip auf, die auf Streueffekte in der Druckfarbenschicht sowie auf inhomogenes Liegen der Farbschichten zurückzufuhren sind.

Lastverteilung (load sharing) Die beiden —• Tragwalzen einer —* Doppeltragwalzen-Rollenschneidmaschine werden von je einem eigenen Motor angetrieben. Der Motor der ersten Tragwalze erzeugt die Maschinengeschwindigkeit. Der Motor der zweiten Tragwalze beeinflusst die —* Wickelhärte. Das Verhältnis von Umfangskrafit der zweiten Tragwalze zum —» Bahnzug wird als Lastverteilung bezeichnet. Wenn z.B. der Motor der zweiten Tragwalze den gesamten Bahnzug erbringt, spricht man von 100 % Lastverteilung. KT

Beim Mehrfarbenrasterdruck (—•Mehrfarbendruck) erfolgt neben der subtraktiven Farbmischung auch eine —• additive Farbmischung, bei der sich das von den einzelnen farbigen Rasterpunkten reflektierte Licht zu einem Farbreiz mischt, der im Auge die Empfindung einer Mischfarbe bewirkt. Die Kombination von subtraktiver und additiver Farbmischung bezeichnet man als autotypische Farbmischung. Im Gegensatz zu Lasurfarben streuen opake (d.h. deckende) Druckfarben das Licht. Sie sind für den Mehrfarbendruck ungeeignet, werden aber häufig im Schmuckfarbenbereich z.B. zum Druck von Hausfarben eingesetzt. RO

Lasurfarben (transparent inks) Lasurfarben oder auch lasierende Druckfarben sind für sichtbares Licht transparent, da das Licht nicht oder nur in sehr geringem Maße in der gedruckten Farbschicht gestreut wird. Die Lasur oder Transparenz einer —• Druckfarbe wird geprüft, indem man sie in abgestufter Farbschichtdicke auf einen schwarzen Untergrund druckt und das ge-

Latenz (latency) Latenz (lat.: latenter = verborgen, ruhend, aufgespeichert) bezeichnet die Veränderung von Eigenschaftskennwerten von —•Holzstoffen, die gegenüber dem initial heissen Zustand nach ihrer Zerfaserung im —•Refîner durch Abkühlung der Suspension (z.B. durch Verdünnen mit kaltem Wasser) eintreten. Bei der Prüfung physikalischer Eigenschaften

Formularablage) verursacht, wird noch gearbeitet. Die Qualitätsanforderungen an unbeschichtete Papiere mit einer flächenbezogenen Masse von 80 g/m 2 sind z.B. in der D I N 19309 zusammengefasst. Zukünftig werden in schnell laufenden Laserdruckern ca. 70 % der Papiere als vorkonfektionierte oder nicht vorkonfektionierte Rollen und lediglich ca. 30 % in Form von Endlosstapeln (Formaten) verarbeitet. Im Bereich niedriger Druckgeschwindigkeit wird Formatpapier, vorwiegend D I N A 4, verwendet. Jahresproduktion (Deutschland): ca. 250 0001.

236 von Holzstoffen wurde ein großer Unterschied zwischen den direkt aus der Produktion genommenen und aus dem getrockneten Zustand wieder aufgeschlagenen Proben festgestellt. Die Erklärung dieses Phänomens liegt in der Latenz verschiedener Eigenschaften des Holzstoffs begründet. Ein Mass für die Latenz eines Stoffs kann die Differenz zweier Prüfergebnisse bei unterschiedlichen Temperaturen bei der Verdünnung von zerfasertem Holzstoff sein. Diese Latenz kann weitestgehend durch eine spezielle Behandlung rückgängig gemacht werden.

anschliessende Behandlung in einer Latenzbütte nicht notwendig ist. Aufgrund des im —• Altpapier vorhandenen —• Holzstoffs könnte man auch hier das Auftreten von Latenz erwarten, sofern der —• Altpapierstoff bzw. —• Deinkingstoff bei hoher Stoffdichte und Temperatur in der —• Stoffaufbereitung behandelt wird (z.B. —•Disperger oder —» Kneter) und anschließend bei zu niedriger Wassertemperatur verdünnt wird. MM

Ursache der Latenz ist die plötzliche Temperaturerniedrigung des —• Faserstoffs nach dem Verlassen der Zerfaserungszone, in der die Fasern bei hohen Temperaturen und —• Stoffdichten auf Torsion beansprucht werden und sich zusammenballen, kräuseln oder verdrillen. Wird aber die Temperatur beim Verdünnen mit heißem Wasser aufrechterhalten, können sich die Fasern strecken und entwirren. Bei Verdünnung mit kaltem Wasser ist dies nicht möglich. Stattdessen werden die Faser in ihrem verdrillten und gekräuselten Zustand eingefroren, da das ursprünglich plastifizierte —• Lignin bei der Temperaturerniedrigung wieder verfestigt wird. Darunter leidet die Qualität des Stoffs, da sich ein lockereres und voluminöses Blattgefüge einstellt, das eine geringere —»Dichte und geringere Festigkeitseigenschaften aufweist. Besonders bei —» Refiner-Holzstoff muss die wegen der hochfrequenten Torsionsbeanspruchung verursachte Latenz vor der Weiterverarbeitung gezielt beseitigt werden. Dies geschieht in sog. Latenzbütten, in denen die Fasersuspension direkt nach der letzten Refinerstufe, also vor der —• Sortierung, mit heißem Wasser von ca. 25 % Stoffdichte auf etwa 3 % Stoffdichte verdünnt und bei ausreichender Stoffbewegung für eine gewisse Zeit Scherkräften ausgesetzt wird, damit sich die Fasern strecken können. Bei —•Holzschliff ist die Neigung zur Latenz bei weitem nicht so ausgeprägt, da die Suspension nach Verlassen der Schleifzone im Trog eine heiße Verdünnung auf etwa 2 % Stoffdichte erfährt, so dass sich die Latenz abbaut und damit eine

Latex (latex) Die Bezeichnung Latex war ursprünglich auf den Milchsaft kautschukliefernder Pflanzen beschränkt. Heute werden als Latex ganz allgemein kolloidale Dispersionen von —• Polymeren in wässrigen Medien bezeichnet. Derartige Dispersionen sind in der Regel milchig-weiße Flüssigkeiten mit niedrigen —•Viskositäten bei relativ hohen Polymerkonzentrationen. Als Latex werden heute in erster Linie die synthetischen —• Streichbindemittel bezeichnet. ME

LAU-Anlagen ( storing , bottling and loading/unloading facilities) —> Anlagen zum Lagern, Abfüllen und Umschlagen

Laubbäume (deciduous trees) Laubgehölze (—• Laubhölzer) gehören zur Klasse der bedecktsamigen (Angiospermen) und zur Ordnung der zweikeimblättrigen Pflanzen (Dikotyledoneae) ; Gegensatz : —•Nadelbäume. Der Begriff Laubgehölze schließt als Sammelbezeichnung Bäume, Sträucher und Halbsträucher ein. Die meisten Laubbäume sind gekennzeichnet durch Laubblätter und bilden einen verholzten Stamm aus. Während sich die Nadelbäume bereits im Perm und Karbon entwickelten, entstanden die Laubbäume erst in der mittleren Kreidezeit mit hauptsächlicher Entfaltung im Ter-

237 tiär. Die Zahl der bekannten Laubbaumarten beträgt zwischen 30 000 und 40 000 in über 100 Familien. Laubbäume sind sowohl forstals auch holzwirtschaftlich von größter Bedeutung. Als wichtige Laubbäume für die Herstellung von —• Zellstoff sind —> Eukalyptus, —> Birke und —> Buche zu nennen, für die Herstellung von —• Holzstoff z.B. —• Pappel ( - • Aspe). WE

Laubhölzer (hardwoods) Hölzer der —• Laubbäume; der Begriff wird auch als Synonym für Laubbäume gebraucht. Das Holz der Laubhölzer zeigt in seinem anatomischen Aufbau eine erheblich größere Vielfalt als das relativ einfach strukturierte Holz der —•Nadelhölzer. Während bei den Nadelhölzern die —»Tracheiden sowohl der Wasserleitung als auch der Festigung dienen, liegt bei den Laubhölzern eine Funktionstrennung vor. Für jede Funktion (Wasserleitung, Speicherung und Festigung) ist eine besondere Zellart entwickelt, so dass sich das Laubholz aus mehr Zellarten zusammensetzt als Nadelholz, zumal es neben den Hauptzellarten eine Reihe von Zwischen- und Übergangsformen gibt. Wichtigster Unterschied zu den Nadelhölzern ist das Vorkommen von Gefäßen als wasserleitende Elemente, die auf dem Querschnitt als Poren erscheinen. Nach Anordnung der Gefäße (Gefäßzellen) werden ring-, zerstreut- und halbringporige Laubhölzer unterschieden. Der Anteil der einzelnen Zellarten variiert bei den Laubhölzern sehr stark. So beträgt bei den einheimischen Hölzern der Gefäßanteil etwa 10 bis 30 %, der Faseranteil etwa 40 bis 75 % und der Parenchymanteil (—•Holzstrahlen und Längsparenchym) etwa 10 bis 30 %. Die —• Fasern sind wesentlich kürzer als die Tracheiden der Nadelhölzer. Ihre mittlere Länge liegt zwischen 1,0 und 1,5 mm. WE

Laubholzzellstoff (hardwood pulp) Unter Laubholzzellstoff versteht man einen —• Zellstoff, der nach einem —• chemischen Aufschlussverfahren (—• Sulfatkochung, —• Sulfitkochung) aus dem Holz von —•Laubhölzern hergestellt wird. In Europa werden dafür vor allem —• Birke, —• Buche, —• Pappel, —• Eukalyptus (in Südeuropa) und Laubholzmischungen wechselnder Zusammensetzung verarbeitet. Laubholzzellstoffe werden auch als Kurzfaserzellstoffe im Gegensatz zu Langfaserzellstoffen (—• Nadelholzzellstoff) bezeichnet. Diese Differenzierung beruht auf der Tatsache, dass die papiertechnologischen Zellstoffeigenschaften in beträchtlichem Maße vom morphologischen Charakter des verwendeten Holzes, vor allem von der Faserlänge abhängen. Laubholzzellstoffe enthalten etwa 40 bis 65 % kurze und dünne Fasern (Libriforme), der Rest besteht aus kleinen kastenförmigen Markstrahlzellen und offenen, dünnwandigen Gefäßzellen. Laubholzzellstoff

Birkenzellstoff Buchenzellstoff Pappelzellstoff

Faseranteil

Gefäßzellen

[%1 65

Kurzfaseranteil I%1 10

37

32

31

61

13

26

I%1 25

Für die Faserdimensionen ergeben sich folgende Spannweiten und Mittelwerte (unterstrichen): Laubholzzellstoff Buchenzellstoff Birkenzellstoff Pappelzellstoff Eukalyptuszellstoff

Faserlänge [mm] 0 , 4 - L 0 - 1,9

Faserdurchmesser ϊμπιΐ 10-19-27

0,5-12-2,0

9 - 18 - 29

0,8-Μ-1,4

20-30-42

0 , 5 - L 0 - 1,4

-17.-

238 Da die papiertechnologischen Eigenschaften eines Zellstoffs nicht nur von den morphologischen Charakteristika des Holzes abhängen, sondern auch von den Veränderungen, die während des Holzaufschlusses (Sulfit- oder Sulfatkochung) erfolgen, unterscheidet man zwischen —• Sulfit- und —• Sulfatzellstoffen. Laubholz-Sulfitzellstoff wird fast ausschließlich aus Buchenholz hergestellt und als Kurzfaserkomponente in holzfreien —> Druckpapieren (Feinpapieren) eingesetzt. In geringem Maße wird Buchensulfitzellstoff auch als —• dissolving pulp zur Chemiefaserherstellung (z.B. —•Viskosefasern, Zellwolle) verarbeitet. Für die Erzeugung von Laubholz-Sulfatzellstoff werden vorwiegend Birke und Pappel sowie Eukalyptus eingesetzt. Im Handel ist aber auch eine Reihe von Mischqualitäten unterschiedlicher, von den lokalen Bedingungen abhängender Zusammensetzung. Laubholz-Sulfatzellstoffe werden vorwiegend als Kurzfaserkomponente fur holzfreie Druckpapiere verwendet. In der deutschen Papierindustrie wurden 1996 rund 0,25 Mio t Laubholz-Sulfitzellstoff und 1,37 Mio t Laubholz-Sulfatzellstoff verarbeitet. Literatur: Rydholm, S. Α.: Pulping Processes. New York, London, Sydney: Interscience PubliFI shers, 1965

Laufrichtung (machine direction , MD) —• Längsrichtung (der Papierbahn)

Laugen (lyes) Laugen sind wässrige Lösungen von —•Basen. Häufig wird der Begriff diesbezüglich aber nur auf die Lösung von starken Basen wie —> Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid angewendet (Natronlauge, Kalilauge). Im erweiterten Sinn werden als Laugen auch alkalisch reagierende Lösungen basischer Salze wie —• Soda oder —• Natriumperoxid bezeichnet (Sodalauge, Bleichlauge).

Technologisch werden die Begriffe Lauge bzw. —> Ablauge zusätzlich fur Lösungen verwendet, die unabhängig von ihrem pHWert verschiedene Nutz- oder Ballaststoffe enthalten wie z.B. die sauer reagierenden Ablaugen bei der Herstellung von —• Sulfitzellstoff. SE

Laugeneindampfanlage (evaporation plant) —• Eindampfanlage

Laugenumwälzanlage (liquor circulation plant) —• Kocher

LDTA-Streichen (LDTA coating) LDTA-Streichen ist die (ungebräuchliche) Bezeichnung fur Long Dwell Time Application. Im Unterschied zum —• SDTA-Streichen werden alle Verfahren LDTA-Streichen genannt, bei denen zwischen dem Auftrag der —• Streichfarbe und der Egalisierung eine Penetrationsstrecke vorhanden ist, so dass die Streichfarbenegalisierung nicht unmittelbar nach dem Streichfarbenauftrag erfolgt. Beim LDTA-Verfahren sind die Bauelemente für den Streichfarbenauftrag und für die Egalisierung getrennt angeordnet und die Streichfarbe durchläuft an der Gegenwalze eine Penetrationsstrecke (Abb.).

Egalisierung Streichfarbenauftrag

Schema des LDTA-Streichvorgangs

WG

239 Leasing (leasing) Leasing bezeichnet Miet- und Pachtverhältnisse von Immobilien (Gebäude) oder Mobilien (Maschinen, Produktionsanlagen, Geschäftsausstattung), zumeist als industrielle Investitionsgüter und seltener im Bereich privater und öffentlicher Haushalte. Die Leasingformen sind vielfältig. Unterschieden werden kann zwischen direktem Leasing, bei dem Hersteller und Händler als Leasinggeber agieren, und indirektem Leasing unter Einschaltung von Leasinggesellschaften. Weitere Formen sind das Sale-andlease-back (Verkauf des Leasinggegenstands und Rückanmietung durch den Leasingnehmer) und Full-Service-Leasing unter Einschluss der Wartung und Instandhaltung des Leasinggegenstands. Betriebswirtschaftlich und steuerlich von Besonderheit ist das Finanzierungsleasing. Im Unterschied zum Operational Leasing, dass herkömmlichen Miet- oder Pachtgeschäften entspricht, ist das Finanzierungsleasing durch eine langfristige Grundmietdauer gekennzeichnet, wobei die zu entrichteten Leasingraten neben den Finanzierungs- und Verwaltungskosten auch die Herstellungs- bzw. Anschaffungskosten (Vollamortisation) oder zumindest die zeitanteiligen Abschreibungen (Teilamortisation) decken. Für Unternehmen besteht beim Leasing anstelle der eigenfinanzierten Anschaffung der Vorteil der besseren Verfügbarkeit über ansonsten gebundene Finanzmittel (Liquiditätsvorteil). PL

Lebensmittelrecht (Law Governing Foodstuffs) Das Lebensmittelrecht (und auch das Bedarfsmittelrecht) ist im Wesentlichen im Lebensrnittel· und Bedarfsgegenständegesetz (LMBG), das am 09. September 1997 neu gefasst wurde, geregelt. Lebensmittel sind Stoffe, die dazu bestimmt sind, in unverändertem, zubereitetem und verarbeitetem Zustand von Menschen zur Ernährung oder zum Genuss verzehrt zu werden. Der Verkehr mit Lebensmitteln ist durch Verbote und Vor-

schriften zum Schutz der Gesundheit detailliert geregelt. Von den Lebensmitteln zu unterscheiden sind die Gegenstände des täglichen Bedarfs (Bedarfsmittel). Das sind u.a. Gegenstände, die dazu bestimmt sind, bei dem Herstellen, Behandeln, Inverkehrbringen oder dem Verzehr von Lebensmitteln verwendet zu werden und dabei mit den Lebensmitteln in Berührung zu kommen oder auf diese einzuwirken. Dabei handelt es sich um Verpackungen oder andere Gegenstände, die dazu bestimmt sind, mit den menschlichen Schleimhäuten in Berührung zu kommen. Für Bedarfsgegenstände, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen, werden vom Bundesinstitut für gesundheitlichen Verbraucherschutz und Veterinärmedizin (BgVV) vormals Bundesgesundsheitsamt (BGA) Empfehlungen herausgegeben. Für die Zellstoff· und Papierindustrie ist im Wesentlichen die —• Empfehlung X X X V I „Papiere, Kartons und Pappen für den Lebensmittelkontakt" maßgebend. GT

Lebensmittelverpackungspapiere (food packaging paper) Lebensmittelverpackungspapiere und -karton werden zum Verpacken bzw. Einwickeln von Lebensmitteln verwendet und kommen direkt mit dem Verpackungsgut in Berührung (Primärverpackung). Papiere mit flächenbezogenen Massen von etwa 50 bis 120 g/m 2 werden für —• flexible Verpackungen verwendet (z.B. Bonboneinwickler, —• Tüten oder —> Zigarettenschachteln). Entsprechend den hohen Anforderungen an die Festigkeit werden diese Papiere mit einem hohen Anteil an —• Langfaserzellstoff (—• Sulfatzellstoff) und einem geringen Gehalt an —> Füllstoffen hergestellt. Mit flächenbezogenen Massen von ca. 180 bis 400 g/m 2 werden Kartonverpackungen produziert. In Mitteleuropa enthalten sie häufig einen hohen Anteil an —• Altpapierstoff, in Nordeuropa und auch in den USA werden überwiegend —• Primärfasern eingesetzt. Der Karton ist in Europa meist mehrlagig, wobei sowohl Einlage als auch Decke —• holzhaltig,

240 —> holzfrei oder altpapierhaltig sein können (—• Faltschachtelkarton). Für bestimmte Einsatzzwecke Siebpartie sind Lebensmittelverpackungspapiere mit einer funktionalen Eigenschaft versehen, wie z.B. —> Wasserdampfdichte für Kartoffelchips, Fettdichte (—•Fettdichtigkeit) bei Eiscreme, Aromadichte (—> aromadicht) bei Kaffeebohnen oder Sauerstoffdichte bei leicht verderblichem Packgut. In jedem Fall müssen sie geruchs- und geschmacksDrei Legepressen neutral sein. Zur Erreichung dieser Eigenschaften werden die Lebensmittelverpackungspapiere häufig mit Folien Die nasse Papierbahn, vom —• Sieb abgeaus Polyethylen oder Polypropylen laminiert nommen, wird nach einem freien Zug auf den (—• Laminieren). In den letzten Jahren werFilz der Legepresse „gelegt" und von diesem den auch funktionale Schichten durch Aufnahezu waagerecht in den Pressspalt trag von Dispersionen realisiert, oder die Pa(—• Pressnip) geführt. Dort wird sie gepresst, piere werden in der Masse mit fluorhaltigen dabei von der Oberwalze (glatte Walze) geVerbindungen behandelt. glättet und vom Filz über der Unterwalze mit Die gesundheitlichen Anforderungen sind dessen Filzrauhigkeit (—> Filzmarkierung) auf in Deutschland durch die —•Empfehlung der Papierunterseite versehen. Zum Abführen X X X V I der Kunststoffkommission des Bundes Wassers aus dem Pressspalt ist die Oberdesinstituts für gesundheitlichen Verbrauwalze vor dem Scheitel angeordnet, wenn die cherschutz und Veterinärmedizin (BgVV), Unterwalze als glatte Walze ausgeführt ist Berlin, geregelt. Neben einigen grundsätzli(Vorgautschung). Ist diese Unterwalze eine chen Anforderungen enthält die Empfehlung —• Saugwalze, wird sie nach dem Scheitel eine Positivliste der Rohstoffe und —> Hilfs(am Ende der Saugzone) positioniert. Bezügstoffe, die für Lebensmittelverpackungen lich der —> Glätte ist das Papier zweiseitig. verwendet werden dürfen. Die AnforderunZum Ausgleich oder zur Minderung der gen sind unterschiedlich für die Verpackung —•Zweiseitigkeit bediente man sich (auch von feuchten, fettenden und trockenen Leheute noch) einer —> Wendepresse nach 1 bensmitteln. PA oder 2 Legepressen. KL Legepresse (straight-through press) Bei der Papierherstellung wurde in der —> Pressenpartie die Legepresse (Abb.) ursprünglich ausschließlich eingesetzt, während sie heute - mit Ausnahme von Kartonmaschinen - in Papiermaschinen nur noch selten anzutreffen ist. Kennzeichnend ist die vertikale Presswalzenanordnung mit Oberwalze (harte Walze) und Unterwalze (weiche Walze, mit Gummi oder Polyurethan bezogen). Die Unterwalze ist vom —» Filz umschlungen und angetrieben.

Leichtschmutz-Cleaner (lightweight cleaner) —• Cleaner

Leichtteil-Cleaner (lightweight cleaner) —> Cleaner

241 Leim (glue) Allgemein handelt es sich um tierische, pflanzliche oder synthetische —•Klebstoffe. Leime werden hauptsächlich zum Verkleben von Holz, Papier und Pappe eingesetzt. Ausgangsmaterial für tierische Leime sind in der Regel Abfälle, aus denen durch Kochen Knochenleim, Fischleim oder Hautleim hergestellt werden. Beim Erkalten erstarren die Extrakte zu gallertartigen Massen. Hauptbestandteil der pflanzlichen Leime sind —• Stärke und —> Dextrin. Im Mittelalter wurde Papier durch Aufbringen von —• Tierleim beschreibbar gemacht. Die hydrophilen Naturprodukte hatten die Aufgabe, das Porensystem des Papiers zu verstopfen bzw. zu verkleistern und damit das Eindringen von —* Tinte zu verzögern. Aus dieser Zeit leiten sich die in der Papierindustrie gebräuchlichen Begriffe Leimen und —• Leimung ab. Zur Verbesserung der —• Beschreibbarkeit von Papier setzt man heute hydrophobe Leimungsmittel ein. Moderne synthetische Oberflächenleimungsmittel enthalten keinen Leim mehr. Lediglich —> Stärke wird von den genannten Naturprodukten - allein oder in Kombination mit einem Leimungsmittel - über geeignete Auftragsaggregate, z.B. -»Leim- oder Filmpresse, auf die NI trockene Papierbahn aufgetragen.

—> Leimpresse genannt, werden im Allgemeinen nur on-line in Papier- oder Kartonmaschinen eingesetzt. KT

Leimküche (size preparation room) —• Stärkeaufbereitung

Leimpresse (size press) Leimpressen (Abb. 1) wurden ursprünglich zum Auftragen von Stärkelösungen eingesetzt, um innerhalb der Papiermaschine verschiedene Qualitätsmerkmale der Papierbahn zu verbessern (—• Bruchkraft, —• Rupffestigkeit, —> Verdruckbarkeit, —• Bedruckbarkeit von Druckpapieren, aber auch —• Biegesteifigkeit und —» Berstfestigkeit bei —• Wellpappenrohpapieren). Vereinzelt werden auch wässrige Pigmentdispersionen (z.B. als —• Vorstrich) aufgetragen.

Leimaufbereitungsanlage (size preparation plant) Synonym für —• Leimküche

Leimauftragswerk (size application unit) Mit dieser Einrichtung wird eine Stärkelösung, auch —• Stärkeleim genannt, mit hohem Anpressdruck in der Papier- oder Kartonmaschine in die Papier- oder Kartonbahn eingebracht. Diese Leimung ist als —>Oberflächenleimung nicht mit der —> Masseleimung zu verwechseln, wo spezielle Chemikalien direkt in den Papierstoff eingetragen werden. Leimauftragwerke, auch —> Size- oder

Leimpressen bestehen aus einer härteren bis harten Walze (Gummi- oder Polyurethanbezug, verchromte Stahlwalze, auch polierter VA-Bezug) und einer weichen Walze (Gummi- oder Polyurethanbezug). Bei großen Papierbahnbreiten und höheren —» Linienkräften (bei höheren Papiermaschinengeschwindigkeiten bis zu 70 kN/m Linienkraft) werden harte Walzen als —• Durchbiegungsausgleichswalzen ausgeführt.

242 Die harte Walze ist drehzahlgeregelt angetrieben, die weiche Walze wird elektrisch über Lastverzweigung nachgeführt. Beim Durchführen des Auffiihrbändels (z.B. nach einem Bahnriss) bei geöffneten Walzen müssen beide Walzen drehzahlgeregelt sein. Nach dem Zusammenfahren der Walzen erfolgt wieder Lastverzweigung. Die Walzen sind meist horizontal oder geneigt angeordnet, die Papierbahnführung ist vertikal von oben nach unten, oft um 15° bis 30° von der Vertikalachse abweichend ausgeführt. Da bei hohen Geschwindigkeiten und bei kleinen Walzendurchmessern wegen der Hydrodynamik im Sumpf abträgliche Turbulenzen zunehmen, werden große Walzendurchmesser bevorzugt (1,5 m), wodurch der Sumpf vergrößert wird. Da sich ein Gummibezug einer Walze bei ungleichem Temperaturprofil in Querrichtung ungleichmäßig im Durchmesser ausdehnt, werden beide Walzenkerne gekühlt. Die Stärkeaufnahme liegt, abhängig vom Saugverhalten des jeweiligen —• Rohpapiers, bei 2 bis 5 %, bezogen auf dessen —• flächenbezogene Masse, bei Stärkeflotten zwischen 3,5 bis 8,5 % Feststoffgehalt und 55 bis 65° C Flottentemperatur. Bei beidseitigem Auftrag gelangt die Stärkeflotte aus 2 Querverteilrohren über daran befestigte Kleinrohre in den Sumpf, durch den die in der —• Vortrockenpartie getrocknete Papierbahn von den Walzen in deren Spalt gezogen wird. Der Stärkeauftrag resultiert demnach aus Benetzen der Bahn im Sumpf, dynamischem Flüssigkeitstransport an und in das Papier und Einpressen der Stärkelösung in das Papier gemäß Anpressdruck der Walzen. Da mit zunehmender Walzenumfangsgeschwindigkeit die hydraulischen Kräfte zunehmen, muss mit entsprechender Erhöhung der Linienkraft gegengesteuert werden. Ein gleichmäßiges Feuchtequerprofil der in die Leimpresse einlaufenden Papierbahn ist eine wichtige Voraussetzung für eine gleichmäßige Stärkeaufnahme in —• Längs- wie in —• Querrichtung der Papierbahn. Vor der Leimpresse werden bei Papieren zugunsten eines gleichförmigen Feuchteprofils in Querrichtung meist Trockengehalte um 98 % ein-

gestellt. Ein ungleichmäßiges Feuchtequerprofil des Rohpapiers wird durch die Stärkeaufnahme in der Leimpresse verstärkt und damit schlechter. Beim —•Pigmentieren in der Leimpresse werden Flottenkonzentrationen um 20 % angewandt bei einer entsprechenden Viskosität, die einer 6%igen Leimflotte entspricht, weil es sonst spritzt. Abhilfe bieten chemische Stabilisatoren oder Verdünner. Maßrahmen Le mpressen

Abb. 2: Leimpresse und Bahnführung

Die Leimpresse ist innerhalb der —• Trockenpartie nach ca. zwei Drittel der Gesamttrockenfläche angeordnet. Der Trocknungsteil bis zur Leimpresse ist die Vortrokkenpartie. Ein Drittel der anschließenden Gesamttrockenfläche stellt die —•Nachtrockenpartie dar. Die Bahnführung nach der Leimpresse muss die Ausdehnung der Papierbahn vor allem in Querrichtung mithilfe von —•Breitstreckwalzen oder Spiralwalzen mit breiten, aufliegenden Spiralbändern hoher Steigung aufnehmen (Abb. 2). Diese Walzen haben Antriebe. Sie laufen zur Vermeidung von Verschmutzungen langsamer oder schneller als die Papierbahn. Die Walzen haben Gummi-, Polyurethan-, Chrom- oder V A Bezüge. Walzen mit Metallmantel sind meist gekühlt zur Erzeugung eines Schwitzwasserfilms, der die Walze vor Verschmutzung schützt. Diese Walzen werden neuerdings von berührungslosen Bahnführungselementen (Luftkissenprinzip) abgelöst. KL

Leimung (historisch) (sizing) (historical) Bereits bei manchen —• Rindenbaststoffen (Tapa) findet sich eine Art Leimung, indem z.B. der Latexsaft des Ficus-Bastes im Vlies verbleibt. Da die Chinesen mit Tusche schrei-

243 ben, kennen sie keine spezifische Papierleimung. Der Stärkestrich oder die —> Stärke als Füllstoff wirken jedoch ähnlich. Dies gilt auch für die arabischen Papiere, die mit Tinte oder mit Tusche beschrieben werden. Die ältesten europäischen Papiere weisen noch eine Stärkeleimung auf, die im 14. Jh. der in Italien entwickelten Tauchleimung mit Hautleim oder Knochenleim (—•Tierleim) weicht. Wegen der besseren Löslichkeit und Penetration wird dem Tierleim seit dem 17. Jh. —• Alaun zugesetzt, was zusammen mit saurer —• Tinte oder Druckerschwärze zu Papierschäden führt. 1807 erfindet Moritz Iiiig in Oberramstadt (Odenwald) die Masseleimung mit (saurem) —> Harzleim, die sich im Gefolge des Siegeszugs der Papiermaschine, des —• Holzschliffs und des —> Zellstoffs allgemein durchsetzt. Erst seit den 70er Jahren unseres Jahrhunderts wird sie der großen Papierschäden wegen (—> Alterung) durch eine neutrale (—• Neutralleimung) oder pseudoneutrale Masseleimung auf der Basis synthetischer Polymere ersetzt. Daneben kommt vermehrt die —• Oberflächenleimung auf der —> Leimpresse zum Einsatz. TS

sprechender Hilfsmittel (—• Leimungsmittel) partiell hydrophobiert. Die älteste Art der Leimung war das Eintauchen von Papieren in —• Tierleim, d.h. in Lösungen von aus Tierhäuten und -knochen gewonnenen Eiweißen (Kollagen). Dieses Verfahren wurde ab 1807 praktisch völlig verdrängt durch die Erfindung von Iiiig, —> Harzleim (durch Alkalien verseiftes —• Kolophonium) zur Faserstoffsuspension zuzugeben und durch —> Alaun auf den Fasern zu fixieren. Diese älteste Methode der Leimung auf Harzbasis in der Masse wird auch heute noch in großem Umfang angewendet, wobei statt verseifter Naturharze allerdings fast ausschließlich verstärkte Harze eingesetzt werden, die eine verbesserte Leimungseffizienz aufweisen. Durch den sauren Charakter des bei dieser Art der Leimung benötigten Aluminiumsalzes (—• Aluminiumsulfat oder —> Polyaluminiumchlorid PAC anstelle von Alaun) liegt bei der Papierherstellung ein saurer pH-Wert vor, der es nicht erlaubt, —• Calciumcarbonat (CaC0 3 ) als sehr vorteilhaften —• Füllstoff einzusetzen. Darüber hinaus sind die auf diese Weise hergestellten Papiere nicht alterungsbeständig (—> Alterung), was in Archiven und Bibliotheken zum teilweisen Zerfall wertvoller Bestände führt.

Leimung (von Papier) (sizing ofpaper) Cellulose- und hemicellulosehaltige Fasermaterialien, wie —> Zellstoffe und —• Holzstoffe, weisen einen polaren, stark hydrophilen Charakter auf. Sie sind durch Wasser bzw. wässrige Systeme leicht benetz- und quellbar. Bei der Papierherstellung und -Verarbeitung bedeutet dies ein meist zu starkes, unkontrolliertes Eindringen von Wasser oder anderen polaren Flüssigkeiten in die offenporige Faserstruktur, was u.a. zu folgenden Problemen führt: Schwächung der —> Faser-zu-Faser-Bindungen und damit Verschlechterung mechanischer Eigenschaften (z.B. —• Reißlänge), Verringerung der —> Dimensionsstabilität, schlechte —• Beschreibund —> Bedruckbarkeit. Zur Steuerung des Benetzungs- und Penetrationsverhaltens werden zahlreiche Papiersorten geleimt, also durch die Zugabe ent-

Diese Nachteile der —> sauren Fahrweise haben seit den 70er Jahren dazu geführt, immer mehr Papiersorten, besonders —• Druckpapiere, im Bereich neutraler pH-Werte (7 bis 8) herzustellen (—• Neutralleimung). Als Leimungsmittel für diesen Bereich haben sich weitestgehend Alkylketendimere (AKD) und Alkylbernsteinsäureanhydrid (ASA) mit höheren —• Fettsäuren als hydrophobierenden Hauptkomponenten durchgesetzt, zusätzlich Polymerleimungsmittel. Im Gegensatz zu Harzen, die nur adsorptiv auf den Fasern gebunden sind, gehen diese Leimungsmittel echte kovalente Bindungen mit den Hydroxylgruppen der —> Cellulose ein. Sie sind als Dispersionen im Handel und werden wie Harzleim oder Harzdispersionen kurz vor dem —• Stoffauflauf der Papiermaschine zuSE gegeben.

244 Leimungsgrad (degree of sizing) Der Leimungsgrad charakterisiert den Widerstand eines Papiers gegenüber dem Eindringen von wässrigen Lösungen (z.B. —• Tinte). Ursprünglich als Maß für die —• Beschreibbarkeit mit Tinte entwickelt, wird der Leimungsgrad heute auch als Grundlage für die Beurteilung des Eindringverhaltens von —> Streich- und —> Druckfarben angewandt. Er liefert in diesen Fällen sehr oft aber keine aussagekräftigen Ergebnisse, da die hergebrachten Leimungsgrad-Prüfmethoden für die Aufnahme von Streich- und Druckfarben unrealistisch lange Zeiten von mindestens mehreren Sekunden benötigen. Als gängige Methoden gelten: •

Die Tintenschwimmprobe, bei der die Papierprobe auf einer Prüftinte schwimmt und die Zeit vom Aufsetzen der Papierprobe bis zur gleichmäßigen Durchfärbung erfasst wird. Danach wird die Leimzahl f berechnet, die dimensionslos angegeben wird: f =

0,6-m 2 t

mit m: Flächenbezogene Masse in [g/m 2 ] t: Zeit in [s] •

•

Die Methode nach Brecht-Liebert, bei der die Probe durch einen tintengetränkten porösen Stein benetzt wird und das Durchschlagen fotoelektrisch gemessen wird. Die Federstrichprobe gemäß DIN 53126, bei der mittels einer genormten Schreibfeder ein Tintenstrich mit festgesetzter Geschwindigkeit und festgelegtem Druck mit einer genormten Tinte in einer bestimmten Breite aufgetragen und das Ausfließen dieses Strichs bzw. das Durchschlagen von 2 sich kreuzenden Strichen beurteilt wird (Beschreibbarkeit). EI

Leimungsmittel (sizing agent) Leimungsmittel werden hauptsächlich zur Verbesserung der —•Druckqualität und der —• Beschreibbarkeit von Papier und Karton eingesetzt. Durch —> Leimung wird das Eindringen von Flüssigkeiten, z.B. —• Tinte, in das Blattgefüge verzögert. Gegenüber dem im Mittelalter eingesetzten Tierleim, der lediglich die Poren verstopft, erhöhen moderne Leimungsmittel durch Hydrophobierung der Fasern des Papierblatts die Grenzflächenspannung zwischen der Flüssigkeit und der Papieroberfläche. Je nach Art der Applikation unterscheidet man zwischen Masse- (wet end sizing) und Oberflächenleimungsmitteln (surface sizing). Das erste im industriellen Maßstab (Iiiig 1807) eingesetzte Masseleimungsmittel ist Harzleim (—• Kolophonium, —• Tallöl). Die Harzleimung erfolgt in Kombination mit —• Aluminiumsulfat (—• Alaun) im sauren pH-Bereich. Moderne Harzleimdispersionen können insbesondere durch die Verwendung von Polyaluminiumchlorid auch im neutralen pH-Bereich eingesetzt werden. Die wichtigsten Produkte für die Papierherstellung im neutralen bzw. alkalischen pHBereich sind jedoch die —> synthetischen Leimungsmittel Alkenylbernsteinsäureanhydrid (ASA) und Alkylketendimer (AKD). Beide Produkte werden als wässrige Dispersionen der Fasersuspension zugesetzt. —• Synthetische Oberflächenleimungsmittel appliziert man als Lösung oder Dispersion - z.T. in Kombination mit —• Stärke - über spezielle Auftragsvorrichtungen (z.B. —•Leimpresse) auf die trockene Papierbahn innerhalb der Papiermaschine. Die wichtigsten Vertreter sind Copolymere auf Basis Styrol/Maleinsäureanhydrid (SMA) und Styrol/Acrylsäureester (SAE). NI

Leimwanne (size pan) Eine Oberflächenbehandlung der Papierbahn erfolgt bei Spezialpapieren in der Papiermaschine mithilfe der Leimwanne. Früher wurde durch diese, meist mit —• Tierleim gefüllte

245 Leimwanne das Papier wie in einem Leimbad durchgezogen. In der Wanne sorgten 1 bis 3 Leitwalzen, vom Leim bedeckt, für die Papierbahnführung. Die aus der Leimwanne austauchende Papierbahn wurde oberhalb der Leimwanne von einer Walzenpresse gezogen, die den überschüssigen Leim abquetschte, der in die Leimwanne zurückfloss. Leimwannen werden nur noch bei Spezialpapieren verwendet, die bei niedrigen Geschwindigkeiten erzeugt werden. Ansonsten hat die —> Leimpresse die Leimwanne abgelöst. Im Zusammenhang mit Leimpressen wird dieser Begriff für die Wannen unter den Presswalzen vereinzelt gebraucht. KL

Leinen (fiber flax ,linen) (Linum usitatissimum), auch Faserleinen genannt. Flachs JU

Leinöl (lineseed oil) Leinöl zählt ebenso wie das —• Holzöl zu der Gruppe der vegetabilen trocknenden —• Öle, die zur Herstellung von —> Firnissen für Bogenoffset- und Buchdruckfarben eingesetzt werden. Rohes Leinöl wird aus dem ölhaltigen Leinsamen entweder durch hohen Druck oder durch Extraktion mit —> Lösemitteln (Benzin) gewonnen. Nach seiner Reinigung wird es als —> Lackleinöl bezeichnet. Das Leinöl ist wie das Holzöl ein Fettsäureester des dreiwertigen Alkohols Glycerin, der mit ca. 5 bis 20 % Ölsäure (enthält eine ungesättigte Bindung), 30 bis 50 % Linolsäure (enthält 2 ungesättigte Bindungen) und 20 bis 50 % Linolensäure (enthält 3 ungesättigte Bindungen) verestert ist. Auch kleinere Anteile an gesättigter Palmitinsäure sind enthalten. Die unterschiedliche Zusammensetzung des Leinöls ist durch klimatische Unterschiede im Erzeugerland bedingt. Setzt man Leinöl und andere vegetabile Öle, die ungesättigte Bindungen enthalten, der Luft aus, so erfolgt an den Doppelbindungen der Fettsäureketten unter Beteiligung

des Luftsauerstoffs eine vernetzende —> Polymerisation, und es vollzieht sich eine oxidative Trocknung (Härtung). Ein höherer Anteil insbesondere an Linolensäure mit 3 konjugierten Doppelbindungen führt zu einer Beschleunigung des oxidativen Trocknungsprozesses (—•Trocknen der Druckfarbe), allerdings auch zu einem verstärkten Vergilben und einem stärkeren Geruch. Durch Verkochen von Leinöl bei ca. 180° C in geschlossenen Firniskochanlagen wird —• Leinölfirnis hergestellt. Leinöl wird auch mit verschiedenartigen Harzen zu Firnissen verkocht, die in oxidativ trocknenden Bogenoffset- und Buchdruckfarben eingesetzt werden. RO

Leinölfirnis (lineseed oil varnish) Leinölfirnis wird durch Verkochen von —• Lackleinöl in geschlossenen Firniskochanlagen bei Temperaturen zwischen 260 und 310° C hergestellt. Unter Luftausschluss polymerisieren die ungesättigten Bindungen in den Fettsäureketten des Leinöls, und das Öl dickt ein. Je nach Dauer des Verkochens zwischen 2 und 24 h erhält man schwache, mittlere oder strenge —> Firnisse, die sich in der —• Viskosität unterscheiden. Reine Leinölfirnisse kommen heute nur noch selten zur Anwendung. Den sehr hochviskosen Blattgoldfirnis, der durch noch längeres Verkochen entsteht, kann man z.B. einer —• Druckfarbe zur Erhöhung der Zügigkeit (—> Tack) zusetzen. Zur Herstellung moderner Firnisse für pastose Druckfarben (—> Offsetund —> Buchdruck) werden vielmehr verschiedenartige —• Harze mit Lackleinöl, eingedicktem —» Leinöl und —> Mineralöl verkocht. RO Leitdiise (infeed nozzle) In —> Auftragswerken können Leitdüsen eingesetzt werden. Diese Leitdüsen bringen die —• Streichfarbe gezielt in den Spalt zwischen Papier- oder Kartonbahn und Farbübertragswalze. KT

246 Leitfähigkeit (conductivity) Die Leitfähigkeit beschreibt die Eigenschaft eines Stoffs, die Bewegung von Ladungsträgern (elektrische Leitfähigkeit) oder den Transport von Wärme (—»Wärmeleitfähigkeit) in seinem Inneren zu ermöglichen. Die treibenden Kräfte sind im ersten Fall elektrische Felder, im zweiten Fall Temperaturgradienten. Die elektrische Leitfähigkeit σ in [S/m] gibt den Zusammenhang zwischen der elektrischen Feldstärke E in [V/m] und der elektrischen Stromdichte j an: j = σ · Ε [A/m 2 ], wobei σ von der Ladungsträgerkonzentration (Elektronen, Ionen) und der Beweglichkeit der Ladungsträger abhängt. Die Leitfähigkeit ist der reziproke Wert des spez. elektrischen Widerstands ρ in [Ω-m] (1 S/m = 1 (Ω-m)" 1 , 1Ω = 1V/A). Die Ionenbeweglichkeit in Wasser (elektrolytische Leitung) ist um etwa 5 Größenordnungen kleiner als die der Elektronen in Metallen. Papier gehört zu den elektrischen Isolierstoffen (Dielektrika mit Dielektrizitätszahlen von 8 r = 1,2 bis 3,0). Der spez. elektrische Widerstand von Papier bei Raumtemperatur liegt in der Größenordnung von IO 15 bis 10 16 Ω-m. Wichtig für die Beurteilung der elektostatischen Aufladbarkeit von Papieren ist ihr elektrischer Oberflächenwiderstand. Damit können auch Einflüsse von Feuchtigkeit, Temperatur und Chemikalien nachgewiesen werden. Papieroberflächen mit elektrischen Oberflächenwiderständen der Größenordnung von ΙΟ 1 0 Ω neigen zur elektrostatischen Aufladung. Die Messung elektrischer Durchgangswiderstände von nichtmetallischen Werkstoffen ist in D I N 53482 standardisiert. Die Leitfähigkeit wässriger Extrakte von —• Zellstoff und Papier charakterisiert summarisch den Gesamtgehalt an elektrolytisch wirksamen Bestandteilen (z.B. Salze, Anionen, Kationen sowie dissoziierende Säureund Basebildner). Die Leitfahigkeits- bzw. Widerstandsmessung ist in DIN 53114 standardisiert. Die Leitfähigkeit des zu verwendenden Wassers soll 0,1 mS/m nicht über-

schreiten. Als Vergleichsstandard dienen Kaliumchlorid-Standardlösungen. Die Aufsalzung der —• Kreislaufwässer von Papierfabriken kann u.a. durch eine Leitfähigkeitsmessung nach D I N 38404-8 kontrolliert werden. Die Größenordnung der Leitfähigkeiten solcher Kreislaufwässer erreicht bei geschlossenen Kreisläufen Werte bis 1 S/m, liegt also um mehr als eine Zehnerpotenz höher als die Leitfähigkeit von Leitungswasser mit ca. 50 mS/m. Literatur: PTS-Methode PTS-PP: 101/84, Prüfen von Papier und Pappe, Bestimmung des elektrischen Oberflächenwiderstandes. GÖ

Leitwalzen (guide rolls) Leitwalzen fuhren —• Siebe, —> Filze, aber auch die Papier- und Kartonbahn in der Papier- bzw. Kartonmaschine. 1) Siebleitwalzen haben je nach Siebspannung, Blattbildungskonzept, Maschinenbreite und Größe der Siebumschlingung einer Durchmesser zwischen 400 und 1 000 mm und sind meist mit einem harten Gummibezug ausgerüstet. Zur Sauberhaltung der Walzen werden die Walzen mit einem —» Schaber versehen. Im Rücklauftrum der —> Langsiebe ist die Siebumschlingung der Leitwalzen ca. 50° bei einem Siebzug von 5 bis 6 kN/m. Bei —• Gapformern (—> Doppelsiebformern) kann bei Siebzügen bis zu einer Siebspannung von 10 kN/m die Siebumschlingung 90° betragen. Der Abstand der Siebleitwalzen beläuft sich auf ca. 3 bis 5 m. Zugunsten einer geringen Anzahl von Reservewalzen sollten möglichst alle Leitwalzen den gleichen Durchmesser aufweisen. Siebleitwalzen können in der Position veränderbar als Spannwalze (—> Siebspannwalze) oder auch als Siebregulierwalze ausgebildet sein. 2) Filzleitwalzen haben ähnliche Funktionen wie Siebleitwalzen. Die Umschlingung der

247 Licht (light) Licht ist derjenige Teil des elektromagnetischen Spektrums, der für den menschlichen 3) Papier- und Kartonleitwalzen dienen zur Sehsinn wahrnehmbar ist. Er reicht von 380 Führung der Bahn. Der Bezug besteht aus bis 780 nm Wellenlänge. Sein ZustandeHartgummi oder die Walze ist mit einer Hartkommen ist im atomaren und subatomaren chromschicht versehen. Der Papierzug beBereich mit dem Wechsel der Energiezustänträgt bis ca. 1 kN/m bei einer Walzenumde von Elektronen, Atomen oder Molekülen schlingung von bis zu 90°. BU erklärbar, die jeweils die bei diesem Wechsel freiwerdende Energie als Licht abstrahlen. Dabei ist dem Energiebetrag eine bestimmte Leporellofalz Wellenlänge zugeordnet. Weißes Licht ergibt (accordeon fold, concertina fold , harmonica sich dementsprechend als Mischung von in fold , zigzag fold) etwa gleichen Beträgen aller im Sichtbaren Der Leporellofalz, auch Zickzackfalz geliegenden Wellenlängen. nannt, ist eine Bruchfalzart, bei der jeder Bruch zum vorhergehenden in entgegengeLicht breitet sich genau wie elektromagnesetzter Richtung gefalzt wird. Er wird häufig tische —> Strahlung geradlinig aus, wenn es für Prospekte und Landkarten sowie für den nicht gestört wird. Beim Wechsel zwischen —• Endlosdruck gebraucht. NE Medien unterschiedlicher Dichte treten Phänomene wie Interferenz, Brechung, —> Reflexion oder Beugung auf, die nur mit der WelLetraset™ lennatur des Lichts befriedigend erklärbar (Letraset™) sind. Andere Phänomene, wie z.B. der FotoEingetragenes Warenzeichen für ein Beeffekt, also das Herauslösen von Elektronen schriftungsverfahren, bei dem auf Vorrat geaus einem Festkörper (—• Fotozellen), sind druckte Bilder oder Texte von einem spezialmit der Teilchennatur des Lichts (Photonen) beschichteten —> Transparentpapier durch erklärbar. UR Druck (z. B. durch einen Bleistift) auf den —> Bedruckstoff übertragen werden. DO Lichtabsorption (light absorption) Letter of credit —> Kubelka-Munk-Theorie Engl, für —> Akkreditiv Walze beträgt bis 180°. Der Filzzug liegt bei 3,5 bis 5 kN/m.

Letterset (lettersei) Englische Bezeichnung für —> indirekten Hochdruck. Die —• Druckform ist im Gegensatz zum direkten Druck seitenrichtig. Das Druckbild wird zunächst auf einen Drucktuchzylinder und von dort auf den —• Bedruckstoff übertragen. Fälschlich als —• Trockenoffset bezeichnet. DO

Leuchtdichte (luminance) —» Fotometrie

Lichtabsorptionsfähigkeit (light absorption) Das in einen Stoff eindringende —• Licht unterliegt auf seinem weiteren Weg verschiedenen Wechselwirkungen mit diesem (—• optische Eigenschaften). Diese lassen sich durch 2 Stoffkenngrößen beschreiben: die Lichtstreu- und die Lichtabsorptionsfahigkeit, die im Allgemeinen wellenlängenabhängig sind. Beide bestimmen die —> Reflexions· und Transmissionsfaktoren. Die „Farbigkeit" der Körperfarben wird vor allem durch deren spektral unterschiedliche Lichtabsorption hervorgerufen. Ein blauer Farbstoff absorbiert stark im mittleren und

248 längeren Wellenbereich, sein Reflexionsfaktor im kurzwelligen Bereich ist hoch. Rot entsteht durch hohe Reflexion im langwelligen und starke Absorption im mittleren und kurzen Wellenlängenbereich. Dagegen absorbiert ein als grau (—> unbunt) erscheinender Körper über alle Wellenlängen zwischen 380 und 780 nm gleichmäßig. In einem quantitativen Modell haben Kubelka und Münk (—• Kubelka-Munk-Theorie) beschrieben, wie das Licht in den Stoffen durch deren wellenlängenabhängigen Lichtstreu- und Lichtabsorptionskoeffizienten beeinflusst wird. Insbesondere werden diese Stoffkennzahlen mit Reflexionsfaktoren verknüpft, so dass sie einfach über Reflexionsmessungen bestimmbar sind. Voraussetzung für das Modell sind Annahmen, die streng bei der Anwendung nicht immer erfüllt sind. Trotzdem ist die Anwendbarkeit auch bei Papier in vielen Fällen gegeben. Das Verfahren zur „Bestimmung der —• dichtebezogenen Lichtstreu- und —• dichtebezogenen Lichtabsorptionskoeffizienten von Faserstoffen und Papier" wird in D I N 54500 beschrieben. Literatur: Kubelka, P.; Münk, F.: Z. techn. Physik 12 (1931), 593 ff. KE

Lichtabsorptionskoeffizient (light absorption coefficient) Der Lichtabsorptionskoeffizient k ist nach D I N 54500 der Bruchteil des Lichtstroms Φ, der von einer dünnen Schicht im Inneren eines Blatts absorbiert wird, bezogen auf die Schichtdicke dl. 1 (άΦλ s=— φ(

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dl J

Für die Berechnung von Farbanstrichen ist es z.B. sinnvoll, mit k zu arbeiten. Im Papierbereich verwendet man den —» dichtebezogenen Lichtabsorptionskoeffizienten Κ (siehe auch - > Kubelka-Munk-Theorie). PR

Lichtbeständigkei (light fastness) Die Lichtbeständigkeit bezeichnet eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber der Einwirkung von —• Licht. Lichtbeständige Papiere und —> Drucke dürfen selbst bei lang andauernder Sonnenbeleuchtung oder künstlicher Beleuchtung weder ausbleichen und vergilben noch den —•Farbton verändern. Dies hängt sowohl vom Papier als auch von den —• Druckfarben ab. Im Papier neigen einerseits ligninhaltige Fasern zur —• Vergilbung und andererseits spielen auch —> Hilfsstoffe, die sich im Laufe der Zeit verändern (z.B. —> optische Aufheller) eine wesentliche Rolle. Für Druckfarben gilt, dass Körperfarbstoffe die höchste Lichbeständigkeit ergeben, saure Druckfarben eine sehr gute und basische Druckfarben eine meist geringe Lichtbeständigkeit (—» Lichtechtheit) aufweisen. EI

Lichtdurchlässige Beschichtung (transparent coating) Eine —> Beschichtung, die fur den sichtbaren Spektralbereich transparent ist, bezeichnet man als lichtdurchlässig. Ein Beispiel für eine lichtdurchlässige Beschichtung ist die Schutzlackierung (—> Lackieren) von Druckbogen. WN

Lichtdurchlässigkeit (transparency) Die Lichtdurchlässigkeit eines Materials bezeichnet man allgemein als —• Transparenz. PR Lichtechte Farben (fadeless colors , non-fading colors) Die —• Lichtechtheit von Papierfarbungen wird vor allem bei —•holzfreien grafischen Papieren gefordert. —»Holzhaltige Papiere vergilben bereits wegen ihres Ligningehalts (—»Lignin) durch die Lichteinwirkung. Außerdem handelt es sich in diesem Fall meist um kurzlebige Konsumgüter. Die Lichtechtheit ist umso höher, je intensiver die Färbung ist. Durch —» Füllstoffe und andere Zusatz-

249 stoffe, z.B. —•Fixiermittel, kann die Lichtechtheit beeinträchtigt werden. Die Bestimmung der Lichtechtheit erfolgt nach D I N 54004. Das zu prüfende gefärbte Muster wird zusammen mit blaugefärbten Textilstreifen (Blaumaßstab) mit gefiltertem Xenonbogenlicht belichtet. Die Teststreifen sind mit Farbstoffen mit steigender Lichtechtheit gefärbt (1 = sehr gering; 8 = hervorragend). Die Benotung der Lichtechtheit der Papierfärbungen erfolgt im Vergleich zum gleichzeitig belichteten Blaumaßstab. Die Mehrzahl der gefärbten holzfreien Papiere (grafische Papiere, Verpackungspapiere, Tissuepapiere) weisen eine Lichtechtheit von 2 bis 4 auf. Bei holzhaltigen Papieren ist eine Lichtechtheit von 1 für die meisten Anwendungen (Verpackungsmaterial, Druckerzeugnisse, Handtuchkrepp) völlig ausreichend. Durch den Einsatz von Farbpigmenten (-> Pigmentfarbmittel) kann bei holzfreien Papieren eine Lichtechtheit von 4 bis 6 erreicht werden. PF

satzweise Lichtechtheitsgerät mit XenonHochdrucklampe) ausgesetzt wird. Zugleich wird ein identisches Muster als Vergleichsmaß lichtgeschützt aufbewahrt. Sobald sich im Vergleich von belichtetem und unbelichtetem Muster eine deutliche Veränderung zeigt, wird auf der Wollskala überprüft, welche Stufe eben eine Veränderung aufweist. Diese Stufe ist die Lichtechtheit für das jeweilige Muster.

Lichtechtheit (light fastness , light proofness) Lichtechtheit bezeichnet die Eigenschaft eines Materials, unter der Einwirkung von Licht beständig zu bleiben, ohne die —> Farbe zu verändern oder auszubleichen. Die Bestimmung der Lichtechtheit von Drucken und —> Druckfarben des grafischen Gewerbes ist nach D I N 16525 vorgegeben. Das Maß für die Lichtechtheit ist die sog. Wollskala, ein Vergleichsmaßstab aus einer Skala von 8 blauen, in der Lichtechtheit abgestuften Wollmustern. Mit dieser Methode werden Drucke und Druckfarben geprüft. Zur Prüfung von Druckfarben ist eine Norm-Druckprobe (—• Druckprobe) nach D I N 16519 anzufertigen (—• Andruck). Zur Prüfung von Drucken sind diese ohne weitere Einschränkungen hinsichtlich Verfahren und —• Bedruckstoff anzufertigen. Die Durchführung der Prüfung funktioniert prinzipiell so, dass ein Muster der zu untersuchenden Probe gemeinsam mit einer Wollskala einer Belichtung (—• Tageslicht, er-

Da unterschiedliche Farbpigmente nicht identische Lichtechtheiten aufweisen müssen, ist bei der Mischung von Druckfarben aus Stammfarben unterschiedlicher Lichtechtheit zu beachten, dass für die neue Druckfarbe keine höhere Lichtechtheit als die niedrigste zur Mischung verwendete Stammfarbe zu erwarten ist. Weiterhin gilt, dass bei niedriger Pigmentkonzentration die Lichtechtheit schlechter wird, so dass zugunsten der Lichtechtheit eine Rasterung zum Druck heller Farbtöne einem Aufhellen der Farbe vorzuziehen ist. UR

In der Zuordnung der Stufen zu verbalen Kennzeichnungen gilt: Lichtechtheitsstufe 8 7 6 5 4 3 2 1

Verbale Beurteilung hervorragend vorzüglich sehr gut gut ziemlich gut mäßig gering sehr gering

Lichtechtheitsprüfung (fading test) Zur Bestimmung der —• Lichtechtheit von Papieren werden die Normen für die Lichtechtheit von Färbungen und Drucken von Textilien angewandt. Nach einer bestimmten Zeit der Beleuchtung mit —• Tages- (DIN 54003) oder künstlichem UV-Licht (DIN 54004) wird die Änderung der —• Farbe der Probe mit der Typfärbung des Lichtecht-

250 heitsmaßstabs verglichen. Dieser besteht aus 8 genormten Typfärbungen mit blauen Farbstoffen auf Wollgewebe, wobei 1 = sehr geringe und 8 = hervorragende Lichtechtheit bezeichnen. EI

Lichtempfindlichkeit (light sensitivity , speed (phot)) Lichtempfindlichkeit bezeichnet die Eigenschaften von Materialien, sich unter Einwirkung von —> Licht chemisch zu verändern. Kenngröße der Lichtempfindlichkeit von Filmen ist die DIN-Bezeichnung oder ASABezeichnung des Materials. Sie errechnet sich als SDIN ZU«

Sdin = 10 1g

Ho

Lichtfang bezeichnet, der dadurch entsteht, dass das - » Licht aufgrund der Streuung im —> Bedruckstoff unter die Bildelemente (z.B. —• Rasterpunkte) gelangt und dort absorbiert wird (Abb.). Der Lichtfang ist die Ursache fur die Verminderung des —• Reflexionsfaktors und somit für die Erhöhung der —> optischen Dichte der Rasterfläche D R über den aus der Geometrie der Rasterpunkte (—• Flächendeckungsgrad F) ableitbaren Wert hinaus. Das Auge nimmt diese scheinbare Rasterpunktvergrößerung wahr, so das die —• Rasterfläche dunkler wirkt. Yule und Nielsen führten für die Berechnung des Flächendeckungsgrads F eine Korrekturgröße η ein, die den Einfluß des Lichtfangs beschreibt:

H o = l [lx-s]

DR F=

Sie wird ermittelt, indem unter standardisierten Bedingungen ein Film mit einer ebenfalls standardisierten Grauskala (—• Graukeil) belichtet und entwickelt wird. Die Belichtung H m ist diejenige Belichtung in [lx · s], mit der eben eine —• optische Dichte von D = 0.1 über dem Grundschleier der fotografischen Schicht erzeugt wird. UR

Lichter (light tone) Die hellen —• Tonwerte eines positiven Aufsichtsbilds und eines Diapositivs sowie Flächen eines Negativs mit hoher —• optischer Dichte werden als Lichter, mitunter auch als Licht bezeichnet (DIN 16544). Bei Rasteraufnahmen wird der vom hellsten Tonwert erzeugte —• Rasterpunkt Lichterpunkt genannt. A u f einem —• Druck heißt der kleinste ausgedruckte Rasterpunkt ebenfalls Lichterpunkt. FA

Lichtfang (light gathering) Bei der Betrachung eines Druckerzeugnisses wird der Anteil der Gesamtabsorption (—•Absorption) des einfallenden Lichts als

1-10 1-10

n

^ 1 0 0 [%] n

F: Flächendeckungsgrad in [%] D r : Optische Diche der Rasterfläche in [-] D v : Optische Dichte der —•Volltonfläche in [-] n:

Korrekturgröße in [-]

Licht Druckfärbe

Lichtfang (Quelle: Institut für Papierfabrikation, TU Darmstadt)

Die Korrekturgröße η bzw. der Lichtfang sind abhängig von der Lichtstreuung und Lichtabsorption des Bedruckstoffs und der —> Druckfarbe sowie von der —> Rasterfrequenz, der Rasterpunktgeometrie und von der MessNE geometrie des —> Densitometers.

251 Lichtpauspapier (diazotype paper) Lichtpauspapiere sind ein- oder beidseitig mit einer lichtempfindlichen Schicht versehene Spezialpapiere zur Vervielfältigung insbesondere von Zeichnungen von einer transparenten Vorlage transparentes Zeichenpapier) im Nass- oder Trockenverfahren. Durch Belichten werden spezielle Stickstoffverbindungen (Diazoverbindungen) zerstört, während sich an den unbelichteten Stellen durch Einwirken einer „Kopplungskomponente" und eines Alkalis (meist gasförmiges Ammoniak, das beim Verdunsten oder Erwärmen von Ammoniakwasser entsteht) ein -> Farbstoff bildet. Es werden dadurch kontrastreiche fertige Linien auf weißem Untergrund dargestellt (Positi werfahren). Die Vielfalt von Diazoverbindungen und zusätzlicher Komponenten gestattet, Lichtpausen in unterschiedlichen Farben (meist schwarz, rot, braun oder blau) herzustellen. An Lichtpausrohpapiere werden hohe Anforderungen bezüglich Festigkeit (insbesondere Falzfestigkeit), Gleichmäßigkeit, gute Formation, Wärme- und Lösungsmittelresistenz gestellt. Sie müssen außerdem vollgeleimt, chemisch neutral, ohne Oberflächenfehler und opak (-* Opazität) sein. Als Faserstoffe werden gebleichte Zellstoffe (-* Sulfatoder Sulfitzellstoffe) und Füllstoffe (z.B. -> Kaolin) eingesetzt. Neben einer Masseleimung (z.B. mit Harzleim in Kombination mit einem -*· Nassfestmittel) wird das Rohpapier zusätzlich oberflächengeleimt. Die Herstellung der maschinenglatten oder satinierten Papiere mit einer flächenbezogenen Masse von ca. 50 bis 200 g/m 2 , oft jedoch 60 bis 75 g/m 2 , erfolgt bei Geschwindigkeiten bis 600 m/min. Die Bedeutung des Lichtpausverfahrens und der dafür erforderlichen Papiere geht durch die Einführung neuer Kopierverfahren zurück. Das gilt besonders für kleinflächige Formate. RH

Lichtpausverfahren (blue printing process , dyeline process) Unter Lichtpausverfahren wird eine Kopiertechnik verstanden, bei der Spezialpapiere

mit einem integrierten (latenten) Farbstoff zum Einsatz kommen. Bei der Belichtung des Originals wird das Abbild dieser Vorlage auf das Spezialpapier gepaust, wobei es zu einer Zerstörung der integrierten Farbstoffe kommt. Die unbelichteten Stellen des Lichtpauspapiers werden mit Ammoniak sichtbar gemacht. Im Lichtpausverfahren werden auch Blaupausen hergestellt, wobei jedoch das Original transparent sein muss und durch die Belichtung ein blaues Abbild des Originals auf einem hellblauen Untergrund erzeugt wird. Die Entwicklung des Lichtpausverfahrens reicht in das Jahr 1922 zurück, in dem es in dem Patent eines ehemaligen Paters offengelegt wurde. Im Jahr 1923 startete die Firma Kalle mit dem Lichtpausverfahren (Diazotypie). Bereits nach kurzer Zeit setzte sich diese Technik für eine schnelle, wirtschaftliche und maßstabgetreue Vervielfältigung von großformatigen Plänen und technischen Zeichnungen durch. Mit zunehmendem Einsatz der Lichtpaustechnik wurden auch Veränderungen an den Entwicklungsprozessen (Feucht-, Halbtrocken- und Trockenverfahren) durchgeführt, und die Maschinen erhielten zusätzliche Aggregate, wie Falz- und Stapelvorrichtungen. Im Jahr 1990 waren in Deutschland noch etwa 25 000 Lichtpausmaschinen in den verschiedensten Formatgrößen im Einsatz, wobei ein zunehmender Konkurrenzdruck auf dieses Verfahren durch die elektrofotografischen Großflächen-Kopiergeräte ausgeübt wird. Der Vorteil dieses Kopierverfahrens liegt in der problemlosen Einsetzbarkeit aller transparenten und opaken Vorlagen und der Nutzung von Normalpapier für die Kopien. Vor allem im mittel- und kleinformatigen Bereich haben sich zwischenzeitlich diese Geräte entscheidend durchgesetzt. Lediglich in der Luftfahrt- und Schiffsbautechnik mit deren Bedarf für großformatige Vorlagen haben die Lichtpausverfahren noch eine große Bedeutung. SD

252 Lichtquellen (light sources) Als Lichtquelle bezeichnet man Körper, die selbständig Licht aussenden. Die Strahlung ist durch die beiden Merkmale Wellenlänge und Energie charakterisiert. Lichtquellen lassen sich entsprechend der Zusammensetzung ihres Spektrums in • • •

kontinuierliche Spektren Linienspektren Bandenspektren

unterteilen. Eine weitere Unterteilung kann nach der Art der Energie erfolgen, die in —> Licht umgewandelt wird. Wärme, Elektrizität, elektromagnetische Strahlung und atomare Energie kommen in Frage. Ebenfalls kann der Aggregatzustand des Körpers, der zur Photonen-/Strahlungserzeugung genutzt wird, zur Einordnung dienen (gasförmig, flüssig, fest). Die thermische und elektrische/elektromagnetische Anregung in Gasen und Festkörpern decken die allermeisten Anwendungen der Lichterzeugung ab. Thermisch angeregt sind z.B. Glühlampe und Sonnenlicht. In der Glühlampe wird mit elektrischer Energie ein Wolframfaden so aufgeheizt, dass er zu glühen beginnt. Die Sonne ist ein gasförmiger Körper so hoher Temperatur, dass sie gleichfalls Temperaturstrahlung abgibt. Weitere Temperaturstrahler sind die Halogenglühlampe und die Kohlebogenlampe. Elektrisch bzw. elektromagnetisch angeregt sind alle Arten von Gasentladungslampen sowie Laserlichtquellen und Leuchtdioden. Als Lichtquellen im allgemeinen Verständnis kommen jedoch meist nur die Gasentladungslampen zur Anwendung. Sie lassen sich in Hochdruck- und Niederdruckstrahler unterteilen. In die erste Gruppe gehören z.B. Natriumdampflampe, Xenonstrahler und Quecksilberdampflampe. In der zweiten Gruppe finden sich z.B. Leuchtstoffröhren mit Quecksilber oder Neon als aktivem Medium und einer Beschichtung mit fluoreszierenden Materialien. Das Banden-/Linienspektrum der Metall- oder Edelgasentladung

wird hier mit dem kontinuierlichen Leuchtstoffspektrum gemischt. Bei den meisten Lichtquellen ist die spektrale Strahlungsverteilung gewissen Schwankungen unterworfen. Besonders ausgeprägt gilt dies für natürliche Lichtquellen. Mit der Festlegung einer bestimmten Strahlungsverteilung legt man die Lichtart einer Strahlung fest. Die —• CIE hat —> Normlichtarten festgelegt, die zur —• Farbmessung Verwendung finden. UR

Lichtschnittverfahren (test method for profiles with light) Das Lichtschnittverfahren nach Schmaltz ist ein optisches Messverfahren zur Bestimmung von Oberflächenprofilen. Das Messprinzip ist im Lichtschnitt-Mikroskop der Firma Carl Zeiss, Oberkochen, realisiert (Abb.). Allerdings ist das in der Bedienung sehr zeitaufwendige Gerät durch modernere Messverfah-

Q: OK: M: Oi,2O3 :

Lichtquelle Okular Strichplatte Objektivpaare Optik im Phototubus

Lichtschnitt-Mikroskop (Zeiss)

253 Mittels eines Beleuchtungskollimators wird ein dünnes Lichtband unter 45° auf die Probenoberfläche projiziert. Dabei entsteht ein schmaler Lichtsaum an den Stellen, an denen das Lichtband die Oberfläche trifft. Der Verlauf dieses Lichtsaums entspricht dabei genau der Begrenzungslinie der Schnittfläche, die entstehen würde, wenn man einen mechanischen Trennschnitt unter dem Beleuchtungswinkel durch die Oberfläche ziehen würde. Im Lichtschnitt-Mikroskop erscheint der Lichtsaum als helles Band auf dunklem Hintergrund. Er lässt sich fotografisch aufzeichnen und dann nach D I N 4762 auswerten (z.B. zur Ermittlung des Mittenrauhwerts R a ) oder direkt mit der mikroskopischen Messeinrichtung vermessen, wobei die optische Achse des Messmikroskops senkrecht zur Richtung des Lichtbands steht. Neben der Bewertung von Oberflächenprofilen ist auch eine Dickenmessung transparenter Schichten, wie z.B. Lackschichten oder Folien, auf Oberflächen möglich. Bei solchen transparenten Schichten entstehen 2 Lichtsäume, deren Abstand vermessen werden kann. In der Papierprüfung wird dieses Verfahren nicht angewandt. Vielmehr wird die Oberflächentopographie von Papier im Sinne von —• Glätte oder —• Rauheit mithilfe von Luftstrommessgeräten (—• Glätteprüfer) gekennzeichnet. KE

Lichtstärke (light intensity) Die Lichtstärke I mit der Einheit Candela [cd] bzw. Lumen/Steradiant [lm-sr" 1] ist der Quotient aus dem von einer —• Lichtquelle in einer bestimmten Richtung ausgesandten Lichtstrom und dem durchstrahlten Raumwinkel. Sie stellt eine wichtige Größe in der —> Fotometrie dar. Die Lichtstärke von 1 cd ist definiert als der Lichtstrom, der von 1/60 cm 2 eines —> schwarzen Körpers bei 2 042 Κ (Schmelztemperatur von Platin) ausgeht. Anders formuliert: Wenn man einen Temperaturstrahler als Hohlraumstrahler mit einer 1 cm 2 großen Öffnung realisiert und ihn auf 2 042 Κ auf-

heizt, so strahlt dieser durch das Loch in der Wand eine Lichtstärke von 60 cd aus. Eine weitere Definition lautet, dass die Lichtstärke einer monochromatischen Lichtquelle mit 555 nm Wellenlänge und einer Strahlstärke von 1/683 W-sr"1 genau 1 cd beträgt. UR

Lichtstreukoeffizient (light scattering coefficient) Der Lichtstreukoeffizient s (—> KubelkaMunk-Theorie) ist nach D I N 54500 der Bruchteil des Lichtstroms Φ, der von einer dünnen Schicht im Inneren eines Papierblatts gestreut wird, bezogen auf die Schichtdicke dl. 1 (άΦ s= — Φ dl

λ

[m' 1 ]

Für die Berechnung von Farbanstrichen ist es z.B. sinnvoll, mit s zu arbeiten. Im Papierbereich verwendet man den —> dichtebezogenen Lichtstreukoeffizienten S, da diese Größe weniger von der scheinbaren —• Dichte (—• Rohdichte) von Papier beeinflusst wird als s. PR

Lichtstreuung (light scattering) —• Kubelka-Munk-Theorie

Lichtundurchlässigkeit (opacity) Die Lichtundurchlässigkeit eines Papiers wird mithilfe der —• Opazität charakterisiert. PR Lichtwert (light figure ,value of exposure) Der Lichtwert oder Belichtungswert Β ist eine die Belichtung in der Fotografie kennzeichnende Zahl. Sie dient der Verknüpfung von Objektleuchtdichte und Filmempfindlichkeit mit Kamerablendenzahl und Belichtungszeit. Weiterhin gibt er über seine Be-

254 stimmungsformel den Zusammenhang von Blendenzahl und Belichtungszeit an, der fur eine identische Filmbelichtung gilt. Mit der Blendenzahl k, der Belichtungszeit t und dem Lichtwert Β lautet der Zusammenhang:

2

=— t

bzw.

Β =

2-log(k)-log(t) log(2) UR

Ligand (ligand) Liganden sind chemische Strukturen, Ionen oder neutrale Moleküle, die um ein Zentralatom gruppiert sind. Z.B. sind Metallionen in wässriger Lösung von Wassermolekülen umgeben und bilden dabei eine regelmäßige Struktur, deren Stabilität allerdings nicht groß ist. Die elektronenreichen Atome eines Liganden füllen Lücken im Feld eines positiv geladenen Metallions. Typische Liganden sind z.B. Ammoniak (NH 3 ) oder eine Carbonsäuregruppe (-COOH oder -COO"), die beide über freie Elektronen verfügen. Durch gezielte Auswahl von Art und chemischer Struktur der Liganden lassen sich Komplexe unterschiedlicher Stabilität erzeugen. Durch —• Komplexbildner werden sehr stabile Strukturen erzeugt, wodurch sich —• Schwermetalle in wässriger Lösung maskieren lassen. SÜ

oxid), mit Strukturelementen der gelösten oder suspendierten Lignane in NebenreaktioSÜ nen.

Lignin (lignin) Lignin ist ein polymerer aromatischer Stoff, der zusammen mit —> Cellulose und anderen —• Polysacchariden (—• Polyosen) die Zellwand verholzter pflanzlicher Stützgewebefasern bildet. Lignin ist in diesem polymeren Verbundstoff (z.B. —•Holz) für die Druckfestigkeit verantwortlich. Lignin ist als höhermolekularer Abkömmling des Phenylpropans aufzufassen. Je nach Holzart ist der Phenyl-Ring mit 1 bis 2 Methoxy-Gruppen und die Propan-Einheit mit HydroxyGruppen substituiert. Bei —> Nadelhölzern findet sich ausschliesslich der Guajacyl-Typ, bei —> Laubholz ausserdem der Syringyl(bzw. Coniferyl-) und der Cumaryl-Typ. Durch verschiedene Verknüpfungsmöglichkeiten entstehen auch —• Lignan- und Cumarin-Strukturen, cyclische Ether, Lactone u.a.

Phenylpropan Lignan (lignol) Lignane sind Bausteine des —•Lignins. Bei der Biosynthese in Pflanzen (—• Holz) werden Lignane durch —> Enzyme zu großen Molekülen (Lignin) polymerisiert. Die chemische Struktur der Lignane läßt sich auf einen phenolischen, aromatischen Ring (—> Phenol) mit einer Seitenkette von 3 Kohlenstoffatomen zurückfuhren. Als Lignane bezeichnet man chemische Verbindungen von 2 bis 5 dieser Grundeinheiten. Bei der Herstellung von —• Holzstoff werden Lignane freigesetzt. Bei der Bleiche (—> Bleichen) von Holzstoffen reagieren —• Bleichmittel, wie —• Dithionit und Wasserstoffperoxid (—• Per-

Cumaryl

OCH 3 OH Guacacyl

OCH 3 OH Conyferyl

OH Syringyl

Beim Aufschluss des Holzes (—> Aufschlussverfahren) wird das ursprünglich unlösliche Lignin durch —> Kochen und —• Bleichen

255 teilweise abgebaut, durch Einfuhren hydrophiler Gruppen löslich gemacht und weitgehend entfernt. Die bei der —• Sulfitkochung gebildeten —• Lignosulfonate können aus der —•Ablauge ausgefällt und isoliert werden. Der grösste Teil wird jedoch bei der —• Chemikalienrückgewinnung thermisch verwertet. Das gilt auch für die beim Sulfatverfahren anfallenden Ligninabbauprodukte. Unter den Papierfaserstoffen (—• Faserstoff) weisen —• Zellstoffe die niedrigsten, —• Holzstoffe die höchsten Ligningehalte auf. Aufgrund seiner braunen Eigenfärbung verringert Lignin die Weiße (—> Weißgrad) des Papiers. Es beeinträchtigt wegen seiner Steifheit und Hydrophobie die Ausbildung von FaserFaser-Bindungen und wirkt sich auf die mechanische Festigkeit des Papiers negativ aus. Der relativ hohe Brechungsindex des Lignins wirkt sich andererseits günstig auf den —• dichtebezogenen Lichtstreukoeffizienten und die —• Opazität aus. GU

Lignosulfonate (lignosulfonates) Als Lignosulfonate bezeichnet man die Salze der —»Lignosulfonsäure, die beim Holzaufschluss nach dem Sulfitverfahren (—> Sulfitzellstoff) gebildet werden. Je nach —> Aufschlussverfahren fallen Calcium-, Magnesium·, seltener Natrium- und/oder Ammoniumsalze an. Strukturelemente des beim Sulfitaufschluss gebildeten Lignosulfonats: OH

Lignosulfonate werden aus den Sulfitablaugen (—• Ablauge) gewonnen (NadelholzLignin, Molmasse: 500 - 50 000, Laubholz-

Lignin: Molmasse 500 - 10 000) und weisen oberflächenaktive Eigenschaften auf. Lignosulfonate finden als Dispergatoren in Zement- und Gipsmörteln, als Bohrspülflüssigkeiten und als Flotationshilfsmittel, z.B. bei der Flussspatgewinnung, Verwendung. Sie entwickeln in Gegenwart von Wasser eine hohe Klebekraft und werden in mannigfaltigen Anwendungen, bei denen die dunkle Farbe nicht stört, als Bindemittel eingesetzt. Das Ligningerüst (—»Lignin) ist gegenüber Wärme und der Einwirkung von Säuren stabil, zeigt eine hohe Ionen-Leitfähigkeit und eignet sich daher für den Einsatz in BleiAkkus. Ferner bilden Lignosulfonate auch den Grundstoff für Kondensationsreaktionen zur Herstellung von Klebstoffen, Kautschukund Faserhilfsmitteln in der Textiltechnik. Bei der Herstellung von —• Wellpappenpapieren werden Lignosulfonate teilweise als —• Trockenverfestiger eingesetzt und können dort —• Stärke ersetzen. Literatur: Römpp Lexikon Chemie. Stuttgart, New York: Georg Thieme Verlag, 1996 Rydholm, S. Α.: Pulping Processes. New GU York: Interscience Publishers, 1975

Lignosulfonsäure (lignosulfonic acid) Lignosulfonsäure entsteht beim Sulfitaufschluss (—• Sulfitzellstoff) durch Abbau und Substitution des —•Lignins. Durch Einwirkung von —• Schwefeldioxid bzw. Sulfitoder Hydrogensulfit-Ionen wird die Phenylpropaneinheit an der Seitenkette von Lignin durch Sulfonsäuregruppen substituiert. Die Salze der Lignosulfonsäure sind wasserlöslich oder mindestens sehr gut dispergierbar (Formel —• Lignosulfonate). GU

Linerboard (linerboard) —• Krafitliner

256 Liniendruck (linear load) Der Begriff Liniendruck wird in unkorrekter Weise synonym fur den Begriff —•Linienkraft gebraucht. GÖ

Linienkraft (line force , line load) Die Linienkraft ist eine Streckenlast in [N/mm oder kN/m], fälschlicherweise auch Liniendruck genannt. Die Linienkraft ist das Maß der Presskraft im —• Nip zweier Presswalzen von z.B. —• Nasspressen, Leimpresse, —• Glättwerk oder —•Kalander. Im Nip werden durch Walzenpaare Presskräfte auf die Papierbahn bzw. den —• Nassfilz ausgeübt. Beide Walzen biegen sich durch, wobei das Maß der Durchbiegungen, d.h. die Biegelinien, von der Linienkraft und der Biegesteifigkeit der Walzen abhängen. Wegen dieser Durchbiegungen wirkt bei zylindrisch geschliffenen Walzen eine über die Maschinenbreite bzw. Papierbahnbreite ungleichformige Linienkraft auf die Papierbahn. Gefordert ist jedoch meistens eine gleichmäßige oder auch eine gezielt ungleichförmige Linienkraft über die Bahnbreite. Für Nips, die bei konstanter Presskraft betrieben werden, kann mittels einer —• Bombierung eine bestimmte Linienkrafitverteilung erreicht werden. Soll ein Nip jedoch je nach Erfordernissen mit wechselnden, unterschiedlich großen Presskräften und/oder Linienkraftverteilungen betrieben werden, kann dies bestmöglich mittels einer —• Durchbiegungsausgleichswalze erreicht werden. HO

Linienkraftsteuerung (nip load control) Vielfach wird die —•Linienkraft in einer —• Rollenschneidmaschine während des Wickelprozesses nicht auf einem konstanten Wert gehalten, sondern variabel gesteuert. Z.B. wird oft die Linienkraft zwischen —• Druckwalze und —• Aufwickelrolle so gesteuert, dass sie von einem Maximalwert bei Wickelbeginn progressiv auf einen Minimalwert heruntergefahren wird. KT

Linters (first cut cotton Unters, linters) —» Baumwoll-Linters

second cut cotton JU

Linting dinting) In seiner ursprünglichen Definition bedeutet linting das —• Stauben der Papierbahn. Es leitet sich aus dem englischen Wort lint für Papierstaub ab. In der Praxis wird der Ausdruck linting für das Aufbauen von Papierstaub beim Rollenoffsetdruck (—• Offsetdruck) auf dem —•Gummituch verwendet. Bei der Herstellung von Papieren mit niedrigen —• flächenbezogenen Massen für den —• Zeitungsdruck kann es passieren, dass sich im Offsetdruck Papierfasern ablösen und am Gummituch absetzen und so die —•Druckqualität verschlechtern. Im Offsetdruck ist das Stauben der Papierbahn für das Zustandekommen von Linting verantwortlich, jedoch beschreibt dieser Ausdruck nur ein auslösendes Moment, nicht aber den Effekt selbst. Noch stärker als papiertechnologische Faktoren beeinflussen im Offsetdruck die Druckbedingungen, wie z.B. die —•Druckfarbe oder das verwendete Gummituch, das Auftreten von Linting. MM

Lithographie ( lithography ) Die Lithographie ist ein Verfahren zur Herstellung von —• Druckformen für den Steindruck; sie wurde 1798 von Alois Senefelder erfunden. Als Druckformrohling (Lithographiestein) dient kohlensaurer Kalkstein, ursprünglich aus Solnhofen. Lithographiesteine haben die Eigenschaft, je nach vorhergehender chemischer Behandlung lipophob (fettabweisend) oder hydrophob (wasserabweisend) zu werden. Beim Einfärben mit fetthaltiger Druckfarbe nimmt der feuchte Stein nur an solchen Stellen Farbe an, die hydrophob sind, während die anderen Teile der Druckform farbfrei bleiben.

257 Mit lithographischer Tusche oder Kreide wird das Bild auf den Stein gezeichnet, wobei die Fetttusche in die Poren eindringt und die in der Tusche enthaltenen Fettsäuremoleküle auf der alkalischen Oberflächenschicht des Steins fest haften. Durch die Verbindung des kohlensauren Kalksteins mit der Fetttusche entsteht fettsaurer Kalk, der lipophil (fettannehmend) und hydrophob wirkt. Beim Einfarben des gefeuchteten Steins nehmen nur diese Stellen fetthaltige Druckfarbe an. Beim Drucken muss der Stein stets schwach befeuchtet werden, um die bildfreien Stellen lipophob zu halten. Der —• Auflagendruck erfolgt meistens nicht vom Originaldruck; dieser wird, oft in mehreren Nutzen, umgedruckt ( - » Umdruck). Die Lithographie wurde durch den —» Offsetdruck fast vollständig verdrängt. Für den Druck von Graphiken und von Kunstblättern hat die Lithographie jedoch noch Bedeutung, wobei verschiedene lithographische Techniken, wie Kreide-, Feder- und Spitzmanier sowie Gravur und Autographie, zur Anwendung kommen. Die mit Lithographie erzeugten Druckerzeugnisse werden ebenfalls als Lithographie bezeichnet. NE

Lizenzentgelt (royalties) —> Abfallabgabe

Lochdetektor (hole detector) Ein Lochdetektor ist ein System der Qualitätskontrolle, das an der laufenden Papierbahn Defekte detektieren und registrieren kann. Als Fehlstellen werden neben grossen und kleinen Löchern auch Flecken und Streifen erkannt. Ein Lochdetektor kann innerhalb der Papiermaschine, in der —• Streichanlage, im —• Superkalander, an der —• Rollenschneidmaschine oder im -»Querschneider eingesetzt werden. In Papier- wie auch Streichmaschinen gehören Lochdetektoren zur Standardausrüstung. Bei —» Streichrohpapieren führen Löcher beim —• Streichen zum Durchschlagen der —> Streichfarbe auf

die Gegenwalzen, wo sich die Streichfarbe aufbauen kann. Für flächenbezogene Massen bis ca. 200 g/m 2 werden Löcher, Flecken und Streifen nach dem Durchlichtprinzip erfasst. Die meisten am Markt verfügbaren Systeme benutzen ein opto-elektronisches Abtast- und Auswertesystem. Die Papieroberfläche wird über eine Optik auf einen Sensor projiziert, wo aus dem Abbild der Papierbahn ein elektronisches Signal erzeugt wird. Bei Durchgang eines Lochs wird die auf den Sensor fallende Lichtstrom erhöht, wodurch sich das aufgenommene Signal ändert. Diese Signale werden in einem Mikrorechner vorbearbeitet und dann in einem zentralen Rechnerteil des Systems verarbeitet, aufbereitet und in Form von Trendanalysen, Profildarstellungen und Protokollen ausgegeben und angezeigt. Für höhere flächenbezogene Massen kommt ein Messsystem nach dem Reflexionsprinzip unter Anwendung der gleichen Teilkomponenten zum Einsatz. Erfasste Fehler werden mithilfe von Farbmarkierungen am Rand der Papierbahn gekennzeichnet. Sofern keine größeren Löcher in der Papierbahn vorhanden sind, wird die fertige —» Mutterrolle von der Papiermaschine direkt zur Weiterverarbeitung an die Streichmaschine weitergeleitet. Sind grosse Löcher (grösser als 3 mm) registriert, so werden diese im —»Vorroller mit —»Klebestreifen geschlossen. Erst dann kann die Mutterrolle für die Veredelung freigegeben werden. MM

Lochstreifen (punched tape) Ein Lochstreifen ist nach D I N 66016-1 und -2 ein Datenträger in Form eines Streifens, in dem die Information durch Lochkombinationen dargestellt wird. Die Informationsdarstellung erfolgt zeichenweise durch Lochungen quer zur Streifenrichtung. Je nach Anzahl der maximal verfügbaren Löcher pro Zeichen spricht man von 5-Kanal- oder 8-KanalLochstreifen. Der Streifenvorschub erfolgt in Streifenrichtung über eine durchgehende Transportlochung. Das Material ist in der Re-

258 gel Papier, aber auch andere Materialien, wie z.B. Kunststofffolien, finden Verwendung. Streifenbreite und mögliche Lochanordnungen sind in D I N 66016 genormt. Durch magnetische Speichermedien (Disketten, Festplatten, Compact disks), die gegenüber den Lochstreifen und Lochkarten die Darstellung einer wesentlich höheren Informationsdichte ermöglichen, wurden Lochstreifen in den beiden letzten Jahrzehnten praktisch vollständig verdrängt. KB

Logistik (logistics) Unter dem Begriff Logistik werden die operativen und dispositiven Tätigkeiten verstanden, die zur bedarfsgerechten, d.h. nach Art, Menge, Ort und Zeit abgestimmten Bereitstellung von Gütern notwendig sind. Hierzu zählen die Planung, Durchführung und Überwachung von Transport, Lagerung und Umschlag der bereitzustellenden Güter. Die logistische Planung in Unternehmen erstreckt sich von der Beschaffungslogistik mit der bedarfsgerechten Bereitstellung der für die Produktion benötigten Ausgangsmaterialien und Erzeugnisse über die Steuerung des Materialflusses innerhalb des Unternehmens bis hin zur Absatzlogistik zur Belieferung der Kunden. Logistische Aufgaben in einer Papierfabrik stellen sich z.B. hinsichtlich der konzeptionellen Lösung des Fertigwarenlagers (bei Rollenpapieren z.B. Blocklager, Kranlager mit Rollen in Kaminstapelung, Kanallager; bei Formatpapieren z.B. Blocklager, Regallager), hinsichtlich der Steuerung des Materialflusses in der Ausrüstung und Verarbeitung oder hinsichtlich der Planung der optimalen Lagerhaltung von Maschinenersatzteilen, bei letzterem insbesondere unter den Gesichtspunkten der ausreichenden Verfügbarkeit bei geringstmöglicher Kapitalbindung. PL

Los (lot) Mit Los oder Partie wird in der —• Logistik und der Produktionsplanung ein Warenposten

bezeichnet, der als Ganzes zum Versand, zum Verkauf oder zur Bearbeitung in einem Fertigungsschritt zusammengestellt ist. Bezogen auf die Papierindustrie, wäre ein Los beispielsweise die einem Kundenauftrag gemäß zusammengestellten geriesten Formatpapiere ( - • Ries). PL

Löschpapier (blotting paper) Papiere, auch farbig, häufig meliert, mit hoher Saugfähigkeit (z.B. für Tinte) (DIN 6730). Beste Löschpapiere bestehen aus gebleichten —> Linters sowie aus gebleichten weichen und saugfähigen —> Zellstoffen. Billigere Schullöschpapiere enthalten bis zu 50 % Anteile an Nadelholz- und Pappelholzschliff (—> Holzschliff). Zur Erzielung der gewünschten Saugfähigkeit (Saughöhen zwischen 20 und > 120 mm), der schnellen —• Benetzbarkeit, z.B. mit Tinte, und des hohen Porenvolumens werden die Faserstoffe nichtfibrillierend gemahlen und bei der Papierherstellung nicht verdichtet. Die Papiere sind ungeleimt und aschefrei, maschinenglatt, z.T. auch geprägt (z.B. für Schreibtischunterlagen), oft weiß, bei billigeren Sorten (z.B. Schullöschpapier) auch farbig (oft rot), voluminös und enthalten traditionell farbige Melierfasern (—•Melieren). Die flächenbezogene Masse beträgt ca. 35 bis 350 g/m 2 bei Dicken von 0,12 bis 0,30 mm. RH

Lose Ware (unbaled recovered paper) Lose Ware beschreibt die Lieferform von unverpresst geliefertem —» Altpapier, das der —• Altpapierhandel altpapierverarbeitenden Papierfabriken als Rohstoff zur Papierherstellung zur Verfügung stellt. Während für loses Altpapier bestimmte geschlossene Transportbehältnisse bereitzustellen sind und für die Lagerung in der Papierfabrik gewisse Voraussetzungen gegeben sein müssen, ermöglicht die gebräuchlichere Lieferform in —• Altpapierballen einfacheren Transport, Handling und Lagerung.

259 Als lose Ware ausgeliefertes Altpapier beinhaltet fast ausschließlich —• Deinkingware, also grafisches Altpapier, das zur Herstellung von —• Deinkingstoff für die Produktion neuer —• grafischer Papiere verwendet wird. Für diese Deinkingware, die überwiegend in privaten Haushalten erfasst wird, ist vor der Auslieferung des losen Altpapiers eine manuelle —» Altpapiersortierung erforderlich, um die Qualitätsbeschreibung gemäß der —• Altpapiersortenliste gewährleisten zu können und den Anteil an —• unerwünschten Stoffen unter 1 % zu halten. PU

Lösemittel (solvents) Als Lösemittel, auch Lösungsmittel genannt, werden bei Raumtemperatur und unter Normaldruck flüssige Verbindungen bezeichnet, die Gase, Flüssigkeiten oder Feststoffe lösen können, ohne diese chemisch zu verändern. Das Mengenverhältnis zwischen dem Lösemittel (Solvens), d.h. dem Stoff, in dem etwas gelöst wird und dem zu lösenden Stoff, ist dabei veränderlich. Es wird durch die Konzentration der Lösung angegeben. Das wichtigste Lösemittel ist Wasser. Im engeren Sinne werden flüssige organische Stoffe, die farblos und wasserfrei sind, neutral reagieren und ohne Rückstand verdampfen, als Lösemittel bezeichnet. Idealerweise sollten sie nicht toxisch und biologisch abbaubar sein. Die wichtigsten Stoffklassen organischer Lösemittel sind: Alkohole, Carbonsäureester und -amide, Ether, Halogenkohlenwasserstoffe, Ketone und Kohlenwasserstoffe. Viele dieser Lösemittel sind gesundheitsschädliche oder reizende Stoffe und deshalb gemäß —• GefahrstoffVerordnung kennzeichnungspflichtig. In ihrer Wirkung auf den Menschen unterscheiden sich organische Lösemittel z.T. erheblich. Deshalb sind —• maximale Arbeitsplatzkonzentrationen (MAK-Werte) und Emissionsbegrenzungen (z.B. gemäß —»Technische Anleitung Luft) entsprechend dem Risikopotential in unterschiedliche Klassen abgestuft. Benzol und Benzolabkömmlinge sowie einige leichtflüchtige Chlorkohlenwasserstoffe, Ester und

Ketone gelten als besonders gesundheitsgefährend. Lösungsmittelemissionen tragen insbesondere zur Bildung von Sommer-Smog bei. Regelungen zur Begrenzung von Lösungsmittelemissionen finden sich in der TA Luft, der FCKW-Verbots-Verordnung und in der 2. BImSchV (—• Bundes-Immissionsschutzgesetz). In den vergangenen Jahren wurden insbesondere in der chemischen Industrie, der Pharmaindustrie und der Lebensmittelindustrie deutliche Emissionsminderungen erzielt durch optimierte Kapselung, Lösemittelrückgewinnung und —» Abgasreinigung. Weitere Emissionsminderungen lassen sich durch Substitutionsmaßnahmen mit lösemittelfreien bzw. lösemittelarmen Einsatzstoffen- und -verfahren erzielen, z.B. für —• Lacke, —•Klebstoffe, —•Druckfarben oder Trennmittel. Durch die Verwendung tensidhaltiger wässriger Systeme wurden bei der Oberflächenreinigung von Metallen und Textilien die Emissionen von Halogenkohlenwasserstoffen weitgehend reduziert. Das wichtigste Lösemittel der Zellstoffund Papierindustrie ist Wasser. Organische Lösemittel werden entweder direkt als —•Hilfsstoff eingesetzt (z.B. zur Reinigung von —» Sieben und —• Filzen) oder sind Bestandteile von chemischen Hilfsstoffen. Halogenierte Kohlenwasserstoffe werden in der deutschen Papierindustrie seit Mitte der 80er Jahre nicht mehr verwendet. Messungen in der Abluft von Papiermaschinen ergaben eine geringe Lösungsmittelkonzentration. Die Emissionsbegrenzung der TA Luft für die verschiedenen Lösungsmittelklassen wurden deutlich unterschritten. HA

Lösemittel für Druckfarben (solvent for printing inks) Als Lösemittel bezeichnet man Flüssigkeiten, die in der Lage sind, einen bestimmten Stoff zu lösen, d.h. ihn molekular verteilt in dem Medium aufzunehmen. Für viele anorganische Salze, aber auch organische —•Farbstoffe, die hydrophile Gruppen enthalten, dient Wasser als Lösemittel. Die meisten or-

260 ganischen Stoffe lösen sich dagegen nur in organischen Lösemitteln. In der Praxis der Druckfarbenherstellung haben die Lösemittel die Aufgabe, die meist festen Bindemittel zu lösen und in eine verarbeitbare Form zu bringen. Für die Herstellung von —• Druckfarben wird je nach —> Druckverfahren eine ganze Reihe von chemisch unterschiedlichen Lösemitteln verwendet. Die wichtigsten Lösemittel sind: •

• •

•

• •

Kohlenwasserstoffe: z.B. Benzine, —>Mineralöle, —»Toluol, Xylol Ketone: z.B. Aceton, Methylethylketon (MEK) Ester: z.B. Ethylacetat, Isopropylacetat, n-Propylacetat Glykole und Derivate: z.B. Methoxipropanol, Methoxipropylacetat Alkohole: z.B. —• Ethanol, Isopropanol, n-Propanol Wasser.

Für -»Tief- und —•Flexodruckfarben werden flüchtige Lösemittel, wie Toluol, Alkohol und Ethylacetat, verwendet, die durch Aufblasen von erwärmter Luft leicht aus dem flüssigen Druckfarbenfilm entweichen. Für die Herstellung von pastösen Offsetdruckfarben werden Mineralöle und Pflanzenölderivate als Lösemittel eingesetzt, die nach dem Druck in das Papier wegschlagen (—• Bogenoffsetdruck und —• Zeitungsdruck) oder durch Aufblasen von Heißluft aus dem Druckfarbenfilm verflüchtigt werden (Rollenoffset-Heatsetdruck) (—• Trocknen der Druckfarbe). Das Lösevermögen von Lösemitteln für bestimmte Stoffe wird einerseits von der chemischen „Ähnlichkeit" der Stoffe und des Lösemittels bestimmt und andererseits von ihrer Polarität. In der Druckpraxis werden unpolare Lösemittel, wie z.B. Benzine verschiedener Siedebereiche, aromatische Lösemittel, wie Toluol und Xylol, die bei der fraktionierten Destillation von Erdölprodukten anfallen, polare Lösemittel, wie z.B. Alkohol, Ethyl-

acetat, Ketone und verschiedene Glykole, eingesetzt. Auch Wasser kann in bestimmten Fällen als Lösemittel für Tief- und Flexodruckfarben verwendet werden. Meist enthalten diese wasserbasierenden Druckfarben zusätzlich zwischen 5 und 25 % Ethanol. Lösemittel werden in verschiedene Gefahrenklassen eingestuft, die ihre Brennbarkeit und Mischbarkeit mit Wasser kennzeichnen. Nicht oder begrenzt mit Wasser mischbare brennbare Lösemittel werden mit A I bis A H I gekennzeichnet. Zu dieser Klasse gehören z.B. Ethylacetat sowie Toluol (AI), Xylol (All) und Benzine (AHI). Mit Wasser mischbare brennbare Lösemittel, wie Ethanol, Isopropanol oder Aceton, sind in Klasse Β eingestuft. Weitere Kennzeichnungen betreffen die Begrenzung der in die freie Umgebung abgegebenen Lösemittelmengen nach der —•Technischen Anleitung Luft (TA Luft), die in die 3 Klassen I, I I und I I I unterteilt ist, und die Wassergefährdung, die 4 Klassen zwischen nicht wassergefährdend (WGK 0) und stark wassergefährdend (WGK 4) unterscheidet (—• Wassergefährdungsklassen). Eine weitere Kenngröße, die auch für Lösemittel gilt, ist der MAK-Wert (—• maximale Arbeitsplatzkonzentration). Er gibt die höchstzulässige Konzentration eines Arbeitsstoffs als Gas, Dampf oder Schwebstoff in der Luft am Arbeitsplatz in —• ppm (parts per million) an und wird von der Senatskommission zur Prüfung gesundheitsschädlicher Arbeitsstoffe festgelegt und jährlich überprüft. Bei Ethanol und Aceton beträgt der M A K Wert 1 000 ppm, bei Ethylacetat 400 ppm und bei Toluol 100 ppm. RO

Lösemittelhaltige Lacke (solvent-based varnish) —• Lackieren

Lösungsmittel (solvents) —• Lösemittel

261 Luftbürste (air brush) Andere Bezeichnung für ein —• Luftmesser, das in einem —• Auftragswerk mit separater Dosierung beim —• Streichen von Papier oder Karton eingesetzt wird. KT

Luftbürstenstreichen (air brush coating) Beim Luftbürstenstreichen handelt es sich um ein Egalisierverfahren, bei dem die —• Streichfarbe mit einem Luftstrahl geringer Geschwindigkeit auf der Papier- oder Kartonoberfläche egalisiert wird (—• Luftmesserstreichen). WG

Luftdurchlässigkeitsprüfer (air permeability tester) Zweck der Luftdurchlässigkeitsprüfung ist es, Zahlenwerte darüber zu erhalten, welche Luftmenge unter festgelegten Bedingungen senkrecht zur Papieroberfläche durch eine bestimmte Probefläche strömt. Neben dem Papier selbst haben die Prüfbedingungen (Unter- oder Überdruck, Probefläche, Prüfdauer, Papierfeuchtegehalt) entscheidenden Einfluss auf das Messergebnis. Üblicherweise misst man die Luftdurchlässigkeit sowohl von der —• Siebseite als auch der —•Oberseite des Papiers. Die Prüfverfahren lassen sich am besten nach ihrem Arbeitsprinzip in Verfahren, die mit Unterdruck, und Verfahren, die mit Überdruck arbeiten, unterteilen. Nach dem Unterdruckprinzip arbeitet der Luftdurchlässigkeitsprüfer nach Schopper. Hierbei wird bei einem während der Versuchsdauer mit einer Mariotte'sehen Flasche konstant gehaltenen Unterdruck von 1 kPa bzw. 2,5 kPa die durch eine 10 cm 2 große Prüffläche getretene Luftmenge gemessen. Die Luftdurchlässigkeit LDi (Schopper) in [μιη/Pas] ergibt sich, indem man die Luflmenge durch die Versuchsdauer dividiert. Bei einem angelegten Druckgefalle von 2,5 kPa ist dieser Wert mit 0,4 zu multiplizieren (DIN 53120-2).

Nach dem Überdruckprinzip arbeiten: • •

das Bendtsen-Gerät das Gurley-Hill-Gerät.

1) Das von Bendtsen als —• Glätteprüfer entwickelte Gerät ist mit einer gesonderten Einspannvorrichtung auch für Luftdurchlässigkeitsmessungen verwendbar. Ein kleiner Kompressor erzeugt den erforderlichen Überdruck von 1,47 kPa, der mithilfe rotierender Manostatgewichte konstant gehalten wird. Die Luft gelangt dann über eine Ausgleichsflasche und Rotameterrohre zur Einspannvorrichtung und trifft auf die Probe (Probenfläche: 10 cm 2 ). Einspannung und Abdichtung der Proben erfolgen durch Niederdrücken eines Hebels. Die Rotameter sind in [ml/min] geeicht, so dass der Luftdurchgang direkt ablesbar ist. Aus den gemittelten Einzelwerten des Luftstroms in [ml/min] läßt sich die Luftdurchlässigkeit L D nach Bendtsen über folgende Beziehung ermitteln (DIN 53120-1): LD(Bendtsen) [μιη/Pas] = 0,0113 · Luftstrom [ml/min] 2) Luftdurchlässigkeit nach der GurleyHill-Methode: Die Messung erfolgt mit dem Gurley-Hill-Gerät, das auch zur Glättemessung (Glätteprüfer) eingesetzt wird. Hierbei drückt ein in Öl eingetauchter Zylinder infolge seines Eigengewichts Luft unter einem mittleren Druck von 1,21 kPa durch eine 6,38 cm 2 große, eingespannte Papierprobe. Man misst die Zeit t, in der 100 ml Luft durch die Probe entweichen. Angegeben wird das Ergebnis in Sekunden (TAPPI T460 om-96). Nach S = 128/1 ergibt sich die Luftdurchlässigkeit [μιη/Pas] (SCAN-P 19:78).

S in

Zur Messung der Luftdurchlässigkeit von sehr porösen Papieren (z.B. —• Filterpapiere) gibt es SonderprüfVerfahren. So erfolgt die

262 Bestimmung der Luftdurchlässigkeit —• Zigarettenpapieren nach ISO 2965.

von PR

führt. Durch Beschicken des Zwischenraums mit Druckluft werden die Aufwickelrollen entlastet und die Linienkräfte reduziert. KT

Luftdüse (air nozzle) Andere Bezeichnung für ein —> Luftmesser, das in einem —• Auftragswerk mit separater Dosierung beim —> Streichen von Papier oder Karton eingesetzt wird. KT

Luftentlastung (air relief)

1 k

Lufterhitzer (air preheater) Lufterhitzer (oder Luftvorwärmer) dienen zur Vorwärmung der Verbrennungsluft in —> Dampferzeugern, indem ein großer Teil des Wärmeinhalts der —• Rauchgase auf die Verbrennungsluft übertragen wird. Durch eine Lufivorwärmung lassen sich höhere Feuerraumtemperaturen und damit höhere Reaktionsgeschwindigkeiten der Verbrennung erzielen, wodurch auch feuchte oder minderwertige Brennstoffe (z.B. Braunkohle) verfeuert werden können. Darüber hinaus verbessert die Luftvorwärmung die Regelfähigkeit und ermöglicht ein schnelleres Hochheizen des Dampfkessels.

—3

Beispiel einer Luftentlastung bei Doppeltragwalzen-Rollenschneidmaschinen (Quelle: Jagenberg)

Eine Einrichtung zur Luftentlastung (Abb.) wird in —> Doppeltragwalzen-Rollenschneidmaschinen eingebaut, wenn bei einem großen Durchmesser der aufzuwickelnden —> Rollen (1) die —•Linienkraft zwischen der aufzuwickelnden Rolle und den —• Tragwalzen (2) durch das Eigengewicht der Rolle zu hoch werden kann, so dass es zu —• Wickelfehlern kommt. Zu diesem Zweck wird ein Luftblaskasten (3) in den Zwischenraum (4) zwischen —•Rolle und —» Tragwalzen vertikal einge-

Plattenvorwärmer in einem Dampferzeuger mit Kreuzstromfuhrung von Luft und Rauchgasen

Nach der Art der Wärmeübertragung von den Rauchgasen auf die Luft unterscheidet man zwischen Regenerativ- und Rekuperatiwerfahren. In Regenerativ-Luftvorwärmern nehmen Speichermedien die Rauchgaswärme auf und geben sie später an die Luft ab. Beim

263 Rekuperativverfahren erfolgt die Erwärmung der Luft mittels Wärmeübertragung durch feste Wände, also ohne direkten Kontakt zwischen Rauchgas und Luft. In Röhrenvorwärmern strömt die Luft durch im Rauchgasstrom verlaufende Rohrbündel, die zur Verminderung des Strömungswiderstands häufig ovalen Querschnitt aufweisen. In Plattenvorwärmern wird die Luft durch Taschen geleitet, während die Rauchgase die Taschen außen umströmen (Abb.). Durch diese Ausbildung werden die Luft- und Rauchgasmengen in Einzelströme von relativ geringer Größe unterteilt, so dass eine gute Wärmeübertragung realisiert werden kann. Plattenvorwärmer bieten gegenüber Röhrenvorwärmern außerdem den Vorteil, dass eine größere Heizfläche je umbauten Raums untergebracht werden kann. HC

Luftfilter (air filter) Filter

Luftmesser (air knife) Beim Luftmesser handelt es sich um ein —• Dosierelement, das in der —> Dosierstation eines —• Auftragswerks mit separater Dosierung beim —• Streichen von Papier oder Karton eingesetzt wird. Aus einem Luftspalt des Luftmessers tritt ein Luftstrahl heraus, der die —> Streichfarbe auf der Papier- oder Kartonbahn egalisiert und dosiert (siehe —> Doppelluftmesser). KT

Luftmesserstreichen (air knife coating) Das Luftmesserstreichen ist ein Streichverfahren, bei dem die —> Streichfarbe mittels eines scharf gebündelten, mit hoher Geschwindigkeit aus einem —• Luftmesser austretenden Luftstrahls egalisiert wird. Mit dem Luftmesserstreichen wird ein Konturstrich realisiert, der eine besonders gute Abdeckung der Papier- oder Kartonoberfläche gewährleistet. Deshalb wird das Luftmesserstreichen

vor allem zum Streichen von dunklen Kartonsorten, bei denen es auf eine vollständige Abdeckung ankommt, oder bei drucksensitiven Papieren (z.B. —• Selbstdurchschreibepapieren) oder Beschichtungen verwendet, bei denen keine hohen Kräfte zur Egalisierung der Streichfarbe eingesetzt werden können.

Schema einer Luftmesser-Streichmaschine (Quelle: Jagenberg)

Der Auftrag der Streichfarbe erfolgt mittels Walzensystemen. Es können nur Streichfarben mit niedrigen Feststoffgehalten und Viskositäten verarbeitet werden. Zur besseren Egalisierung der Streichfarbe kann vor dem Luftmesser zusätzlich eine Vordosierung durch eine —• Rollrakel erfolgen. Das Lufimesser muss gut einstellbar sein und sich schnell reinigen lassen, um Produktionsunterbrechungen zu vermeiden. Deshalb wurden —> Doppelluftmesser entwickelt. Dabei wird das Luftmesser drehbar gelagert (Abb.). Mit der einen Düse erfolgt die Egalisierung der Streichfarbe. Die andere Düse ist für Reinigungs- und Wartungsarbeiten zugänglich. Diese Düse wird ständig mit Blasluft beaufschlagt, um eine Verschmutzung zu vermeiden und um andererseits das thermische Gleichgewicht zwischen Arbeits- und Reservedüse zu gewährleisten. Die abgeblasene Streichfarbe wird in einer Abblaswanne aufgefangen. Die Abblaswanne hat die Funktion, das vom Luftmesser abgeblasene Luft-Streichfarben-Gemisch aufzufangen und die Luft von der Streichfarbe wieder zu trennen. Somit kann die Streichfar-

264 be dem Arbeitsprozess über —• Arbeitsstation und Filterstation wieder zugeführt werden. Die Abblaswanne wird mit einem Absaugventilator unter Unterdruck gehalten. Um ein Aufbauen der Streichfarbe zu vermeiden, werden andere wichtige Bauteile der Luftmessermaschinen, wie die Unterseite der unteren Luftmesserlippe, gekühlt. Die Einstellparameter des Luftmessers zur Bahn bzw. Gegenwalze müssen so wählbar sein, dass bei Veränderung einer Größe die anderen Einstellungen unverändert bleiben. Diese Einstellungen werden im Allgemeinen allerdings nicht zur Einstellung des Strichgewichts herangezogen. Das Strichgewicht (—• Auftragsgewicht) wird nach Optimierung der Grundeinstellung des Luftmesserkörpers durch Veränderung des Luftdrucks, also der Austrittsgeschwindigkeit der Blasluft an der Düse, bestimmt. GZ

Luftpostpapier (air mail paper) Dünnes, —> holzfreies, auch —• hadernhaltiges Schreibpapier, weiß oder farbig, vollgeleimt, geglättet und möglichst opak mit einer flächenbezogenen Masse von 16 bis 30 g/m 2 (DIN 6730). Die Papiere müssen eine hohe Festigkeit aufweisen und einseitig beschreibbar sein. Dabei muss trotz der geringen Papierdicke die —• Tinte nicht durchschlagen, was nur durch eine gute Masseleimung (—• Leimung) gewährleistet werden kann. Die geforderte —> Opazität wird durch einen aus Festigkeitsgrenzen begrenzten Füllstoffzusatz (z.B. —> Titandioxid oder —> Silikate) eingestellt. Ansonsten gelten die für —> Schreibpapiere und —• Schreibmaschinenpapiere üblichen Stoffrezepturen und Herstellungsbedingungen. RH

Luftpolsterfolie (bubble film) Bei einer Luftpolsterfolie handelt es sich um eine mehrlagige —• Kunststofffolie mit Polsterelementen in Form von halbkugelformigen oder wabenartigen Luftkissen. Sie werden als Umverpackung für stoß- und kratzempfindliche Güter meist zusammen mit anderen Umverpackungsmaterialien (Holz, —> Wellpappe, Papier, Karton oder Pappe) eingesetzt. Die Schutzwirkung beruht auf den bei Druck- und Stoßbelastungen viskoelastisch reagierenden Luftkissen. KB

Luftpumpe (air pump) —• Vakuumpumpe

Luftpostbriefumschlag (air mail envelope) Sonderform eines —• Briefumschlags, der zur Gewichtseinsparung aus einem Papier mit möglichst geringer —• flächenbezogener Masse hergestellt wird und durch ein spezielles Druckdesign als Umschlag für Luftpostsendungen kenntlich gemacht ist. WN

Luftreinhaltung (airpollution control) Der Begriff Luftreinhaltung beinhaltet einen Teilbereich des —•Umweltschutzes, dessen rechtlicher Rahmen in Deutschland im Wesentlichen durch das —> Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) gesetzt wurde. Mit dem BImSchG, das seit dem Inkrafttreten im Jahre 1974 mehrfach novelliert wurde, und den dazu erlassenen Rechtsverordnungen und Verwaltungsvorschriften, wie z.B. der Groß(—> Großfeufeuerungsanlagenverordnung erungsanlage) und der Technischen Anleitung Luft (TA Luft), sollen der Schutz von Menschen, Tieren, Pflanzen und Sachen vor schädlichen Umwelteinwirkungen erreicht und dem Entstehen schädlicher Umwelteinwirkungen vorgebeugt werden. Mit dem BImSchG werden folgende Strategien verfolgt: •

Begrenzung der Schadstoffeinwirkung (—•Immissionen). Mit der Festlegung

265

•

von Immissionswerten soll verhindert werden, dass bestimmte Belastungsgrenzen überschritten werden. Begrenzung der Schadstoffabgabe (—• Emissionen). Die Begrenzung der Emissionen erfolgt grundsätzlich - auch wenn eine Überschreitung von Immissionsgrenzwerten nicht zu erwarten ist — aus Gründen der Vorsorge in der Weise, dass der Einsatz der nach dem —> Stand der Technik möglichen Mittel zur Emissionsminderung sichergestellt wird.

Diese Strategien werden durch anlagen-, gebiets- und produktbezogene Maßnahmen realisiert: • Anlagenbezogene Maßnahmen Industrie- und Gewerbeanlagen, von denen in besonderem Maße Gefahren für die Umwelt ausgehen können, bedürfen einer Genehmigung nach dem BImSchG. In der Verordnung über genehmigungsbedürftige Anlagen (4. BImSchV) sind diejenigen Anlagenarten aufgeführt, die einer solchen Genehmigung bedürfen. Die Grundsätze des —• Genehmigungverfahrens sind in einer weiteren Verordnung (9. BImSchV) geregelt. Papiermaschinen sind aufgrund ihrer Lärmemissionen in die Verordnung über genehmigungsbedürftige Anlagen aufgenommen worden. Zellstofffabriken sind grundsätzlich und Feuerungsanlagen bzw. Kraftwerke ab einer festgelegten Leistungsgröße an nach BImSchG genehmigungsbedürftig. Durch die Verordnung über Großfeuerungsanlagen (13. BImSchV) oder die Verordnung über die Verbrennung von —•Abfallen oder abfallähnlichen Stoffen (17. BImSchV) werden die Emissionen von Feuerungsanlagen begrenzt. In Genehmigungen nach BImSchG festgeschriebene —• Grenzwerte orientieren sich jedoch nach dem Stand der Technik und an regionalen Bedingungen. Sie können somit unterhalb der in Verordnungen beschriebenen Grenzwerte liegen. In der —• Störfallverordnung (12. BImSchV) werden Anforderungen an Anlagen beschrieben, von denen ein besonderes Risiko auf die Umwelt ausgeht. Hierzu gehö-

ren auch Zellstofffabriken aufgrund ihres Umgangs mit —> Schwefeldioxid. Zellstofffabriken sind grundsätzlich und Feuerungsanlagen bzw. Kraftwerke ab einer festgelegten Leistungsgröße an emissionserklärungspflichtig (nach 11. BImSchV). Sie müssen alle 4 Jahre Angaben über die Kapazität der Anlagen, die Auslastung, die eingesetzten Stoffe und die Emissionen im Berichtszeitraum machen. • Gebietsbezogene Maßnahmen Das BImSchG sieht vor, Belastungsgebiete, Smoggebiete und Schongebiete festzulegen, in denen besondere Maßnahmen ergriffen werden können. Für die Belastungsgebiete sind Emissions- und Immissionskataster aufzustellen und Lufitreinhaltepläne zur Sanierung dieser Gebiete zu erarbeiten. In Smoggebieten können bei Smogsituationen Verkehrsbeschränkungen, Betriebsbeschränkungen bei Anlagen und Beschränkungen bei der Verwendung von schwefelhaltigen Brennstoffen angeordnet werden. In den vergangenen Jahren wurden die Randbedingungen für die jeweiligen Alarmstufen verschärft. Durch die gleichzeitig eingetretene deutliche Verringerung der Schadstoffbelastung in der Luft (insbesondere durch Schwefeloxide und —• Staub) wird von dem Instrument der Beschränkung jedoch kaum Gebrauch gemacht. • Produktbezogene Maßnahmen Auf der Grundlage des BImSchG kann auch die Beschaffenheit von Stoffen und Erzeugnissen geregelt werden. Die jeweiligen Vorschriften richten sich insbesondere an die Hersteller. So wird z.B. durch die Verordnung über den Schwefelgehalt von leichtem Heizöl und Dieselkraftstoff (3. BImSchV) der Schwefelgehalt dieser Kraftstoffe begrenzt. Beginnend mit dem Benzinbleigesetz von 1971 (Verminderung des Bleigehalts) und der Einfuhrung unverbleiter Otto-Kraftstoffe 1985, konnte ab Mitte der 90er Jahre fast vollständig auf die Bleizugabe in Otto-Kraftstoffen verzichtet werden. Die Verminderung der Kohlenmonoxid-, —> Kohlenwasserstoff- und —> Stickstoffoxid-Emissionen der vergange-

266 nen Jahre war eine Folge der auf der Grundlage der „Luxemburger Beschlüsse" von 1985 eingeführten steuerlichen Förderung schadstoffarmer Pkw. HU

gestrichenen Oberfläche zu vermeiden, wird für das Umlenken eine berührungslose LuftUmlenkeinrichtung (Abb.) eingesetzt.

Luftschadstoffe (air pollutants) —> Schadstoffe

Luftstrommessgerät (air leak instrument) —> Glätteprüfer

Lufttrocken (air dry y A.D.) Mit lufttrocken (Abk.: lutro) wird der Zustand von —• hygroskopischen Stoffen (z.B. Faserstoffen und Papieren) bezeichnet, die mit ihrer Umgebungsatmosphäre im Zustand des Gleichgewichts stehen. Dies bedeutet, dass in diesem Zustand weder Wasser aufgenommen (adsorbiert) noch abgegeben (desorbiert) wird. Die Masse des in diesem Zustand enthaltenen Wassers hängt von den Faktoren ab, die bei der —• Gleichgewichtsfeuchte aufgezählt sind. Bei Papieren bewegt sich der Wassergehalt (—• Feuchtegehalt) in Abhängigkeit von ihrer stofflichen Zusammensetzung und von den klimatischen Umgebungsbedingungen (—> relative Luftfeuchtigkeit und Temperatur) im Bereich zwischen etwa 5 und 12 %. Oftmals wird vereinfachend angenommen, dass bei Faserstoffen (z.B. —> Marktzellstoff) oder —• Altpapier der lufttrockene Zustand einem Wassergehalt von 10 % bzw. einem —• Trockengehalt von 90 % entspricht. EI

Luft-Umlenkeinrichtung (airturn) Nach dem Auftragen einer —• Streichfarbe werden vorwiegend in —• Filmpressen die Papier- oder Kartonbahnen umgelenkt und in eine —> Infrarottrocknung oder Zylindertrocknung (—»Trockner für Streichmaschinen) eingeführt. Um eine Beschädigung der

Beispiel einer Luft-Umlenkeinrichtung (Quelle: Jagenberg) KT

Lüftungsanlage (ventilating plant) Eine Lüftungsanlage dient der Erneuerung von Raumluft durch direkte oder indirekte Zuführung von Außenluft, z.B. in Papier- und Streichmaschinenhallen. In Arbeitsräumen ist dafür zu sorgen, dass die Luft einen ausreichenden Sauerstoffgehalt enthält sowie Belästigungen und Gesundheitsgefahren durch gesundheitsgefährdende Luftbeimengungen oder explosionsfahige Gemische vermieden werden. Der erforderliche Anteil an Außenluft in der Luft, die den Arbeitsräumen zugeführt wird, ist abhängig von der Tätigkeit (leichte oder schwere körperliche Arbeit) sowie von weiteren Faktoren, wie belästigende Gerüche, hohe Wärmelast, gefahrliche Dämpfe, Gase oder Stäube. Die Luftgeschwindigkeit ist so zu wählen, dass keine unzumutbare Zugluft auftritt. Auch die —• relative Luftfeuchtigkeit ist von großer Bedeutung. So ist z.B. in einer Papiermaschinenhalle, wo eine große thermische Belastung der Luft mit einer hohen Feuchte einhergeht, eine optimale Lüftung sehr wichtig. Kernstück einer Lüftungsanlage ist ein Gebläse, das im Wesentlichen für eine Umwälzung der Raumluft sorgt. Im Ansaugbereich

267 wird das gewünschte Volumen an Außenluft mit der Raumluft gemischt und ggf. über einen —•Wärmetauscher temperiert, während im Gegenzug ein Teil der abgezogenen Raumluft an die Umgebung abgegeben wird. Über ein den jeweiligen Gegebenheiten angepasstes System aus Luftschächten sowie Lüftungsklappen wird die Luft zu- und abgeführt. HC

und wird nach der Art der Anregung oder Auslösung unterschieden in: •

• •

Lumen (lumen) Das Lumen ist der hohle Zellkanal in —• Holzfasern, umgeben von der Tertiärwand (Sekundärwand 3). In der lebenden Zelle (Faser) einer Pflanze ist das Lumen teilweise mit gelartigem, monomere Zucker enthaltendem Zellplasma gefüllt, das das Zellwachstum beeinflusst. In offenporigen Zellen (z.B. —> Tracheiden von —• Nadelhölzern) trägt das Lumen weiterhin zum Flüssigkeits- und damit Nährstofftransport des ganzen Baums bei. Die Lumina der Fasern verschiedener Baumarten (z.B. Nadelhölzer) weisen Durchmesser von mehreren μηι auf, was die Einlagerung von z.B. feinteiligem —> Titandioxid in die entsprechenden Zellstofffasern ermöglicht (lumen loading). Durch Trocknen oder durch mechanische Beanspruchung von Fasern (—• Mahlung) kommt es zu einer Abnahme der Lumendimensionen und damit zu einer Verringerung der Quellfähigkeit und des Lichtstreuvermögens (—> dichtebezogener Lichtstreukoeffizient) der Fasern. SE

Lumineszenz (luminescence) Nach DIN 5031-9 wird als Lumineszenz die Aussendung elektromagnetischer Strahlung im sichtbaren, UV- und IR-Spektralbereich durch Materie (Gase, Flüssigkeiten und Festkörper), soweit diese für gewisse Wellenlängen oder Spektralbereiche die Temperaturstrahlung bei gleicher Temperatur übersteigt, bezeichnet. Lumineszenzstrahlung tritt nur nach entsprechender Anregung (Energiezufuhr) auf

• • •

•

•

Thermolumineszenz: durch Temperaturerhöhung nach vorheriger Anregung (durch Strahlung, elektrische Felder) stimuliert. Biolumineszenz: Sonderfall der Chemolumineszenz an Pflanzen und Tieren. Tribolumineszenz: Elektrische Entladungen in mikrokristallinen Bereichen, zu denen es beim Zerbrechen von kristallinen Stoffen kommt. Fotolumineszenz: Anregung erfolgt durch UV-, sichtbare oder IR-Strahlung. Elektrolumineszenz: Anregung durch Einwirkung elektrischer Felder. Kathodolumineszenz: Anregung durch Beschuss mit Elektronen (Kathodenstrahlen). Radiolumineszenz: Anregung durch Röntgen- oder Korpuskelstrahlen. Dieser Effekt wird z.B. bei Szintillatoren ausgenutzt, um radioaktive Strahlung zu messen. Chemolumineszenz: Anregung durch die bei einer chemischen Reaktion frei werdende Energie.

Zur weiteren Charakterisierung von Lumineszenz dient der zeitliche Verlauf der Lichtaussendung nach Ende der Anregung, das Verhältnis von emittiertem zu absorbierter Strahlungsleistung, das Verhältnis von emittiertem Lichtstrom zur absorbierten Strahlungsleistung und bei Fotolumineszenz das Verhältnis vom absorbierten zum emittierten Photonenstrom. Mitunter wird eine Unterscheidung der Lumineszenz in —• Fluoreszenz und Phosphoreszenz gemacht. Erstere bezeichnet die Anregung durch —•Licht. Letztere zeichnet sich durch eine größere zeitliche Verzögerung zwischen der Anregung und der Aussendung von Licht aus. UR

268 Lumpen (Hadern) (rags) Die ältesten Hadernpapiere stammen aus der Zeit Cai Luns (—> Erfindung des Papiers). In Asien werden Hadern und Textilabfâlle vorzugsweise von —• Hanf und —• Leinen, aber auch von —• Ramie, —• Baumwolle, Seide und —• Jute verarbeitet. Wollfasern finden sich äußerst selten. Das europäische Papier des Spätmittelalters und der Neuzeit besteht fast ausschließlich aus Leinen-, Flachs- und Hanffasern, die aus Hadern, Abfällen der Textilmanufaktur sowie Seil- und Netzresten gewonnen wurden. Wollfasern (meist aus Filz- und Tuchresten) sind erst im 18. Jh. häufiger nachzuweisen, dienten also wohl zum Strecken der knappen Rohstoffe. Baumwoll-Hadern tauchen erst mit vermehrten Textilimporten aus dem indischen Raum ab 16. Jh. auf. Die Hadern werden - in vielen Fällen im Auftrag von Papiermachern - von Bettlern, Hausierern, aber auch von z.T. auf Hadern spezialisierten Altmaterialhändlern in Form von Lumpen gesammelt, eingetauscht (manchmal gegen Papier oder Papierwaren) oder sogar aufgekauft. Da das Angebot der rapid steigenden Nachfrage nie genügt, entstehen fur die Papiermüller Versorgungsengpässe, die bis zur Schließung der Mühle fuhren können. Die Obrigkeit sucht mit Lumpensammeiprivilegien und Hadernexportverboten diesen Handel zu ihren Gunsten zu regeln. Lumpenschmuggel ist aber an der Tagesordnung, da die großen Papiermacherzentren bereit sind, höhere Preise zu bezahlen. Die Lumpen gelangen - oft nach behördlich verordneter Quarantäne, um die Ausbreitung von Seuchen zu verhindern - in die —> Papiermühle, werden dort gewogen und nach Qualitäten und Farben sortiert. Die Sortenbezeichnungen bleiben auch im Zeitalter der Papierfabriken unverändert; sie lauten 1873 fur Deutschland: „Rein weiss Leinen ohne Naht / stark weiss Leinen / schmutzig weiss Leinen / mürbes, schmutziges weiss Leinen / feine Hosen ohne Naht / starke Hosen / starke, grobe Hosen / guter Rapper, fein Sack / gewöhnlicher Rapper / ordinärer, ganz grober Rapper / Jute-

oder Kaffeesack / Gaze / gute Stricke und Netze / geteerte Stricke und Netze / hellblau Leinen / rein, stark blau Leinen / buntes Leinen / dunkelblau Leinen / fein weisser Batist / weisser Kattun / grauer Kattun / hellfarbiger Kattun / dunkelfarbiger Kattun / blauer Kattun / roter Kattun / Spelt oder Halbwolle / Abhacksei / guter Schrenz / schlechter Schrenz / Papier, Öllappen etc." TS

Lutro (air dry , A.D.) —» Lufttrocken Lux flux) —> Fotometrie

Luxmeter flight meter) Typische Werte fur die Beleuchtungsstärke in Lux [lx] sind in folgender Übersicht gegeben: Beleuchtungssituation/ Tätigkeit Vollmond Sonnenlicht, Hochsommer Sonnenlicht, Winter Tageslicht bei bedecktem Himmel: Hochsommer Winter Arbeitsplatz: grobe Tätigkeit Lesen Feinarbeit

Beleuchtungsstärke [lx] 0,3 100 000 9 000

20 000 2 000 100 300 bis 5 000

Luxmeter ist ein anderer Begriff für ein Beleuchtungsstärkemessgerät (—• Beleuchtungsstärke). Sein Messkopfaufbau besteht aus einem lichtempfindlichem Empfänger, dessen spektrale Empfindlichkeit mittels eines Filters auf die spektrale Hellempfindlichkeit des Auges angepasst wurde und zusätzlich eine sog. Cosinus-Korrektur erfahren hat. Letztere existiert, weil —> Licht je nach der Richtung,

269 aus der es auf den Empfänger trifft, ganz unterschiedlich reflektiert würde. Sie wird durch Anbringen einer Streuscheibe oberhalb des Empfangers realisiert. UR

LWC-Tiefdruckpapier (LWC rotogravure paper) —> LWC-Papier

LWC-Offsetpapier (LWC offset paper) LWC-Papier

LWC-Papier (L WC paper 9 light weight coated paper) LWC-Papier gehört zur Gruppe der —> gestrichenen —• holzhaltigen Papiere, die als —> Rollenpapiere entweder nach dem —> Tiefdruck· oder nach dem —> Offsetdruckverfahren bedruckt werden. Zugunsten einer sehr guten —• Bedruckbarkeit wird LWC-Papier mithilfe von off-line —> Superkalandern so satiniert, dass sowohl die —• Glätte als auch der —> Glanz auf einem sehr hohen Niveau liegen. Der Bereich der flächenbezogenen Masse erstreckt sich von 39 bis 70 g/m2. Bei einem minimalen Strichauftrag von 5 g/m2 je Seite ergibt sich eine Untergrenze der flächenbezogenen Masse des —> Rohpapiers von 29 g/m2 (ULWC-Papier, ultra light weight coated paper), während ein LWC-Papier von 70 g/m2 mit einem Strichauftrag von 13 g/m2 je Seite versehen ist. Zur Gewährleistung ausreichender Festigkeitseigenschaften darf das Rohpapier nicht mehr als 6 bis 8 % —> Füllstoff enthalten, der durch den gestrichenen —> Ausschuss eingetragen wird. Der —• Strich wird teilweise in der Papiermaschine oder auf separaten —• Streichmaschinen aufgetragen, wobei die Streichmaschinen mit einer höheren Geschwindigkeit als die Papiermaschinen produzieren müssen. Wegen der geringeren Geschwindigkeit der anschließenden Superkalander benötigt eine Produktionslinie mindestens 2, teilweise sogar 3 Superkalander. Die wichtigsten Einsatzgebiete von LWCPapier sind Zeitschriften, Akzidenzen und Kataloge (z.B. Versandhaus- und Reisekataloge), die alle im —• Mehrfarbendruck bedruckt werden. GG

270 und gebundenem Schwefeldioxid in der —• Kochsäure. Zusammen mit freiem Schwefeldioxid bildet es das Aufschlussmittel für —• Zeitschriftenpapier das in Deutschland bei der Zellstoffherstellung (—• Sulfitzellstoff) ausschließlich angewandte saure Magnesiumbisulfitverfahren. Magenta Dort wird es bei der —> Chemikalienrück(magenta) Mit Magenta wird die rotviolette Farbe einer gewinnung durch —• Absorption des Schwe—» Farbskala für den —> Mehrfarbendruck be- feldioxids aus dem —• Rauchgas des Regenerierungskessels mittels Magnesiumoxidzeichnet. Die Farbskala für den Vierfarbendruck umfasst die Primärfarben —> Cyan Slurry regeneriert. Allerdings ist dabei inter(grünliches Blau), Magenta, Gelb und mediär das Magnesiumsulfit (MgS03) das Schwarz. Die Farborte der 3 bunten Primäreigentliche Schwefeldioxid bindende Agenz. farben sind in Normfarbskalen, z.B. in DIN 16539: 1974 (Europaskala), festgelegt. In MgS03 + H 2 0 + S0 2 Mg(HS0 3 ) 2 ISO 2846-1 ist zusätzlich auch das Schwarz festgelegt. Der —• Buntton (früher Farbton) Mg(HS0 3 ) 2 + MgS03 + H 2 0 + S0 2 -> des Magenta kann durch verschiedene Pig- 2 Mg(HS0 3 ) 2 mente eingestellt werden, die durch den CoAR lour Index (C.I.) gekennzeichnet sind. Am weitesten verbreitet für diesen Zweck ist Magnesiumcarbonat heute das Litholrubin (C.I. Pigment Red (magnesium carbonate) 57:1), auch bekannt unter der Bezeichnung Magnesiumcarbonat (MgC0 3 ) kommt in der 4B-Toner. Bei höheren EchtheitsanforderunNatur selten in reiner Form als Magnesit vor. gen an die gedruckten Farben können ein Meist enthalten die Lagerstätten basisches Naphtol AS-Pigment (C.I. Pigment Red 184) Magnesiumcarbonat (4 MgC0 3 · Mg(OH)2 · oder ein Benzimidazolonpigment (C.I. Pig- 4 H 2 0). Basisches Magnesiumcarbonat ist ein ment Red 185) eingesetzt werden. Die norm- lockeres, sehr leichtes Pulver, das sich in gerechte Farbe Magenta kann durch die ge- Säuren rascher auflöst als Magnesiumcarbonannten Pigmente in einer Konzentration von nat. Magnesit wird auch synthetisch aus Mag14 bis 16 % in der —• Druckfarbe und bei ei- nesiumhydroxid durch Umsetzung mit Kohnem Farbauftrag von 0,7 bis 1,1 g/m2 erreicht lendioxid unter Druck hergestellt. Es kann als werden. RO —> Füllstoff in Papier eingesetzt werden. Ein weiteres natürliches Vorkommen von Magnesiumcarbonat ist Dolomit, eine Verbindung mit —»Calciumcarbonat (MgC0 3 · Magnesiumbisulflt (magnesium bisulfite) CaC03). Dolomit wurde in der VergangenMagnesiumbisulflt ist eine veraltete, aber in heit als Ausgangsmaterial für die Herstellung der Zellstoffindustrie noch verbreitete Be- von Kochsäure (—> Kochflüssigkeit) bei der zeichnung für Magnesiumhydrogensulfit —• Sulfitkochung von —• Sulfitzellstoff ver(Mg(HS0 3 ) 2 ) (-> Bisulfit). Es bildet sich wendet. SÜ beim Einleiten von —• Schwefeldioxid (S0 2 ) in eine wässrige Suspension von —» Magnesiumoxid (MgO): Magnesiumoxid (magnesium oxide) 2 S0 2 + MgO + H 2 0 Mg(HS0 3 ) 2 Magnesiumoxid (MgO) ist ein lockeres, weißes Pulver. Kristallin kommt es in der Natur Magnesiumbisulflt ist das Aufschlussmittel in Form sehr kleiner regulärer Oktaeder und für das Magnefitverfahren (Magnesiumbisul- Würfel als Periklas vor. Man erhält Magnesifitverfahren) mit gleichen Anteilen freiem

Magazinpapier (magazine paper, magazine printing)

271 umoxid bei der Verbrennung metallischen Magnesiums an der Luft: 2 Mg + 0 2 —• 2 MgO oder durch Glühen des Hydroxids (Mg(OH)2) und der sauerstoffhaltigen Salze des Magnesiums, wie Magnesiumnitrat oder —> Magnesiumcarbonat (MgC0 3 ): Mg(OH)2 MgC0 3

MgO + H 2 0 MgO + CO2

Magnesiumchlorid (MgCl2) spaltet mit Wasserdampf in Magnesiumoxid und —» Salzsäure (HCl):

2) Glühen von Magnesiumhydroxid 3) thermische Spaltung von Kaliendlauge nach ihrer Fällung mit Kalkmilch oder durch direkte Spaltung des Chlorids mit überhitztem Wasserdampf 4) reinigende Fällung mittels Kalkmilch und —> Kohlendioxid aus Meerwasser und thermische Zersetzung des dabei gefällten Magnesiumhydroxids: MgCl2 + Ca(OH)2 —» Mg(OH)2 + CaCl2 Mg(OH)2 + C0 2 + H 2 0 MgC0 3 · 3 H 2 0 MgC0 3 · 3 H 2 0 MgO + C0 2 + 3 H 2 0 AR

Magnesiumsilikat (magnesium silicate) Das pulverformige Magnesiumoxid ist reak- Es gibt eine Vielzahl verschiedener Typen tiver als die kristalline Form. Während kri- von Magnesiumsilikat, die sich in ihrer stallines Magnesiumoxid von Wasser und Struktur erheblich unterscheiden. Magnesi—> Säuren nur schwierig angegriffen wird, umsilikat (Mg2Si04, Forsterit) wird als Filsetzt sich das pulverige Magnesiumoxid mit termaterial verwendet. In der Papierindustrie Säure um und ergibt mit Wasser bei entspre- ist das wichtigste Derivat der —»Talk, eine chender Verweilzeit und Wärmezufuhr Mag- Verbindung mit der ungefähren Zusammennesiumhydroxid. Auf dieser Reaktion beruht setzung 3MgO · 4Si0 2 · H 2 0. Talk ist ein die Hydratisierung des bei der —• Chemi- Schichtsilikat, bei dem die in einer Ebene liekalienrückgewinnung nach dem Magnesium- genden Tetraeder der Si04-Strukturelemente sulfitverfahren anfallenden und als —• Flug- durch zwischen den Schichten angeordnete asche abgeschiedenen Magnesiumoxids. Ur- Magnesiumionen neutralisiert werden. Das sache fur die Reaktivität des Magnesium- Adsorptionsverhalten von Talk für hydrooxidpulvers sind seine Gitterstörungen. phobe Substanzen wird zur Bekämpfung von Mit dem —> Schwefeldioxid des —• Rauch- klebenden Verunreinigungen, wie —> Harz SÜ gases und Magnesiumsulfit bildet die wässri- und —• Stickies, verwendet. ge Suspension des Magnesiumoxids bei der Chemikalienrückgewinnung —» Magnesiumbisulfit. Das stellt die bedeutendste Umset- Magnesiumsulfat (Bittersalz) zung im Regenerierungsprozess des Magne- (magnesium sulfate, Epsom salt) siumsulfitverfahrens dar. Neben dieser tech- Bittersalz, im angelsächsischen Sprachraum nischen Anwendung bei der Zellstofferzeuals Epsom salt bezeichnet, ist das Heptahygung findet Magnesiumoxid aufgrund seiner drat des Magnesiumsulfats (MgS04e7 H 2 0). Schwerschmelzbarkeit (Schmelzpunkt: etwa Es wird bei der Aufarbeitung von Kalisalzen 2 800 °C) Verwendung in der Feuerfestinals Nebenprodukt gewonnen. Magnesiumsuldustrie (keramische Massen, Isolierungen, fat wird bei der —• Peroxidbleiche von Ausmauerungen). —• Holzstoffen als zusätzlicher Stabilisator Die technische Herstellung von Magne- eingesetzt, wenn der natürliche Gehalt des siumoxid erfolgt durch —• Kreislaufwassers an Calcium- oder Magnesium-Ionen sehr niedrig liegt. Die Ein1) Glühen von Magnesit (MgC0 3 ) MgCl2 + H 2 0

MgO+ 2 HCl

272 satzmengen liegen bei 0,1 bis 0,2 %, bezogen auf —> otro Faserstoff. Auch bei der —• Delignifizierung von —• Sulfatzellstoff mit —• Sauerstoff oder bei der Bleiche mit —•Wasserstoffperoxid bei sehr hoher Temperatur hat die Zugabe kleiner Mengen von Magnesiumsulfat einen positiven Einfluß auf den —• Polymerisationsgrad der —• Cellulose. Die Einsatzmengen liegen dabei in der gleichen Größenordnung wie bei der Holzstoffbleiche. Der Effekt ist auf das Magnesium-Ion zurückzufuhren. Die Bevorzugung des Sulfats vor anderen Magnesiumsalzen ist auf die einfache Dosierung des löslichen Salzes im Vergleich zum schwerlöslichen Oxid, Hydroxid oder Carbonat zurückzufuhren. SÜ

Magnetabscheider (magnetic separator) Unter einer Magnetabscheider versteht man eine Vorrichtung in der —• Stoffaufbereitung oder Stofferzeugung (z.B. Zellstofferzeugung), um magnetisierbare Partikel (z.B. Schrauben, Drahtstücke) aus einer Stoffsuspension oder aus stückigem Gut (z.B. —• Hackschnitzeln) abzuscheiden. Magnetabscheider werden heute nur noch beschränkt eingesetzt, da sie nur einen geringen Teil der Palette der im —• Altpapier enthaltenen Metallteile abtrennen können. HO

Magnetisches Deinken (magnetic deinking) Unter dem Begriff magnetisches Deinken versteht man die Verwendung von Permanentmagneten zur Entfernung von Druckfarbenpartikeln mit magnetischen Eigenschaften aus Altpapierstoffsuspensionen. Damit beschränkt sich die Abtrennung auf „magnetite"-haltige Tonerpartikel (—• Toner), die praktisch in allen Laserdruckern und in etwa einem Drittel der in Kopiermaschinen eingesetzten Toner Verwendung finden. Dieses Deinkingverfahren ist bisher nur im Labormaßstab untersucht worden und wird als Vorbehandlungsstufe vor einem konventionellen Deinkingverfahren (—• Flotation oder

—• Wäsche) zur Entlastung dieser Deinkingstufen empfohlen. Literatur: Pinder, K.L.: Magnetic deinking of office wastepaper. Pulp&Paper Canada 97 (1996) Nr. 11, T387-T389 PU

Mahlanlage (refiner plant) Eine Mahlanlage ist ein Teil der —• Stoffaufbereitung, in dem die —» Mahlung von Faserstoffsuspensionen (vor allem —• Zellstoff) mithilfe von —• Refinern durchgeführt wird. Anzahl und Baugröße der eingesetzten Refiner sowie die Art der Mahlgarnituren richten sich nach Durchsatz und gewünschtem Mahlergebnis, z.B. in Gestalt eines bestimmten —• Schopper-Riegler-Wertes der gemahlenen Faserstoffsuspension. Eine Mahlanlage besteht aus einer oder mehreren -> Mahlstraßen. HO

Mahlgeschirr (historisch) (refining tools) (historical) Die ältesten Mahlgeschirre sind Handklopfer, Stampfhammer (—• Stampfwerk), —> Kollergang und Quirl (—•Faseraufbereitung). Gegen Ende des 17. Jh. beginnt die Ära des —• Holländers, der in mannigfacher Abwandlung, je nach Funktion, sich bis in unsere Zeit gehalten hat (Auflöse-, Bleich-, Mischholländer u.a.m.). Seit Mitte des 19. Jh. sind die in Amerika erfundenen Kegel- und Scheibenrefiner im Einsatz, die noch heute die —• Stoffaufbereitung beherrschen. TS

Mahlgrad (beating degree, freeness) Der Mahlgrad ist die zahlenmäßige Angabe für die Entwässerungsfähigkeit von wässrigen —• Fasersuspensionen. Weil das —• Entwässerungsverhalten durch mechanische Stoffbehandlung (—• Mahlung) beeinflusst wird, ist der Mahlgrad auch ein Maß für den Bearbeitungszustand eines —• Faserstoffs. Zur Bestimmung des Mahlgrads sind weitläu-

273 fig 2 genormte Prüfverfahren gebräuchlich, deren Ergebnisse nicht grundsätzlich mit dem Entwässerungsverhalten von Stoffsuspensionen in der —> Siebpartie von Papiermaschinen übereinstimmen. 1) Schopper-Riegler-Verfahren (DIN ISO 5267-1): Die Prüfung erfolgt mit dem Schopper-Riegler-Gerät durch Entwässerung eines definierten Volumens einer Fasersuspension durch einen Faserkuchen, der sich während der Durchführung der Prüfung auf einem Sieb bildet, in eine Scheidekammer, die mit einer unteren Ausflussöffnung und einem seitlichen Abflussrohr versehen ist (Abb.). Der durch das seitliche Abflussrohr abfließende Volumenanteil Wasser wird in einem Messzylinder aufgefangen, der in SchopperRiegler-Einheiten (SR) graduiert ist. (Grenzbetrachtung: Ein Abfluss von 1 000 ml entspricht einem Schopper-Riegler-Wert (-> SR-Wert) von 0 SR und ein Abfluss von 0 ml einem SR-Wert von 100 SR.) Die untere Ausflussöffnung (Düse) ist so bemessen, dass 1 000 ml Wasser von 20° C in 149 s ablaufen. Die Stoffdichte der Fasersuspension wird für die Prüfung auf 0,2 % eingestellt.

Ein unbehandelter, ungemahlener Faserstoff mit großer Entwässerungsgeschwindigkeit hat einen niedrigen SR-Wert, ein intensiv gemahlener Stoff hat infolge seiner durch die Mahlung verringerten Entwässerungsfähigkeit dagegen einen hohen SR-Wert. Das Prüfergebnis wird u.a. von der Temperatur und vom pH-Wert des Wassers, von gelösten Stoffen und vom Quellungszustand (—> Quellung) der Fasern beeinflusst. Auch die Menge der Feinstoffanteile (—> Feinstoff) der Probe beeinflusst das Prüfergebnis. Das Verfahren wird daher für einige —• Kurzfaserstoffe, wie hochgemahlene —•Laubholzzellstoffe, nicht empfohlen. 2) Canadian-Standard-Methode (ISO 5267-2): Die Prüfung erfolgt mit dem CanadianStandard-Freeness-Tester. Die Verfahrensweise ist der Schopper-Riegler-Methode ähnlich. Abweichend sind die Stoffdichte mit 0,3 % und konstruktive Details, wie die Maschenweite des Entwässerungssiebes sowie die Größe der unteren Ausflussöffnung (Venturidüse). Das Ergebnis wird in —• Canadian-Standard-Freeness-Einheiten (CSF) ausgedrückt. Es ist dies der Volumenanteil Wasser in [ml], der aus dem seitlichen Abflussrohr der Scheidekammer ausfließt und in einem Messzylinder aufgefangen wird. Ein niedrig gemahlener, leicht entwässerbarer Stoff ergibt eine hohe Freeness-Zahl und ein stark gemahlener Stoff eine niedrige Freeness-Zahl, d.h. der Freeness-Wert ist der Entwässerungsgeschwindigkeit der Fasersuspension proportional. BR

Mahlstraße (refiner line) Die Mahlstraße ist ein zusammengehörender Strang von —> Refinern als Teil einer —• Mahlanlage. In ihr werden die Refiner je nach Erfordernissen in unterschiedlichen Anordnungen zusammengeschaltet. Dabei gibt es 4 prinzipielle Schaltungsvarianten (Abb.): • • Schema des Schopper-Riegler-Mahlgradprüfers

—> Durchlaufmahlung —» Rezirkulationsmahlung

274 • •

—• Wechselbüttenmahlung —• Zykliermahlung.

Diese unterschiedlichen Strategien werden entsprechend der durchzusetzenden Menge (als Suspensionsvolumen) und dem geforderten Mahlergebnis (z.B. —> Schopper-Riegler-Wert, Festigkeiten) angewendet. So wird die Durchlaufmahlung (Reihenschaltung der Refiner) für die bei Massenpapierherstellung geforderten hohen Durchsätze (Volumenströme) eingesetzt. Die anderen Systeme sind für kleinere Durchsätze und eher im Spezialpapierbereich zu finden. Bei der Durchlaufmahlung muss beachtet werden, dass der Druckaufbau durch die Pumpwirkung der Refiner nicht über die jeweils zulässige Höhe (meist max. 5 bar) hinausgeht. Bei hohen DurchlaufVolumina wird der Stoffstrom auf 2 (oder mehrere) Mahlstraßen verteilt (Parallelschaltung). Entsprechend dem gewünschten Mahlergebnis werden die Mahlgarnitur ausgewählt und die —• spez. Kantenbelastung eingestellt. Bei hochbelasteten Refinern und Stoffen mit hohem Schopper-Riegler-Wert ist zu berücksichtigen, dass die Belastbarkeit von Refinern bzw. des zu mahlenden Stoffs rohstoffabhängig ist und zudem mit ansteigendem —• Mahlgrad abnimmt. Menge

Durchlaufmahlung (kontinuierlich)

Rezirkulationsmahlung (kontinuierlich)

Wechselbüttenmahlung (diskontinuierlich)

Zykliermahlung (diskontinuierlich)

U - O - O D - U U-CfflUSL-U q C J J ^ U j

sehr groß

Mahlung (beating, refining) Die Mahlung, zur mechanischen Behandlung von Faserstoffen (vor allem —> Zellstoff, seltener —> Altpapierstoff) durchgeführt, ist verfahrenstechnisch ein Zerkleinerungsprozess. Ein wesentliches Kriterium der Mahlung ist die Schaffung neuer Oberflächen, also die Vergrößerung der spez. Oberfläche von Faserstoff in [m2/kg]. Die Aufgabe der Mahlung ist: Umformung der Fasern durch mechanische, thermische und teilweise chemische Einwirkung in Anwesenheit von Wasser mit der Zielsetzung, ihre Fähigkeit zur Ausbildung von bindungsaktiven Kontaktflächen und ihr Quellungsvermögen zu steigern. Die Vorgänge bei der Mahlung können bezüglich des Eingriffs auf die Fasern in 4 Phasen zerlegt werden: 1) Aufreißen und Entfernen der —• Primärwand durch mechanische Einwirkung (Druck, Scherung, Reibung), Beschädigung der SlWand (—• Sekundärwand). Sl- und S2-Wand werden für Wasser zugänglich gemacht, vor allem die stark quellfähige S2-Wand. Das Aufreißen geschieht umso leichter, je stärker die Faser vorgequollen ist. 2) Durch mechanische Einwirkung der Mahlorgane (Messer) Vergrößerung der Oberfläche der Sl- und S2-Wand; Freilegung von Fibrillen (Fibrillierung), Abtrennung von —• Fibrillen, Bildung von —• Feinstoff.

mittel

klein

klein

3) Aufbrechen der Wasserstoffbrücken im Innern der Fasern und Ersetzen durch Wasserstoffbrücken zwischen Fibrillen und Wasser. Die S2-Wand adsorbiert Wasser und quillt. Einlagerung von Wasser in den Hohlräumen der Faser. 4) Kürzung der Fasern (Zerschneiden oder Zerreißen).

Die 4 prinzipiellen Schaltungsvarianten von Mahlsystemen (Quelle: Voith Sulzer Paper Technolo-

gy)

HO

Zur Mahlung werden messergarnierte Mahlmaschinen, vor allem —> Refiner, benutzt (früher grundsätzlich und heute selten: —• Holländer). Dafür wurden Modellvorstellungen über die ablaufenden Mikroprozesse

275 in den Zonen der Wirkpaarung erarbeitet. Die Zonen der Wirkpaarung sind in der folgenden Abbildung dargestellt. Die ablaufenden Mikroprozesse lassen sich wie folgt charakterisieren: 1) Zone 1 (innerhalb der Nuten): Transport der Fasern bzw. Faserflocken und des durch die Mahlung entstandenen Feinstoffs; Zerfall und Neuformierung von Fasernetzwerken. 2) Zone 2 (Begegnung zweier Messerkanten): Fibrillierung der Fasern durch Prallbeanspruchung; beginnende Erhöhung der Konsistenz; Faserkürzung durch Einleitung radialer Scherkräfte. 3) Zone 3 (Übereinandergleiten zweier Messer): Partielle Erhöhung der Konsistenz; Fibrillierung der Fasern durch Einleitung von Scherkräften, wobei die Kraftübertragung von Faser zu Faser oder vom Messer auf die Faser erfolgen kann. Produktion von besonders bindungsaktivem Feinstoff durch Abtrennung von Fibrillen von der Einzelfaser; im Fall extrem intensiver Mahlung bis hin zur vollständigen Aufhebung der Faserstruktur. Zone 2

Zone 1

Zone 3

Zone 1 : innerhalb der Messernuten Zone 2: Begegnung zweier Messerkanten Zone 3: Übereinandergleiten zweier Messer Zonen der Wirkpaarung Mahlmaschinen (Refiner)

in

messergarnierten

Durch die Mahlung werden die —> mittlere Faserlänge reduziert und infolge der Erhöhung der spez. Faseroberfläche das —> Entwässerungsverhalten der Fasersuspension beeinträchtigt, messbar als Erhöhung des —> Schopper-Riegler-Werts. Mit zunehmender Mahlung werden bei —•Laborblättern bzw. Papier einige Eigenschaften verbessert (z.B. —• Bruchkraft, —> Berstfestigkeit) und andere Eigenschaften verschlechtert (—• Weiterreißarbeit, —• Opazität, —> Weißgrad). BL

Mais (corn) (Zea mays L.) Immer wieder wurden Maisstroh und Maiskolbenabfälle als Zellstoffmaterial in den vergangenen hundert Jahren untersucht und diskutiert. Das Fasermaterial ist sehr unterschiedlich und kurzfasrig. Die Sammlung und Lagerung sind sehr schwierig, der Anteil an Mark ist hoch. Weltweit sind keine Einsätze von Faserstoff aus Mais in der Industrie bekannt. JU

Maisstärke (corn starch , maize starch) Maisstärke wird aus dem Endosperm der Maispflanze gewonnen. Sie besteht aus runden bis unregelmäßig polyedrischen Körnern, deren Größe zwischen 10 und 25 μ m schwankt. In warmem Wasser quillt sie. Die Quellungstemperatur liegt bei 67 bis 71° C, die Verkleisterungstemperatur bei 72° C (—•Kleister). Normale Maissorten enthalten an —• Polysacchariden 25 bis 30 % —»Amylose (Amylomais bis 80 %, Wachsmais nur bis 1 %; Rest jeweils —• Amylopektin). In der Papierindustrie findet Maisstärke vor allem in hydrolytisch, oxidativ oder enzymatisch abgebauter Form sowie als kationisches Derivat (—• kationische Stärke) als Zusatzstoff im Papierstoff (—> Trockenverfestiger, —> Retentions- oder —• Flockungsmittel) sowie als Cobinder für —• Streichfarben Verwendung. GU

276 eingesetzt, die ihre Wasserlöslichkeit garantieren. Maleinatharze mit mittlerer Säurezahl finden in Kombination mit Polyamiden und —»Nitrocellulose in alkoholbasierten Druckfarben für den -»Tief- und -»Flexodruck beim Foliendruck sowie für wassermischbare Buchdruckfarben Anwendung. Kohlenwasserstofflösliche Maleinatharze sind sehr hell und werden in Buchdruck- und Offsetdruckfarben für hohen Glanz sowie für Rollenoffset- und Blechdruckfarben und für Überzugslacke eingesetzt. Durch Erhitzen unter definierten Bedingungen (150 bis 170° C) können die MaleinatMAK-Werte (maximum working place concentration)harze infolge ihres Gehalts an ungesättigten Bindungen dimerisiert oder polymerisiert —» Maximale Arbeitsplatzkonzentration werden. Ihre genaue chemische Struktur ist bisher nicht aufgeklärt worden. Derartige Produkte besitzen eine niedrigere Säurezahl Maleinatharze und sind sehr hell. Außerdem neigen sie in(maleic resin) Maleinatharze sind Kunstharze, die in Bin- folge ihres niedrigeren Gehalts an ungesätdemitteln für —• Lack- und —• Druckfarben tigten Bindungen weniger zur oxidativen verwendet werden. Sie entstehen durch Um- -» Vergilbung. Sie werden in billigen setzung einer Harzsäurekomponente mit —> Tiefdruckfarben (Photogravure) und für Maleinsäureanhydrid (Diels-Alder-Synthese). Glanzlacke eingesetzt. Die Eigenschaften des Maleinatharzes variieAuch Umsetzungsprodukte des Stereoisoren stark je nach dem Verhältnis der einge- meren der Maleinsäure, d.h. der Fumarsäure, setzten Komponenten und den Reaktionsbe- zählen zu den Maleinatharzen. Sie besitzen dingungen. Man kann sie grob in 3 Gruppen eine sehr hohe Säurezahl von 250 bis 330 mg unterteilen: KOH/g und einen höheren Erweichungspunkt. In Kombination mit anderen Harzen Maleinatwerden sie in Tief- und Flexodruckfarben für Erweichungs- Säurezahl harze punkt [° C] [mg KOH/gl nichtsaugfähige —»Bedruckstoffe eingesetzt. In Verbindung mit —• Glycolen dienen sie zur Glycol140-150 280 - 320 Herstellung von moisture-set Druckfarben, löslich wo Härte und hoher —»Druckglanz gefragt Alkohol140-160 90 -130 sind. RO löslich Kohlenwas120-160 Recycling in Papierfabriken zwecks Herstellung von PaFA pier zugeführt.

277 genschaft der Wolle ausgenutzt wurde, dass sich die Fasern bei Walkbeanspruchung im nassen Zustand innig miteinander verbinden. So entstanden zylindrische Filze von 5 bis 10 mm Dicke, die auf die Gautschwalzen von Kartonmaschinen aufgezogen wurden. Heute wird diese Funktion fast vollständig von Walzen mit Bezügen aus synthetischen Kunststoffen, wie Gummi oder Polyurethan, in Verbindung mit Gautschfilzen (—• Nassfilze) übernommen. Bei Neu- und Umbauten werden keine Manchonfilze mehr eingesetzt. AL Manilahanf (abaca, manila hemp) (Musa textilis) Manilahanf wird auch als Faserbanane bezeichnet. Die Manilapflanze wird seit alter Zeit und mit Erfolg auf den Philippinen und in Ecuador kultiviert. Die Gesamtpflanze erreicht dort eine Höhe bis zu 6 m und der aus den dicht zusammengeschlossenen Blattscheiden bestehende „Stamm" eine Höhe bis zu 3,5 m. Aus dieser Scheinachse werden die technischen Fasern gewonnen: die aus zahlreichen Einzelfasern bestehenden Bastbeläge der Gefäßbündel. Nach dem Fällen der Stämme werden die faserhaltigen äußeren Teile der einzelnen Blattscheiden als fasrige Streifen von den fleischigen Teilen abgezogen. Eine Blattscheide ergibt etwa 2 bis 4 Streifen von je etwa 5 bis 8 cm Breite und mehreren Metern Länge. Die Fasern dieser Streifen werden für die höchste Qualität in Handarbeit getrennt. Sie sind bevorzugt Bastzellen von großer Festigkeit, die bevorzugt zur Herstellung fester Seile und Schiffstaue, die feineren auch in den Erzeugungsländern zu feineren Geweben, verwendet werden. Der rohe, mehr oder weniger verholzte Faserstoff enthält meist auch Faserbündel. Auf den Philippinen gibt es 15 Qualitätsabstufungen, in Ecuador nur 5. Die Produktion an Manilahanf betrug auf den Philippinen und in Ecuador 1996 etwa 77 500 t. Auf den Philippinen wurden in 4 kleinen Zellstofffabriken ca. 12 000 t Abaca-Zellstoff meist für den Weltmarkt, bevorzugt für Japan, die

USA und Deutschland, hergestellt. Die Zellstoffe werden für —> Teebeutel-, —> Banknoten· oder Wursthautpapiere eingesetzt. JU

Mannan (mannan) Mannan ist die Bezeichnung für eine Gruppe von —* Polyosen, die im Wesentlichen aus Poly-ß(l,4)-D-Mannose (—»Hexosen) bestehen, deren Hydroxygruppen teilweise acetyliert sind und einige Verzweigungen aufweisen. Mannane enthalten immer auch —» Glucose und werden daher richtiger als Glucomannan bezeichnet. Sie kommen fast ausschließlich in —• Nadelhölzern vor. Beim Sulfitaufschluss des —> Holzes werden die Mannane weitgehend abgebaut. Beim Sulfataufschluss bleiben sie dagegen teilweise erhalten, gehen zunächst in Lösung und lagern sich beim Fortschreiten der Kochung (—• Kochen) infolge des sinkenden pH-Werts der —> Kochflüssigkeit wieder auf der Zellstofffaser ab. Im Papier tragen die Mannane zur Ausbildung von —> Faser-zu-Faser-Bindungen und damit zur Festigkeit des Papiers bei. GU

Mannogalaktan (mannogalactan) —• Galaktomannan

Manometer (manometer) Mithilfe von Manometern wird der Druck in Flüssigkeiten oder Gasen gemessen und in [Pa] oder in [bar] angegeben. 1) Die einfachste Art stellen die U-Rohrmanometer dar, die entsprechend dem Messbereich mit verschiedenen Flüssigkeiten (z.B. Wasser oder —•Quecksilber) gefüllt sein können. 2) Weiterhin gibt es mechanische Manometer mit einem elastischen Messglied (Feder oder Membran). In Abhängigkeit vom Druck werden die Feder oder die Membran bewegt und

278 diese Bewegung über Gestänge auf einen Zeiger übertragen. Z.B. sind Kapselfedermanometer hochempfindliche Messgeräte für niedere Gasdrücke. Wellrohrmanometer sind für Messbereiche bis 20 kPa geeignet. Höhere Drücke sind mithilfe stärkerer Messglieder messbar. 3) Elektrische Manometer beruhen auf der Anwendung piezoelektrischer Effekte oder sie bestehen aus Säulen von Kohleplättchen, die bei Druckänderung den Übergangswiderstand zwischen den Schichten bzw. den Ohmschen Widerstand verändern. Diese Signale können in weiterer Folge nicht nur zur Druckmessung, sondern auch zur Regelung verwendet werden. Die Messbereiche reichen von extrem niedrigen bis zu sehr hohen Drücken. EI

Manuskript (manuscript) In der wörtlichen Übersetzung aus dem Lateinischen bedeutet Manuskript eine Niederschrift, die handschriftlich mit einem der - in der jeweiligen Zeitepoche - gebräuchlichen Schreibgeräte, wie einem Pinsel, einer Feder, einem Bleistift oder Kugelschreiber, angefertigt wurde. Heutzutage werden unter dem Begriff Manuskript auch durch Schreibmaschinen verfasste Texte sowie elektronisch erstellte und abgespeicherte Texte verstanden. Die in den Druckereien angelieferten Manuskripte der Autoren wurden früher über Satzsysteme bzw. heute vornehmlich über —> Desktop-Publishing (DTP) unter Einsatz von Computern und spezieller Software verarbeitet, so dass daraus die Druckformen für die Vervielfältigung der Texte und Bilder erstellt werden können. Die Bezeichnung Manuskript wurde auch in ISO 5127/2 (Fachwörterbuch der Information und Dokumentation) aufgenommen, um eine einheitlich geregelte und verbindlich festgelegte Benennung der Begriffe im Bibliotheksund Dokumentationswesen vorzugeben. SD

Markierung (Sieb, Filz) (mark (wire, feit)) Die im Papier bzw. auf seiner Oberfläche mit dem geübten Auge schwächer oder stärker sichtbare Struktur des —• Siebes (—• Siebmarkierung) oder eines —• Filzes (—> Filzmarkierung) bezeichnet man als Markierung. Ferner können sich die Strukturen von Walzen (—• Walzenmarkierung) im Papier abbilden. Derartige Markierungen seitens Siebe, Filze und Walzen können sich in einem Papier unterschiedlich markant überlagern. Wegen dieser Überlagerung ist es ohne geeignete Analysegeräte (—• Bildanalysator) auf visuellem Weg kaum möglich, die einzelnen Verursacher der überlagerten Markierungen eindeutig zuzuordnen. PR

Marktzellstoff (market pulp) —> Zellstoff wird von Papierfabriken entweder aus einer integrierten (vorgelagerten) Zellstofffabrik in Suspensionsform, seltener in getrockneter Form, direkt bezogen oder von inländischen oder ausländischen Zellstofffabriken in getrockneter Form (mit etwa 90 % Trockengehalt) als Marktzellstoff angeliefert. Die den Marktzellstoff erzeugenden Zellstofffabriken haben sich entweder nur auf die Zellstofferzeugung spezialisiert oder gehören zu einer —> integrierten Zellstoff- und Papierfabrik, die nur einen Teil des erzeugten Zellstoffs vermarktet. Die deutsche Papierindustrie ist weltweit der zweitgrößte Verbraucher von importiertem Marktzellstoff, bedingt durch die geringe deutsche Zellstoffproduktion von 0,7 Mio t und einen Zellstoffbedarf von rund 4 Mio t (1997). Bis auf eine Ausnahme sind alle Zellstofffabriken Deutschlands integriert, so dass ihr MarktzellstoffVolumen von 0,2 Mio t den Bedarf der deutschen Papierfabriken bei weitem nicht decken kann. Aus diesem Grund sind 3,7 Mio t Marktzellstoff als —• Sulfatzellstoff (—> Laubholz- und —> Nadelholzzellstoff) zu importieren. Die wichtigsten Lieferländer von Marktzellstoff für den deutschen Markt sind folgende (1997):

279 Schweden Kanada Finnland USA Portugal Brasilien Spanien Chile Sonstige

0,90 Mio t 0,85 Mio t 0,70 Mio t 0,30 Mio t 0,23 Mio t 0,17 Mio t 0,15 Mio t 0,09 Mio t 0,40 Mio t

Bei Handmarmorpapieren werden im Tauchbad verteilte Farben auf das Substrat übertragen. BU

Maschinenbreite (machine width) Der Begriff Maschinenbreite kennzeichnet die Konstruktionsbreite einer Papier- oder —> Streichmaschine und ist gleichzusetzen mit der maximalen Breite einer Bahn, die auf Marktzellstoff wird in geringerem Umfang in der Maschine erzeugt bzw. gestrichen werden ungebleichter Form und dominierend als ge- kann. Bei einer Papiermaschine ist diese bleichter Zellstoff geliefert. In zunehmendem Breite durch die Breite der Blende des Maße erfolgt die Zellstoffbleiche ohne —> Stoffauflaufs vorgegeben. Die Maschi—> Chlor (chlorarme bzw. —> ECF-Bleiche). nenbreite, auch —» unbeschnittene ArbeitsEin bestimmtes Volumen von Marktzellstoff breite genannt, entspricht der Papierbahnwird sogar ohne Chlor und ohne Chlorver- breite beim Aufrollen am Ende der Papiermabindungen (-» Chlordioxid) gebleicht, um schine (—> Poperoller) oder Streichmaschine. damit insbesondere die deutschen Kunden zu TI beliefern. In diesem Fall handelt es sich um GG eine chlorfreie bzw. —• TCF-Bleiche. Maschinenbütte (machine ehest) Die Maschinenbütte ist eine —» Bütte vor dem Marmorieren —• Stoffauflauf der Papiermaschine. Sie ge(mottling) hört zum —• Konstanten Teil und erhält übliBeim Marmorieren wird die Oberfläche einer cherweise ihren Stoff von der —> Mischbütte. Papier- oder Kartonbahn in der Papier- oder Vor der Maschinenbütte wird der Stoff auf Kartonmaschine mit einer andersfarbigen, konstante —• Stoffdichte geregelt. Somit liegt unregelmäßigen, dünnen flockigen Schicht die Stoffdichte in der Maschinenbütte immer versehen. Bei —• Verpackungspapier (weiß unter derjenigen in der Mischbütte und begeflammter —>Testliner) wird dieser Effekt trägt 3 bis 5 %. Eventuell wird der Stoff auch z.B. auf einem —> Langsieb mit einem noch zwischen Misch- und Maschinenbütte —• Sekundär-Stoffauflauf erzielt. Aus dem nachgemahlen. Sekundär-Stoffauflauf wird die weiße SusDie Maschinenbütte soll eine konstante Bepension auf die bereits gebildete braune Unschickung des Stoffauflaufs hinsichtlich terschicht gegossen und durch diese entwäsMenge und Stoffdichte des —> Dickstoffs sert. Der geflockte weiße Stoff ergibt somit über die —> Mischpumpe sicherstellen. Für die marmorierte weiß-braune Oberfläche eine zeitliche Glättung der restlichen Stoff(mottled liner). dichteschwankungen aus dem Zulauf wird Bei höheren Maschinengeschwindigkeiten meist eine Verweilzeit von etwa 10 bis 30 kann die marmorierte Struktur auch auf klasmin gefordert. Für den Ausgleich evtl. vorsischen Deckenlangsieben erzielt werden. handener örtlicher Stoffdichtenunterschiede Hier wird mit hoher —• Stoffdichte im in der Maschinenbütte und zur Vermeidung —• Stoffauflauf und hoher Strahlnacheilung von Entmischungen sind ausreichende Umgegenüber dem —> Sieb gefahren. triebsgeschwindigkeiten an der SuspensiBei Maschinenmarmorpapier werden ver- onsoberfläche anzustreben. Dies wird durch schiedene —• Streichfarben hintereinander die Installation eines —• Büttenpropellers siohne Zwischentrocknung (nass-in-nass) aufchergestellt. Außerdem soll die Maschinengebracht. bütte eine gleichmäßige hydraulische Vorlage

280 man als —> Maschinenglättwerk. Maschinenglättwerke werden in der Regel am Ende der —• Trockenpartie vor der Aufrollung der Papier- oder Kartonbahn installiert. Papier und Karton werden bei einem Trockengehalt zwischen etwa 90 und 95 % verdichtet und geglättet. Maschinengestrichenes Papier Die Anzahl der Glättwerkswalzen variiert (machine coated paper , on-machine coated zwischen 2 und 6. In Ausnahmefällen können paper) Beim maschinengestrichenen Papier handelt 2 Maschinenglättwerke direkt hintereinander es sich um ein Produkt, das innerhalb der Pa- installiert sein. Maßgabe für eine höhere piermaschine meistens beidseitig mit 1 oder 2 —* Glätte ist eine Linienkraftsteigerung im Strichschichten pro Seite versehen wird. Glättwerk. Bei zu hohen —» Linienkräften Nach DIN 6730 beträgt das Strichgewicht bzw. zu hohen Flächenpressungen im Glättmindestens 5 und höchstens 20 g/m2 je Seite. werksspalt können die Fasern geschädigt soIn der nachfolgenden —• Satinage werden wie die Festigkeit und die —• Opazität des entweder glänzende oder matte Oberflächen Papiers beeinträchtigt werden. Auch kann bei erzeugt. Ein wichtiges Qualitätsmerkmal ist zu ungleichmäßiger —• Formation des Papiers die —• Glätte zugunsten einer sehr guten eine Glanzscheckigkeit der Bahn hervorgeru—• Bedruckbarkeit im —• Tiefdruck oder fen werden. Bei Karton muss zugunsten der —• Biegesteifigkeit auf einen volumenerhal—• Offsetdruck. tenden Betrieb des Glättwerks mit geringen In früheren Zeiten bedeutete es einen signiLinienkräften und wenigen Pressnips geachfikanten Qualitätsunterschied, wenn Papiere einerseits innerhalb der Papiermaschine und tet werden. andererseits, wie z.B. —• Bilder- oder Das beim Maschinenglätten erreichbare —•Kunstdruckpapier, außerhalb der Papier- Glätteniveau wird von Faserstoffzusammenmaschine in einer separaten —• Streichanlage setzung, vom —• Füllstoffgehalt und von der gestrichen wurden. Dank hochentwickelter —• flächenbezogenen Masse des Papiers mitTechnologie spielt es heute eine geringere bestimmt. Weiterhin haben in der Papier- und Rolle, ob Papier innerhalb oder außerhalb der Kartonmaschine die —• Siebpartie und deren Papiermaschine gestrichen wird. Entschei- —• Bespannung sowie die —• Pressenpartie dend für die Qualität sind vielmehr die Zu- und deren Bespannung einen Einfluss auf die sammensetzung des —• Strichs (nach Glätte bzw. die —• Zweiseitigkeit. Hilfsmittel —• Streichpigmenten, —• Bindemitteln und zur Steigerung der Glätte sind u.a. Spritzrohsonstigen —• Streicherei-Hilfsmitteln), die re für die Befeuchtung der Bahn vor der —• Streichverfahren (z.B. Glättung, —• Dampfblaskästen oder —> Wasangewandten —• Bladestreichen) und letztlich die Menge serschaber, abgesehen von der Bahntempedes Strichauftrags pro Fläche. GG ratur bzw. der Temperatur der Glättwerkswalzen. BU für die Mischpumpe gewährleisten, die durch konstantes Büttenniveau und beruhigte Strömung am Abzug aus der Maschinenbütte gewährleistet ist. HO

Maschinenglätten (machine calendering) Beim Maschinenglätten wird die Bahn am Ende der Papier- oder Kartonmaschine vor ihrer Aufrollung durch einen oder mehrere von —•Hartgusswalzen gebildete -•Pressnips gefuhrt. Dadurch wird das Papier durch Erhöhung der —•Dichte komprimiert und durch Einebnung der Oberflächentopographie geglättet. Das Mehrwalzensystem bezeichnet

Maschinenglattes Papier (machine finished paper, MF paper) Papiere, die am Ende der Papiermaschine mithilfe eines —• Glättwerks auf beiden Seiten mit einer begrenzten —• Glätte versehen werden, gehören zur Gruppe der maschinenglatten Papiere (Abk.: mgl. Papier). Die auf diese Weise erzeugte Glätte ist z.B. für —• Zeitungsdruckpapier, das im Offsetverfah-

281 bahn auf ein gleichmäßiges —> Dickenprofil, was für Wickelvorgänge, Bahnlauf (z.B. durchhängende oder stramme Bahnränder) und Veredelungsprozesse, wie —> Rakelstreichen oder Filmstreichen (—> Filmpresse), relevant ist. Hierzu wurden Dickenprofilregelungen entwickelt, die auf der Ausdehnung bzw. Kontraktion der lokalen Durchmesser der Hartguss-Glättwerkwalzen bei Erwärmung oder Abkühlung beruhen. Die drehende Walze wird auf schmalen (axialen) Abschnitten des Walzenkörpers gekühlt oder erwärmt. Dadurch verändert die Walze lokal ihren Durchmesser, wodurch im fraglichen Bereich Maschinenglättwerk des Walzenspalts eine andere Flächenpres(machine calender) Maschinenglättwerke gehören zum Bereich sung wirksam wird. Das Papier wird im erder —• Schlussgruppe von Papiermaschinen wärmten Walzenbereich dünner und im geund sind mit 2 oder 4, bei großen Glättwer- kühlten Bereich dicker. Die Steuerung von ken mit 6 —•Hartgusswalzen ausgerüstet. Kühlung und Erwärmung wird vom Signal Vor Einführung der —• Softkalander wurden der Dickenmessanlage beeinflusst. Maschinenglättwerke mit bis zu 9 Walzen Zum sektionsweisen Wärmen und Kühlen eingesetzt. Durchbiegungsfreie —• Ober- und der Hartgusswalzen sind folgende Verfah—» Unterwalzen sind durchwegs im Einsatz, renstechniken in Anwendung: was bei Anwendung höherer —• Linienkräfte durch Zusatzkräfte - neben dem Eigenge- • Kühlung mit Luftdüsen (kalte oder gewicht der Walzen - wegen der möglichen kühlte Luft), die vom Bedienpersonal Durchbiegungskompensation (—> Durchbienach Ort und Luftmenge auf eine untere gungsausgleichswalze) eine Reduzierung der Glättwerkswalze gerichtet werden Walzenanzahl möglich macht. (Abb.). Das Glätten der Papierbahn wird durch fol• Luftkasten am Walzenumfang, angeordgende Parameter bestimmt: net in Sektionen von ca. 100 mm Breite. Aus den Sektionen wird aus kleinen • Walzenanzahl (Anzahl der —> Nips) Lochdüsen kühle Luft auf die Walze • Linienkraft aufgeblasen. Die Kühlfläche ist größer als bei Luftdüsen. • Bahngeschwindigkeit • Aufheizung der Walze auf jeweils • Temperatur der Walzen und des Papiers 50/70 mm Walzenbreite mit Infrarotsys• Feuchtegehalt der Papierbahn und Blatttem. Diese Dickenregelung ist wegen der struktur. geringen Korrekturbreite sehr effektiv und leicht regelbar. Mit abnehmender —• flächenbezogener Masse steigt die Gefahr der Schwielenbildung der • Aufwärmen der Walze auf jeweils Papierbahn infolge Querdehnung. Ein zu ho50/70 mm Bahnbreite mit Induktionsher Feuchtegehalt lässt das Papier glänzend strom. Dieses System ist ebenfalls effekerscheinen, im Extremfall „schwarz" tiv, verlangt aber einen sehr hohen elek(—• Schwarzsatinage). Zu hoher Feuchtegetrischen Anschlusswert. Leicht regelbar halt und eine wolkige —> Formation führen durch das Qualitätsleitsystem. bei den dicken Stellen zu Glanzpunkten. Bedeutung hat das Maschinenglättwerk zum Neben den Hartgusswalzen mit DickenregeKalibrieren, d.h. zum Einstellen der Papier- lung sind die übrigen Glättwerkswalzen zu

ren (—•Offsetdruck, —• Zeitungsdruck) bedruckt wird, ausreichend. Um eine höhere Glätte zu erzeugen, muss man sich entweder eines separaten —• Superkalanders oder eines am Ende der Papiermaschine installierten —> Sofitkalanders bedienen. Zu den maschinenglatten Papieren gehören in der Gruppe der —• Verpackungspapiere vor allem —• Wellpappenroh- und —> Sackpapiere, in der Gruppe der graphischen Papiere —> holzfreie Papiere als z.B. —• Kopier- oder Endlosformularpapiere. GG

282 beachten, die sich ungleichmäßig quer zur Bahn erwärmen und damit Dickenprofilabweichungen erzeugen. Hierzu sind folgende Ursachen zu nennen: • • • •

Deckel-/Zapfen-Konstruktion Einflüsse auf die Walzenränder durch die Umgebungsluft und Lagererwärmung Ungleichmäßiges Temperaturprofil der einlaufenden Papierbahn Ungleichmäßige Erwärmung durch Schaberarbeit (—• Schaber).

Kühlluftdüse

Schaber

Kühlluftdüse

Schaber

Kühlung von Walzen im Maschinenglättwerk

Mit folgenden Maßnahmen kann Abhilfe geschaffen werden: •

•

Äquithermes Kühlen der Hartgusswalzen. Äquithermwalzen werden nicht im Kernbereich, sondern im peripheren Mantelbereich gekühlt. Äquithermes Heizen von Walzen mit Kernbohrung oder mit Äquithermwalzen.

•

Die Temperaturen werden 5 bis 10° C höher als die der einlaufenden Papierbahn eingestellt. Die Durchbiegungsausgleichswalzen sollen durch den eigenen Ölzwangsumlauf in der Walze mit Wärmeaustausch im Standby-Ölkühler gleichmäßig temperiert sein. KL

Maschinenkreppen (in-line crêping) —> Kreppen

Maschinenrichtung (machine direction , MD) —> Längsrichtung (der Papierbahn)

Maschinenroller (machine winder) Bei einem Maschinenroller handelt es sich um eine —> Rollenschneidmaschine, die unmittelbar hinter einer Papier- oder Kartonmaschine installiert ist, und die nur eine bestimmte Sorte Papiere oder Kartons produziert. Bei modernen Anlagen, die mit großer Geschwindigkeit laufen, kommen oft 2 parallel arbeitende Maschinenroller zum Einsatz. KT Maschinenstreichen (machine coating) 1) Unter Maschinenstreichen versteht man den Streichvorgang innerhalb der Papiermaschine. Anfänglich wurden Papier und Karton in einem separaten Arbeitsgang außerhalb der Papiermaschine gestrichen (Separatstrich, off-machine coating oder off-line-Streichen). Mit zunehmender Entwicklung der Streichtechnik gelang es später, Massenpapiere in wirtschaftlicher Weise innerhalb der Papiermaschine zu streichen (on-machine coating oder on-line-Streichen). Das —• Streichaggregat befindet sich beim Maschinenstreichen meist im zweiten bis letzten Drittel der —> Trockenpartie der Papiermaschine. Zwischen dem off-line- und dem on-lineStreichen besteht prinzipiell kein Unter-

283 schied. Die meisten Verfahren sind sowohl innerhalb als auch außerhalb der Papiermaschine einsetzbar. Der Vorteil beim off-line Streichen besteht in einer größeren Flexibilität hinsichtlich Arbeitsbreite, Sortenprogramm, Geschwindigkeit und Qualität. Die qualitativ hochwertigsten Papiere werden nach wie vor außerhalb der Papiermaschine gestrichen. Nachteilig sind hier vor allem die höheren Kosten, bedingt durch den zusätzlichen Arbeitsgang (Transport, Umrollung etc.). Der Maschinenstrich erbringt Vorteile vor allem für gleichförmige Produktionsprogramme. Die Streichgeschwindigkeit ist jedoch von der Geschwindigkeit der jeweiligen Papiermaschine abhängig. Zugleich besteht das höhere Risiko von Produktionsausfällen in der Papiermaschine durch Bahnabrisse beim Streichvorgang. Die erzielbaren Strichaufträge liegen mit ca. 15 g/m 2 je Seite der Papierbahn niedriger als beim off-line Streichen. Aus den beiden Arbeitsprinzipien wurden zunächst Qualitätsunterscheidungen getroffen: •

•

—• Kunstdruckpapiere und —» Chromopapiere sind beid- oder einseitig gestrichene Papiere, die außerhalb der Papiermaschine gestrichen werden. —> Maschinengestrichene Papiere sind ein- oder beidseitig innerhalb der Papiermaschine gestrichene Papiere.

Es ist jedoch zu beachten, dass die Bezeichnung Maschinenstrich eine Arbeitsweise und keine Qualität kennzeichnet. Entgegen früherer Annahmen sind maschinengestrichene Papiere qualitativ nicht schlechter als außerhalb der Papiermaschine gestrichene Papiere. 2) Als Maschinenstreichen wird auch die Herstellung von Strichen auf allen Arten von Streichmaschinen, also praktisch alle industriell hergestellten Striche, bezeichnet. Der Begriff Maschinenstreichen ist historisch entstanden, um den Unterschied zum Handstreichen zu betonen. Handstriche werden gegenwärtig nur noch im Labormaßstab mit Hand-

rakelgeräten hergestellt, um Streichfarbentests durchzuführen. GZ

Masseleimung (internal sizing, stock sizing) —• Leimung

Massenentsäuerung von Papier (mass deacidiflcation of paper) Der Begriff Massenentsäuerung umfasst die Entfernung oder —• Neutralisation von sauren Substanzen, die in Papier ihre schädigende Wirkung entfalten, in Anlagen, die einen großen Durchsatz an Büchern und Archivalien zulassen. Um den Effekt der Entsäuerung über möglichst lange Zeiträume aufrechtzuerhalten, ist zudem das Einbringen einer alkalischen Reserve in das Papier notwendig. Diese Reserve soll die Neubildung von sauren Produkten oder deren Eindringen von außen (z.B. als Luftschadstoffe) abpuffern. Aus der Vielzahl alkalisch reagierender Substanzen haben nur wenige ihre Eignung als Entsäuerungssubstanzen für Papiere bewiesen. Mit am wirkungsvollsten sind die Erdalkalisalze —• Calciumcarbonat (CaC0 3 ) und —> Magnesiumcarbonat (MgCC^), die jedoch nur in wässrigen Systemen angewandt werden können. Um die Entsäuerung zu automatisieren, mussten organische Lösungsmittel oder Gase als Träger der Puffersubstanz gefunden werden. Weltweit beschäftigten sich mehrere Forschergruppen mit dieser Problematik. Als Ergebnis steht eine Reihe von Massensäuerungsverfahren zur Verfügung, wie z.B.: •

•

Das DEZ-Verfahren (USA, Library of Congress). Als Entsäuerungsmittel wird das Gas Diethylzink (DEZ) verwendet. Das bei der Neutralisation gebildete Zinkoxid wirkt als Puffer. Das FMC/Lithco-Verfahren (USA/Lithium Corporation of America). Als Neutralisationschemikalie wird alkalisches Magnesiumbutoxytriglycolcarbo-

284

•

•

•

•

•

nat, gelöst in Trichlortrifluorethan (FCKW R I 13), verwendet. Das Wei T'o-Verfahren (USA/Kanada). Als Neutralisationschemikalie wird Magnesiummethylcarbonat in einer Mischung aus FCKW-Lösungsmitteln eingesetzt. Das MMC-Verfahren (Frankreich, Bibliothèque Nationale). Wirksubstanz der Entsäuerung ist wie beim Wei T'o-Verfahren Magnesiummethylcarbonat. Benötigt wird jedoch nur reines FCKW R12 als Lösungsmittel. Das BPA-Ethanolamin-Verfahren (USA, Book Preservation Associates). Bei diesem auch unter dem Namen „Booksaver-Prozess" bekannten Verfahren wird das Papier zunächst mit Ammoniakdampf gesättigt. Anschließend wird gasförmiges Ethylenoxid in die Behandlungskammer eingeleitet, das mit dem Ammoniak im Papier unter Bildung von Ethanolamin reagiert. Der Bookkeeper-Prozess (USA, Koppers Company Inc.). Feinste Magnesiumoxid-Partikel werden mit Perfluoralkanen in das saure Papier transportiert. Im Unterschied zu FCKWs haben Perfluoralkane kein Ozonschädigungspotential, so dass dieses Verfahren als umweltfreundlich bezeichnet wird. Das Magnesiumethylat/Titanbutylat-Verfahren (Deutschland, Battelle Ingenieurtechnik GmbH). Als Entsäuerungsmittel wird eine Mischung aus Magnesiumethylat, Titanethylat und Titanisopropylat, gelöst in Hexamethyldisiloxan (HMDO), verwendet. Bei der Neutralisation bilden sich stabile Magnesium- und Titansalze.

Alle genannten Verfahren wurden über Jahre in Pilotanlagen getestet. Bisher sind allerdings nur 2 Großanlagen in Betrieb, in denen mehr als 100 000 Bücher pro Jahr behandelt werden können. Die Preservation Technologies, Inc. betreibt in Pittsburg/USA eine Massenentsäuerungsanlage nach dem Bookkeeper-Prozess (Kapazität: 100 000 Bücher pro

Jahr). In der Deutschen Bücherei in Leipzig ist eine für jährlich 150 000 Bücher ausgelegte Anlage nach dem Verfahren der Batteile Ingenieurtechnik GmbH installiert. Zur Entsäuerung von Archivalien als Einzelblätter wurde am Staatsarchiv Bückeburg in Zusammenarbeit mit der Papiertechnischen Stiftung (—• PTS), München, ein Verfahren entwickelt, bei dem als Wirksubstanz eine wässrige MagnesiumhydrogencarbonatLösung verwendet wird. Die Kapazität der errichteten Pilotanlage wird mit 600 Blatt pro Stunde angegeben. Literatur: Wächter, W.: Bücher erhalten, pflegen und restaurieren. Stuttgart: Hauswedell-Verlag, 1997 HA

Massey-Streichanlage (Massey coater) Dieses Verfahren war das erste on-line Streichverfahren als eine in eine Papiermaschine eingebaute Streicheinrichtung, 1933 von Massey erfunden. Um die viskose —» Streichfarbe vor dem Auftragen fein zu verreiben und zu verteilen, hatte Massey einen entsprechenden Walzensatz vorgesehen: zunächst 13 Walzen fur die obere Seite und 12 Walzen fur die untere Seite der Papierbahn sowie 2 Farbübertragswalzen. Später wurden für die Oberseite nur noch 5, für die Unterseite 4 Walzen eingesetzt. Jeweils 2 der Walzen arbeiteten als Dosierwalzen und liefen mit einer oszillierenden Bewegung. Die beiden Walzensätze gaben die Streichfarbe nach der Verteilung und Dosierung an die —> Farbübertragswalzen ab. Bei diesem Verfahren wurde die aus dem —• Maschinenglättwerk kommende Papierbahn durch die beiden großen, mit Kautschuk überzogenen Farbübertragswalzen hindurch gefuhrt. Dabei nahm sie die auf den Walzenmänteln gleichmäßig verteilte Farbe mit. Dieses Verfahren ist der Vorgänger des heute angewendeten dosierten Filmauftrags mit Walzen als —• Filmpresse mit Dosierwalzen. KT

285 Masso-Verfahren

Mattkalander

(Masso process in bookbinding) Das Masso-Verfahren ist ein stoffschlüssiges Fügeverfahren (—» Klebebindung) für Buchblocks, bei dem der Buchrücken durch einen Rillenschneidmesser mit Rillen versehen wird. Die Haftfestigkeit des —• Klebstoffs wird dadurch erhöht, ohne dass ein Ausfächern des Buchblocks notwendig ist. NE

(dull finishing calender) Das Erzeugen matter Oberflächen an ansonsten relativ glatten Papieren wird mit Mattkalandern oder umgerüsteten —• Super- bzw. —» Softkalandern durchgeführt. Die matten Oberflächen entstehen durch ein Prägen mit mattverchromten Walzenoberflächen; genau so, wie —• Glätte beim Satinieren durch „Glattprägen" entsteht (—• Satinage). Für —• Kunstdruckpapiere setzte man bisher („Original"-)Mattkalander mit einer speziellen Bahnführung ein (Abb. 1):

Mastix (mastic) Bei Mastix handelt es sich um ein —> Harz aus einer Pistazie, das bereits seit ca. 5 000 Jahren vor unserer Zeitrechnung zum Kleben und für Abdichtungen im Bootsbau eingesetzt wurde. Zu der Gruppe der natürlichen Harze gehörend, lässt sich das Mastix wiederum der Untergruppe der Hartharze zuordnen, die in den Eigenschaften als geruch- und geschmacklos, hart und spröde beschrieben werden können. Das Mastix-Harz kommt auch heute noch bei der Herstellung von Firnissen (—• Druckfirnis), Malmitteln, Dichtungen und Klebstoffen zum Einsatz. Einen speziellen Einsatzzweck hat Mastix als Rostschutz- und Beschichtungsmittel für Metalle im Schiffs- und Brückenbau sowie in Verbindung mit Keramikfasern auch als Füller für Dehnungsfugen bei Schmelzöfen für Metalle gefunden. SD

Abb. 1 : Vier-Walzen-Mattkalander

Mater (matrix) Eine Mater ist ein Abformmaterial zur Herstellung der —• Kopie einer Hochdruckform. Die Mater kann aus unterschiedlichem Material bestehen. Für den Abguss (Stereo) verwendet man Pappe oder Kunststoff, für vulkanisierte (—• Vulkanisieren) Abformungen Gummi oder —»Kunstharz, die galvanische Methode erfordert Kunststoff, —• Blei oder Wachs. DO

Mattglätten (dull finishing) —• Mattsatinieren

Dieser Vier-Walzen-Mattkalander ist mit mattverchromten —>Ober- und —> Unterwalzen bestückt, zwischen denen sich ein elastischer Wechselspalt befindet. Die Mattverchromung hat eine „kissenformige" Struktur (pillow), wodurch die mattsatinierte Papieroberfläche ein höheres Lichtbrechungsvermögen und damit ein „tieferes" Matt erhält. Die obere Mattwalze weist eine höhere Rautiefe (z.B. R a = 2,0 μηι) auf als die untere (z.B. R a = 1,8 μηι) (-»Rauheit). Durch den speziellen Bahnlauf stellt sich eine für beide Papierseiten gleiche Mattierung ein. Die Mattsatinage in umgerüsteten Superkalandern

286 erfolgt mit wenigen Walzenspalten, niedrigen Temperaturen und geringen —> Linienkräften. Dafür sind eine zweckdienliche Bahnführung und der offene Spalt über dem verbleibenden Walzenpaket erforderlich, für den man bisher eine Walze aus dem Walzenpaket entnehmen musste, den man heute bei —> Kalandern mit —•Hebelführung aber einfacher durch entsprechende Einstellung des Hängewerks (—• Hängespindel) erhält. Bei dieser Art der Mattsatinage (Abb. 2) arbeiten nur die unteren Walzen des Kalanders unter der Last ihres eigenen Gewichts bei niedrigen Temperaturen. Sog. Mattsatinageeinrichtungen sollten ein Tanzen der oberen Walze verhindern, indem ein Hebel deren Lager fixiert, ohne sie zu belasten. Moderne Superkalander (SNC-Kalander) und —• Janus Concept-Kalander erreichen niedrige Linienkräfte (unter Walzenlast). Damit erzielt man für Mattpapiere im kühlen Kalander eine Leichtsatinage (silk finish), die auch als Mattsatinage bezeichnet wird. Softkalander mit mattverchromten —• Hartgusswalzen sind für die Mattsatinage prädestiniert, da jeder Walzenspalt individuell belastet und temperiert, bei Mattpapieren also mit geringer Linienkraft und niedriger Temperatur beaufschlagt werden kann.

4 Nips

5 Nips

# Φ φ* •

Φ « · Φ

Abb. 2: Mattsatinage in Superkalandern

SZ

Mattpaste (matting agent) Mattpaste wird insbesondere schwarzen —> Druckfarben für den —• Offsetdruck in kleinen Mengen (1 bis 2 %) zugesetzt, um einen Matteffekt im Druck (meist schwarze —> Volltonflächen) zu erzielen. Die Mattpaste basiert meist auf Kieselsäurepigment (S1O2), das in einem geeigneten, mit der betreffenden Druckfarbe verträglichen Bindemittel dispergiert ist. Der Zusatz zur Druckfarbe kann nicht beliebig gesteigert bzw. variiert werden, da das Pigment auch einen erheblichen Einfluss auf die Theologischen Eigenschaften der Druckfarbe ausübt. Dabei können die Fließeigenschaften, der —> Tack und die Aufnahme des —• Feuchtmittels der Druckfarbe stark verändert werden, so dass die Laufeigenschaften sich verschlechtern und Druckschwierigkeiten auftreten. RO

Mattsatinieren (dull finishing) Matte Oberflächen ansonsten glatter Papierund Kartonsorten können nur bei Einsatz geeigneter Materialien für —• Rohpapier, Füllstoff und Strich (z.B. mit Calciumcarbonat als Füllstoff- oder Strichkomponente) und —> Kalandern mit mattverchromten Walzenoberflächen und entsprechenden Betriebsbedingungen erreicht werden. Ein niedriges Glanzniveau (—• Glanz) an hochwertigen, glatten —> Kunstdruckpapieren erzeugte man bisher in Original-Mattkalandern, deren Arbeit eher ein Mattprägen - mit für die obere und untere Mattwalze unterschiedlichen Raustufen - darstellt. Wird die Mattsatinage mit —> Superkalandern ausgeführt, werden diese so umgerüstet, dass sie mit wenigen Walzenspalten bei niedrigen Temperaturen und geringen —• Linienkräften arbeiten können (—> Mattkalander). Dieses Verfahren ergibt ein Pseudo-Matt (Seidenmatt) und müsste eher als Leichtsatinage bezeichnet werden (engl.: dull finish). Moderne Kalander können durch ihre weitreichenden Einstellmöglichkeiten - mit

287 Linienkräften unterhalb der Walzenlast auch die fur eine Mattsatinage erforderlichen Bedingungen bereitstellen. —• Sofitkalander sind in idealer Weise für die Mattsatinage prädestiniert, weil jeder Spalt individuell bei der Mattsatinage also auch mit niedrigen Temperaturen und geringen Linienkräften beaufschlagt werden kann. Einige Mattpapiere werden —•unsatiniert angeboten. Diese haben einen speziellen Mattstrich mit feinmatten Oberflächen, weisen aber oft den Nachteil der meisten Mattpapiere auf, nämlich die Empfindlichkeit gegenüber 'fingertips' und Greiferspuren, die sich auf der matten Oberfläche als glänzende Markierung zeigen. SZ

Maximale Arbeitsplatzkonzentration (MAK-Wert) (maximum working place concentration) Die maximale Arbeitsplatzkonzentration, auch als MAK-Wert bezeichnet, ist die Konzentration eines Stoffs in der Luft am Arbeitsplatz, bei der nach dem gegenwärtigen Kenntnisstand die Gesundheit des Arbeitnehmers nicht beeinträchtigt wird. M A K Werte werden von der „Senatskommission zur Prüfung gesundheitsschädlicher Arbeitsstoffe" der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) ermittelt und jährlich aktualisiert. Diese Kommission beschreibt den M A K Wert als die höchstzulässige Konzentration eines Arbeitsstoffs als Gas, Dampf oder Schwebstoff in der Luft am Arbeitsplatz, die nach dem gegenwärtigen Stand der Kenntnis auch bei wiederholter und langfristiger, in der Regel täglich 8-stündiger Exposition, jedoch bei Einhaltung einer durchschnittlichen Wochenarbeitszeit von 40 Stunden, i.a. die Gesundheit der Beschäftigten nicht beeinträchtigt und diese nicht unangemessen belästigt. In der Regel wird der MAK-Wert als Durchschnittswert über Zeiträume bis zu einem Arbeitstag oder einer Arbeitsschicht integriert. Voraussetzung für die Aufstellung eines MAK-Werts für einen Stoff sind ausreichende toxikologische und/oder arbeitsmedizinische bzw. industriehygienische Erfahrungen

beim Umgang mit dem Stoff. Erfahrungen am Menschen haben bei der Beurteilung grundsätzlich Vorrang vor Tierversuchen. Eine Ankündigung vorgesehener Änderungen und Neuaufnahmen von Stoffen erfolgt jeweils mit der Herausgabe von jährlichen MAK-Listen. Die Senatskommission informiert den Länderausschuss für Arbeitsschutz und Sicherheitstechnik (LASI), den Bundesverband der Deutschen Industrie (BDI), den Hauptverband der gewerblichen Berufsgenossenschaften und den Deutschen Gewerkschaftsbund (DGB) rechtzeitig über die diskutierten Änderungen. Von Bedeutung ist die MAK-Werte-Liste wegen der darin vorgenommenen Einstufung von Arbeitsstoffen in die Kategorien „krebserregend", „erbgutverändernd" und „fruchtschädigend"; letztere sind in der Liste in der Spalte „Schwangerschaft" berücksichtigt. In Teil I I I der MAK-Werte-Liste werden krebserzeugende Stoffe eingestuft als eindeutig krebserzeugend (Gruppe I I I A) und als Stoffe mit begründetem Verdacht auf krebserzeugendes Potential (Gruppe I I I B). In der Gruppe I I I A wird wiederum unterschieden zwischen Stoffen, die beim Menschen erfahrungsgemäß bösartige Geschwülste zu verursachen vermögen (Gruppe I I I A 1) und Stoffen, die sich bislang nur im Tierversuch als krebserzeugend erwiesen haben (Gruppe I I I

A 2). Für krebserzeugende Stoffe der Gruppen I I I A l , I I I A2 oder I I I Β sind in der überwiegenden Zahl der Fälle aus Vorsorgegründen von der MAK-Werte-Kommission keine zulässigen Konzentrationswerte angegeben. Gleiches gilt für die als erbgutverändernd eingestuften Stoffe. Begründet wird dies damit, dass sich Krebs und Mutationen erst nach Jahren und Jahrzehnten bzw. unter Umständen erst in künftigen Generationen manifestieren. Da Expositionen gegenüber diesen krebserregenden Stoffen nicht gänzlich ausgeschlossen werden können, sind für die Praxis im Arbeitsschutz Richtwerte (Technische Richtkonzentrationen, TRK) angegeben, die die Grundlage für die zu treffenden Schutzmaßnahmen bilden sollen. Diese TRK-Werte

288 werden nicht von der MAK-WerteKommission vorgeschlagen, sondern werden vom Ausschuss für Gefahrstoffe, der den Bundesminister für Arbeit und Sozialordnung in Fragen der Arbeitssicherheit berät, festgelegt. HA

Maximale Maschinenbreite (maximum machine width) Die maximale Maschinenbreite ist nach ZELLCHEMING-Merkblatt II/2/81 definiert als die maximal mögliche Bahnbreite vor den —• Randspritzern, die auf der —• Siebpartie einer Papiermaschine die gebildete Breite der nassen Papierbahn beidseitig nach den papiermacherischen Erfordernissen um etwa 150 bis 250 mm reduzieren. Die beiden abgetrennten Randstreifen gelangen am Ende der Siebpartie in die —• Gautschbruchbütte. TI MD (machine direction) —> Längsrichtung (der Papierbahn)

Mechanische Abwasserbehandlung (mechanical waste water treatment) Die mechanische Abwasserbehandlung dient der Abtrennung von Feststoffen (—•Faserstoffen, —>Füllstoffen) aus dem —•Abwasser. Sie wird daher überwiegend als Vorreinigung (Vorklärung) vor anderen Verfahren der —• Abwasserreinigung, vor allem den biologischen Verfahren, angewendet. Die mechanische Abwasserbehandlung erfolgt mithilfe der —• Sedimentation, —• Flotation oder —• Filtration. Wird die Abtrennung der Feststoffe durch —> Flockungs- oder Flockungshilfsmittel unterstützt, was in der Papierindustrie oft der Fall ist, spricht man auch von chemisch-mechanischer Reinigung (—• chemische Abwasserbehandlung). MÖ

Mechanische Aufschlussverfahren (mechanical pulping) Mithilfe der mechanischen Aufschlussverfahren werden aus 1 bis 1,6 m langen Holzprü-

geln oder —• Hackschnitzeln Fasern, Faserbruchstücke und —• Feinstoff aus dem Holzverband herausgetrennt, um auf diese Weise —• Holzschliff (Steinschliff oder —• Druckschliff) oder Refiner —• Holzstoff zu gewinnen. Sofern keine Chemikalien bei dieser mechanischen Zerlegung des Holzes eingesetzt werden, erfolgt keine chemische Modifikation der im —> Holz befindlichen Komponenten (—• Cellulose, —• Hemicellulosen, —»Lignin). Die mechanischen Aufschlussverfahren sind durch eine hohe Ausbeute im Bereich von 94 bis 98 % gekennzeichnet, so dass also nur ein Holzverlust von 2 bis 6 % eintritt. Die mechanischen Aufschlussverfahren werden nach folgenden Prinzipien unterteilt: • • • • • •

SteinschliffVerfahren DruckschliffVerfahren Refiner-HolzstoffVerfahren (RMP-Verfahren) Thermomechanisches Refiner-Holzstoffverfahren (TMP-Verfahren) Chemothermomechanisches RefinerHolzstoffVerfahren (CTMP-Verfahren) Chemomechanisches Refiner-Holzstoffverfahren (CMP-Verfahren).

1) Das SteinschliffVerfahren wurde 1843 vom sächsischen Weber Friedrich Gottlob Keller erfunden und von den beiden Heidenheimern Voelter und Voith zur industriellen Reife entwickelt. Holzprügel von meistens 1 m Länge werden bei diesem Verfahren gegen einen rotierenden, rauen Stein von etwa 1,8 m Durchmesser und 1,5 m Breite unter Zugabe großer Wassermengen (80 bis 90° C Spritzwassertemperatur) entweder in einem —• Stetig- oder —> Pressenschleifer gepresst. Dabei werden teilweise weitgehend intakte Fasern, aber vornehmlich Faserbruchstücke und Feinstoffe in der Schleifzone bei hoher Temperatur (über 100° C) aus den angepressten Prügeln herausgetrennt. Unerwünschterweise fallen bei diesem mechanischen Trennvorgang auch —• Splitter an, die in nachfolgenden Sortieraggregaten (—> Drucksortierer) aus der Holzschliffsuspension entfernt und

289 mithilfe von —• Refinern in brauchbare Fasern zerlegt werden. 2) Seit den 70er Jahren wurde das klassische Steinschliffverfahren mithilfe von —> Druckschleifern zwecks Verbesserung der Festigkeitseigenschaften des daraus hergestellten Druckschliffs modifiziert. Das Werkzeug ist ebenfalls ein rotierender Stein. Das Gehäuse dieses Zwei-Pressenschleifers ist vollständig gegen die Atmosphäre abgedichtet, so dass dank des mit Druckluft einstellbaren Überdrucks (bis 5 bar) die Temperatur des Holzes in der Schleifzone erhöht werden kann, was der Plastifizierung des Lignins in der —» Mittellamelle zwischen den Fasern zugute kommt. Aus diesem Grund enthält der erzeugte Druckschliff einen größeren Anteil an intakten Fasern, woraus eine höhere mittlere Faserlänge des Holzschliffs und höhere Festigkeitseigenschaften (—• breitenbezogene Bruchkraft, —• Weiterreißarbeit) resultieren. 3) Seit den 60er Jahren wurden Alternativen des Refiner-HolzstoffVerfahrens vornehmlich in Nordamerika entwickelt. In diesem Fall werden die dem —• Refiner zugeführten Hackschnitzel zwischen 2 rotierenden Stahlscheiben mit ihren Messergarnituren in Fasern, Faserbruchstücke und Feinstoff zerlegt, wobei der Anteil an Langfasern größer ausfallt als beim Steinschliff- und Druckschliffverfahren. 4) Beim ursprünglichen, kaum noch praktizierten RMP-Verfahren (refiner mechanical pulping), werden die Hackschnitzel nicht vorbehandelt. Das heute dominierende TMPVerfahren (thermomechanical pulping) ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hackschnitzel mithilfe von Dampf für 3 min bei einer Temperatur von 130° C vor der Beschickung des Refiners gedämpft werden, um das in der Mittellamelle befindliche Lignin zu erweichen. Dank dieser Vorbehandlung erhält man einen Holzstoff mit einem großen Anteil von langen Fasern, allerdings auf Kosten eines verringerten Anteils an Feinstoff. Daraus resultiert ein Papierblatt mit hohen Festigkeitseigenschaften, aber geringerer —• Opazi-

tät, verbunden mit einem geringeren —• Weißgrad zufolge der thermischen Vorbehandlung. 5) In seltenen Fällen werden die Hackschnitzel mit Chemikalien (z.B. —•Natriumsulfit) sowohl thermisch als auch chemisch vorbehandelt, was allerdings zu einer geringeren Ausbeute um 90 % führt. Der Vorteil dieses kombinierten Verfahrens ist ein besonders hoher Anteil von langen Fasern zugunsten hoher Festigkeitseigenschaften des daraus erzeugten Papiers. Außerdem lassen sich neben —• Nadelholz (bevorzugt —» Fichte) auch kurzfaserige —> Laubhölzer (z.B. —• Eukalyptus) zu einem brauchbaren Holzstoff als Faserkomponente von —• holzhaltigen Papieren, aber auch —• Hygienepapieren und Karton verarbeiten. GG

Mehlstoff (flour) Mehlstoff ist nach der Modellvorstellung von Brecht und Mitarbeitern neben dem Schleimstoff eine der beiden Feinstoff-Komponenten im —• Holzstoff. Er besteht im Wesentlichen aus sehr stark zerkleinerten Faserfragmenten, die als kubische Struktur nicht fibrilliert sind und wegen ihrer geringen spez. Oberfläche kaum einen Beitrag zum Faser-zu-FaserBindevermögen (—> Faser-zu-Faser-Bindung) beitragen. Ähnlich wie —> Füllstoff mindert der Mehlstoff sämtliche Festigkeitseigenschaften (z.B. —> Bruchkraft) eines Papierblatts aus Holzstoff. Der Mehlstoff hat eine durchschnittliche Länge von 20 bis 30 μηι und eine Breite bis zu 30 μηι. Während sich Mehl- und Schleimstoff in ihrer Längsausdehnung kaum unterscheiden, sind deutliche Unterschiede im Verhältnis Länge zu Breite gegeben. Der Schleimstoff weist vorwiegend eine langgestreckte, stark fibrillierte Gestalt auf, die der Faser-zu-Faser-Bindung zugute kommt. Ein weiterer Unterschied besteht in der Flexibilität der beiden Partikelarten. Der fadenförmige Schleimstoff ist äußerst flexibel. Im Gegensatz dazu verhalten sich Mehlstoffpartikel starr.

290 Mehlstoff übernimmt im Papier die Funktion eines „organischen Füllstoffs". Ein Überangebot an Mehlstoff bewirkt in erster Linie eine Reduzierung der Festigkeitseigenschaften. Dies ist auf die geringe spez. Oberfläche des Mehlstoffs zurückzufiihren, der deshalb weniger bindungsaktive Faserkontaktstellen in das Blattgefuge als z.B. der Schleimstoff einbringen kann. Zur Bestimmung des Mehlstoffgehalts in der gesamten Feinstofffraktion (—> Feinstoff) macht man sich die unterschiedliche Sedimentationsgeschwindigkeit von Mehl- und Schleimstoff zunutze. Mehlstoff hat eine höhere Sedimentationsgeschwindigkeit und ein geringeres Sedimentationsvolumen als Schleimstoff. Bei der industriellen Qualitätskontrolle in Holzstoffanlagen wird zwar der Feinstoffgehalt von Holzstoffsuspensionen durch —> Fraktionierung mithilfe eines Faserfraktioniergeräts quantifiziert, wegen des großen Aufwands wird jedoch keine weitere Analyse des Gehalts von Mehl- und Schleimstoff durchgeführt. MM

Mehrfachabrolleinrichtung für Querschneider (multiple-reel unwind for sheet cutters) Die —> Querschneider für die Ausrüstung von Papierbahnen werden zumeist mit Mehrfachabrolleinrichtungen ausgestattet. Dabei überwiegt der —• achslose Betrieb. Mehrfachabrolleinrichtungen gibt es in verschiedenen Ausführungen. Sie können bis zu 6 Rollen mit einem Durchmesser von 1 500 bis 1 600 mm aufnehmen.

Abb. 1 zeigt das Beispiel einer Mehrfachabrolleinrichtung mit 6 Doppelabrolleinrichtungen. Neue Rollen werden auf Rollenschlitten (1) in die einzelnen Abrolleinrichtungen (2) eingefahren, wo sie durch die auf und ab zu schwenkenden Rollenhalterungen (3) aufgenommen werden. Oberhalb jeder Abrolleinrichtung sind eine —• Papierbahn-Brechvorrichtung (4) und eine —• Bahnspannungsregelung (5) angeordnet. In Abb. 2 ist das Beispiel einer Mehrfachabrolleinrichtung mit zweimal 6 übereinander angeordneten Einzelabrolleinrichtungen (1) gezeigt. Die Mehrfachabrolleinrichtung ist auf einer Drehbühne (2) aufgebaut. Während die —• Rollen der ersten 6 Abrolleinrichtungen abgewickelt werden, können die anderen 6 Abrolleinrichtungen mithilfe eines Krans neu bestückt werden. Zum Rollenwechsel wird die Drehbühne um 180° gedreht. Dadurch ist für den Querschneider nur ein kurzer Maschinenstillstand erforderlich. Für die unteren und oberen Bahnen ist je eine Papierbahn-Brechvorrichtung (3) eingebaut. In Abb. 3 ist ein Beispiel einer Mehrfachabrolleinrichtung mit 4 Einzelabrolleinrichtungen (1) dargestellt. Zum Rollenwechsel können die Rollenaufnahmearme (2) auf- und abgefahren werden. Die jeweils oberste (3) und unterste (4) Bahn durchläuft eine Papierbahn-Brechvorrichtung (5) und eine Bahnspannungsregelung (6). KT

Abb. 1: Mehrfachabrolleinrichtung mit Doppelabrolleinrichtungen (Quelle: Jagenberg)

291

Abb. 3: Mehrfachabrolleinrichtung mit Einzelabrolleinrichtungen (Quelle: Jagenberg)

Mehrfachstreichen (multiple coating) Unter dem Begriff Mehrfachstreichen versteht man alle Streichverfahren, bei denen mehr als eine Strichschicht (—• Strich) pro Seite der Papierbahn aufgebracht wird (—• Doppel- und —> Dreichfachstreichen). Mehr als 3 Strichschichten auf einer Seite sind bei —• Druckpapieren nicht üblich. Bei Spezialpapieren sind jedoch Mehrfachstriche mit mehr als 4 Strichschichten möglich. GZ

Mehrfarbendruck (multicolor printing) Mehrfarbendruck ist nach D I N 16000 die Bezeichnung für das —• Drucken farbiger Bilder, die —> Halbtöne aufweisen, wobei durch Übereinanderdruck mehrerer Grundfarben (—• Druckfarben) in genauem —• Passer Mischfarben entstehen. Das im Mehrfarbendruck hergestellte Druckerzeugnis wird ebenfalls als Mehrfarbendruck bezeichnet. Entsprechend dem —• Druckverfahren unterscheidet man zwischen Mehrfarbenbuch-

292 druck, Mehrfarbenoffsetdruck, Mehrfarbentiefdruck u.a. Bezüglich der Farbmischgesetze im Mehrfarbendruck ist zwischen dem rasterlosen und dem gerasterten (autotypischen) Druck zu unterscheiden. Der rasterlose Mehrfarbendruck beruht ausschließlich auf der —• subtraktiven Farbmischung und ist in dieser Beziehung der Farbfotografie gleichzusetzen. Beim autotypischen Mehrfarbendruck entstehen die Mischfarben teils nach additivem und teils nach subtraktivem Prozess (—• additive bzw. subtraktive Farbmischung).

Mehrkomponentenerfassung (multi-component recyclable container collection) —> Altpapier-Sammelsysteme

Mehrlagige Blattbildung (multi-ply sheet formation) —•Verpackungspapiere und —•Karton sind meist aus mehreren Lagen aufgebaut. Dazu werden mehrere einzelne Lagen gebildet und im nassen Zustand miteinander verbunden (vergautscht). Die Struktur (z.B. —•Formation) jeder einzelnen Lage kann bei der —• Blattbildung weitgehend unabhängig voneinander beeinflusst werden. Die Lagen werden entweder getrennt gebildet und unmittelbar darauf verbunden oder es wird ein Suspensionsstrahl mithilfe eines —• SekundärStoffauflaufs direkt auf eine bereits gebildete Bahn aufgebracht.

Die subtraktiven Mischfarben werden durch Übereinanderdrucken von —• Rasterpunkten oder Flächen erzeugt. So ergeben z.B. sich überdeckende gelbe und cyanfarbene Rasterpunkte subtraktiv Grün, weil im Übereinanderdrucken von beiden Druckfarben gemeinsam nur noch Licht aus dem grünen Spektralbereich remittiert wird. Dies setzt voraus, dass die gedruckten Farbschichten genügend transparent (lasierend) sind. v Produkt FG Bmax Nebeneinander gedruckte gel[g/m2] [mAriin] be und cyanfarbene RasterTestliner 70-350 1000 punkte werden additiv als braunAweiß gedeckt Grün empfunden. Vorausset(440) Kraftliner braunAweiß gedeckt zung ist, dass die RasterWellenpapier punkte sehr klein sind oder Sack papi er aus großer Entfernung betrachtet werden. Bei beiden Testliner 70-300 1000 Arten der Farbmischung ist braunAweiß gedeckt Kraftliner auch die Farbe des —•BebraunAveiß gedeckt druckstoffs zu berücksichtiWellenpapier Sack papi er gen, wobei dieser zur Erreichung eines großen Farbumfangs möglichst weiß sein Abb. 1 : Zweilagen-Blattbildungssysteme (FG = Flächengewicht) sollte ( - • Weißgrad). Nach den Gesetzen der subtraktiven Farb1) Zweilagen-Blattbildungssysteme werden synthese (—•Farbenlehre) werden zur farbbei Verpackungspapieren, wie z.B. —• Testgetreuen Wiedergabe farbiger Vorlagen nur liner, —• Kraftliner, —• Wellenpapieren oder die 3 Grundfarben (Gelb, —• Magenta, —• Sackpapieren, eingesetzt (Abb. 1). —• Cyan) benötigt. Darüber hinaus wird zur besseren Wiedergabe von Grautönen und 2) Dreilagen-Blattbildungssysteme werden Schwarz sowie zur Unterstützung der Tiebei der Herstellung von Karton oder Verpafenwirkung als vierte Druckfarbe Schwarz ckungspapieren verwendet. Einsatzmöglichgedruckt (Vierfarbendruck). Durch Anwenkeiten sind bei Kraftliner und Testliner gegedung von Sekundärfarben (z.B. Grün und ben sowie z.B. bei Flüssigkeitskarton oder Rot) werden bis zu 8 Farben gedruckt, um Gipskarton (Abb. 2). bestimmte Farbnuancen zu erreichen. NE

293

Produkt

A Na

«K

—ç,——ο

0

FG [gAn2]

v

Bmax

[m/min]

100-400 Gipskarton Kraftliner braun/weiß gedeckt Flüssigkeitskarton Testliner braun/weiß gedeckt

1000

100-350 Gipskarton Kraftliner braun/weiß gedeckt Flüssigkeitskarton Testliner braun/weiß gedeckt

1000

Abb. 2: Dreilagen-Blattbildungssysteme

Produkt

^

FG [gAn2]

VBmax [m/rriin]

Faltschachtel- 150-500 karton (700) Graukarton FlüssigKeitskarton

800

Flüssigkeits150-400 karton Faltschachtelkarton Graukarton

800

Langsieb

Na

a—J3—-Ο-—

a

©

Abb. 3: Vierlagen-Blattbildungssysteme

3) Vierlagige Blattbildungssysteme werden insbesondere bei der Herstellung von —• Faltschachtelkarton und anderen Kartonsorten verwendet (Abb. 3).

höheren Maschinengeschwindigkeiten feststellbar. Verpackungspapiere werden nur noch selten auf —> Rundsieb-, sondern auf —> Mehrlangsiebmaschinen hergestellt. Bei höheren Maschinengeschwindigkeiten werden zunehmend —• Gapformer eingesetzt. Das klassische Einsatzgebiet einer Langsiebmaschine mit 2 Langsieben ist z.B. für —• Deckenpapiere. Die zu bedruckende Außenseite des Deckenpapiers wird z.B. mit einem —> Obersieb gebildet (Abb. 1). Dazu können weiße oder braune Fasern aus —> Primär- oder —> Sekundärfasern eingesetzt werden. Bei der Kartonherstellung erlaubt die Mehrlagensiebpartie einen Einsatz verschiedener Faserstoffe, um die geforderten Qualitätseigenschaften möglichst wirtschaftlich zu erreichen. Faserstoffe mit hohem —> Elastizitätsmodul in den Außenlagen und eine Einlage mit hohem —• spez. Volumen ergeben eine hohe —• Biege-

steifigkeit. Vierlagige Blattbildungssysteme erfüllen in der Regel die gestellten Anforderungen (Abb. 2). Beim Vergautschen muss für ausreichende —• Spaltfestigkeit mindestens eine feinFür die einzelnen Lagen werden oft gleiche stoffreiche (—> Feinstoff) Seite einer Lage mit —> Blattbildner herangezogen. Die Produk- einer feinstoffarmeren Seite verbunden wertionsleistung in [t/m Arbeitsbreite] der Blattden. bildner nimmt in der Rangfolge —• Rundsieb, Ein fünftägiges Blattbildungskonzept er—> Rundsiebformer, —> Saugformer, —> Lang- laubt eine weitere Optimierung des Blattaufsiebe und —• Doppelsiebformer zu. B U baus (Abb. 2). Die Vorteile eines fünftägigen Konzepts sind eine Verbesserung der —• Formation bei hohen —• flächenbezogenen Mehrlangsiebmaschine Massen durch Verteilung der Einlage auf 2 (multi-Fourdrinier machine) Siebe. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, Bei Verpackungspapiermaschinen ist ebenso bei Chromotriplexkarton mit weißer Rückwie bei der Kartonherstellung ein Trend zu seite durch Einsatz einer helleren

294 Mehrrundsiebmaschine (multicylinder machine, multivat machine) Die Mehrrundsiebmaschine besteht aus mehreren —> Rundsieben, die mehrlagige Papiere oder Karton herstellen. Im Jahr 1930 wurden bis zu 4 Rundsiebe für die Herstellung von Karton mit einer flächenbezogenen Masse von 40 bis 120 g/m 2 je Lage bei Maschinengeschwindigkeiten zwischen 10 und Abb. 1 : Langsieb mit Obersieb 20 m/min gefahren. Heute kann die ArbeitsgeFeinstoffVerteilung schwindigkeit bei Rundsiebmaschinen bis zu 150 m/min betragen. Jedoch nimmt die Qualität (z.B. —•Formation, Gleichmäßigkeit der flächenbezogenen Masse in —> Querrichtung) eines Kartons mit zunehmender Geschwindigkeit stark ab. Der Einsatz liegt daher vorwiegend bei der Pappenherstellung und bei niedrigen MaschinengeAbb. 2: Mehrlangsiebkonzepte für Kartonmaschinen schwindigkeiten. Für weit höhere Produktivitäten Schonschicht die flächenbezogene Masse der werden bei Karton —• Rundsiebformer, MehrlangsiebmaschiRückseite zu reduzieren und somit bei glei—> Saugformer oder BU chem —> Weißgrad gebleichte Zellstofffasern nen eingesetzt. einzusparen. Eine möglichst gute Formation der Einlage ist wesentliche Voraussetzung, um beim Mehrschichtige Blattbildung Karton eine niedrige —• Rauheit, gleichmäßi- (multi-layer sheet formation) ge Strichaufnahme (—• Strich) und ein ruhiBei der Mehrschicht-Blattbildung werden ges Aussehen der Oberseite ohne Glanzspemehrere Suspensionsströme mit meistens ckigkeit und Narbigkeit zu erzielen. Die Konunterschiedlicher stofflicher Zusammensetsequenz der verbesserten Formation und zung in der Blattbildungszone einer PapierRauheit ist auch, dass die Glättwerksarbeit maschine gemeinsam entwässert. Die Teil(—> Maschinenglättwerk) reduziert und un- ströme vermischen sich teilweise in der nötige Volumenverluste zugunsten hoher Blattbildungszone, so dass sich eine verbesBiegesteifigkeit vermieden werden können. serte —• Spaltfestigkeit zwischen den einzelBU

295

Produkt

FG [g*n2]

VBmax

[mtoiin]

Testliner 100-350 braun/weiß gedeckt Kraftliner braun/weiß gedeckt

1000

Testliner 100-300 1000 braun/weiß gedeckt Kraftliner braun/weiß gedeckt

Zweischicht-Stoffaufläufe und zusätzliche Lage (FG = Flächengewicht)

nen Schichten bei ausreichender Schichtenreinheit ergibt. Vor allem bei —• Doppelsiebformern wird eine sehr gute Schichtenreinheit erzielt. Zweischicht-Stoffaufläufe werden vor allem bei —• Verpackungs- oder —> Hygienepapieren und Dreischicht-Stoffaufläufe z.B. bei —• Kopierpapieren eingesetzt. Wichtige Voraussetzungen für eine kontrolliert geringe Vermischung der Suspensionsstrahlen im —• Stoffauflauf und Blattbildungsbereich sind demnach folgende: • •

• • • •

ruhiges Austreten der Suspensionsstrahlen aus dem Stoffauflauf keine vom Ende des Trennelements im Stoffauflauf induzierten Strömungsstörungen kurze Freistrahllänge zwischen Stoffauflauf und Blattbildungszone sanfter Eintritt des Suspensionsstrahls in die Blattbildungszone schnelle Blattbildung, zumindest der äußeren Schichten geringe Turbulenzerzeugung im initialen Blattbildungsbereich.

Wichtig sind ein kurzer, ruhiger Strahl sowie eine pulsationsfreie —• Entwässerung auf einer —• Formierwalze. Bei Verpackungspapieren werden die sauberen Fasern in die Außenschicht platziert, während aus geringer gereinigtem Stoff die Einlage (Innenschicht) gebildet wird.

Durch Kombinieren von mehrschichtigen und mehrlagigen Blattbildungssystemen (—> mehrlagige Blattbildung) kann eine weitere Optimierung der Bahnstruktur erreicht werden (z.B. dreilagige Bahn, hergestellt mit Zweischicht-Stoffauflauf am Doppelsiebformer plus zusätzlicher Lage) (Abb.). BU

Mehrstufenkochung (multistage digestion) Eine Mehrstufenkochung ist ein Aufschlussprozess, der in mehreren aufeinander folgenden Stufen bei Modifizierung des —• Kochregimes unter Austausch der —• Kochflüssigkeit durchgeführt wird. Auch die Imprägnierung der —> Hackschnitzel mit Kochflüssigkeit wird als separate Kochstufe betrachtet. Bei den Ausführungen zur Mehrstufenkochung soll von den klassischen Grundverfahren zur Erzeugung von —> Sulfat- und —> Sulfitzellstoff ausgegangen werden. Derzeit beträgt die Weltproduktion an Sulfatzellstoff ca. 80 %, bei Sulfitzellstoff sind es ca. 6 %, bezogen auf die gesamte Produktion an - > Halbzellstoff und Zellstoff. Beide Verfahren unterscheiden sich voneinander und zeichnen sich durch Vor- und Nachteile aus. Betrachtet man den Aufschlussprozess als einen Extraktionsvorgang für funktionalisiertes Lignin (—•Extrahieren), berücksichtigt die Hauptbestandteile des —> Holzes (—> Cellulose, —» Hemicellulosen, —> Lignin und akzessorische Bestandteile) mit ihrem unterschiedlichen Verhalten beim Kochprozess, so lässt sich die Notwendigkeit einer mehrstufigen Prozessführung ableiten, von der allerdings nur in wenigen Zellstoffanlagen der Welt Gebrauch gemacht wird. Folgende Ziele können durch eine Mehrstufenkochung realisiert werden: • •

Senkung des —> Aufschlussgrads (—> Kappa-Zahl) Verbesserung bzw. Erhalt der Zellstofffestigkeit

296 • •

• •

Reduzierung des Chemikalieneinsatzes Energieeinsparung durch Nutzung des Wärmeinhalts der —• Ablauge für weitere Aufschlüsse Erhöhung der Selektivität der —• Delignifizierung Stabilisierung der Hemicellulosen (z.B. gleichmäßige und niedrige HydroxidIonen-Konzentration alkalischer Prozessstufen).

Den Vorteilen stehen immer ein erhöhter finanzieller Aufwand für kompliziertere Technologien und meist eine aufwendigere —• Chemikalienrückgewinnung gegenüber. Einen kurzen Überblick über mehrstufige Verfahrensvarianten, die sich vor allem in dem pH-Wert der Aufschlussstufen unterscheiden, soll folgende Aufzählung geben: 1) Mehrstufenkochprozesse mit saurer Endstufe: • Sulfit - Sulfit • Vorhydrolyse - Sulfit • Hydroxid - Sulfit • Neutralsulfit - sauer Sulfit • Bisulfit - sauer Sulfit • Neutralsulfit - Bisulfit. 2) Mehrstufenkochprozesse mit alkalischer Endstufe • Vorhydrolyse - Sulfat (zur —•Vorhydrolyse können Dampf, Wasser, —• Schwefelsäure oder Halogenwasserstoffsäuren eingesetzt werden) • Sulfit - Sulfat • Sulfit - Carbonat • Bisulfit - Carbonat • Bisulfit - Neutralsulfit • Carbonat - Sulfat • Carbonat - Hydroxid • Schwarzlauge - Sulfat • Hydrosulfid - Hydroxid. Der Sulfataufschluss erfuhr in jüngster Vergangenheit mit der Zielstellung der Erzeugung TCF-bleichbarer Zellstoffe ( - * T C F Bleiche) eine dynamische Entwicklung mit mehrstufiger Aufschlussführung. Deshalb

sollen einige moderne Sulfatverfahren genannt werden: •

Kontinuierliche Aufschlusssysteme: - Modified Continuous Cooking (MCC) - Extended Modified Continuous Cooking (EMCC) - Isothermal Cooking (ITC).

•

Diskontinuierliche Aufschlusssysteme: - RDH (Rapid Displacement Heating) - Superbatch - Enerbatch.

Die Entwicklung der letzten Jahre ist auch durch neue, —> alternative Aufschlussverfahren gekennzeichnet. Als Aufschlusschemikalien kommen u.a. organische —•Lösungsmittel (speziell Alkohole und Amine), organische Säuren und Ester sowie —> Peroxide zur Anwendung. Beispielhaft für einen mehrstufigen Extraktionsprozess mit —> Ethanol als Lösungsmittel sei der kanadische AlcellProzess genannt. AR

Mehrwegschieber (multi-way valve) —> Schieber

Mehrzylinder-Trockenpartie (multi-cylinder dryer section) Unter einer Mehrzylinder-Trockenpartie versteht man eine —• Trockenpartie, die im Gegensatz zu einer solchen mit nur einem (großen) —» Trockenzylinder (3,0 bis 6,2 m Durchmesser) eine größere Anzahl an Trockenzylindern (1,5 bis 2,2 m Durchmesser) enthält. Bei Kartonmaschinen kann die Anzahl bis zu 100 betragen, bei —• grafischen Papieren werden zwischen etwa 20 und 70 Zylinder eingesetzt, je nachdem ob es sich um eine Maschine mit —• ein- oder zweireihiger Trockenpartie handelt oder ob eine —> Leim- oder —• Filmpresse integriert ist. HO

297 Melaminbarrierefolie (melamine barrier foil) Die Melaminbarrierefolie ist ein mit —• Melaminharz imprägniertes Spezialpapier, das zur Herstellung von Schichtstoffplatten (z.B. für Laminatfußböden, Tischplatten) verwendet wird und das die Aufgabe hat, zwischen Dekorfilm (—* Melamindekorfolie) und Trägerplatte eine Barriereschicht zu bilden. Als —• Rohpapiere werden vorwiegend gebleichte oder ungebleichte Sulfatzellstoffpapiere verwendet. Die Masse des bei der Imprägnierung eingebrachten Harzes beträgt in der Regel zwischen 50 und 80 % der Papiermasse. KB

Melamindekorfolie (melamine decorative foil) Die Melamindekorfolie ist ein mit —• Melaminharz imprägniertes Spezialpapier, das zur Herstellung von Schichtstoffplatten (z.B. für Laminatfußböden, Tischplatten) verwendet wird und das durch Einfarben oder Bedrucken der produzierten Schichtstoffplatte eine dekorative Wirkung (z.B. Holzmaserung, Schachbrettmuster) verleiht. In aller Regel handelt es sich bei den eingesetzten —• Rohpapieren um hochwertige Zellstoffpapiere, die absolut deckend, d.h. mit einer sehr hohen —> Opazität ausgestattet sein müssen. Diese hohe Opazität wird durch entsprechend hohe —> Füllstoffgehalte des —> Dekorpapiers erreicht. Daneben müssen weitere wichtige Anforderungen, wie z.B. die —>Be- und —• Verdruckbarkeit, erfüllt werden. Die Masse des bei der Imprägnierung eingebrachten Harzes entspricht häufig in etwa der Papiermasse. KB

auch als Melaminfolie oder als Melaminfilm bezeichnet. Die Verarbeitung erfolgt unter Druck und Wärme, wobei die Melaminfolien mit Trägermaterialien (z.B. Holzfaserplatten) bei höheren Temperaturen verpresst werden (—• Hochdruckoder —> Niederdruckbeschichtung). Bei den für die Imprägnierung verwendeten Melaminharzen handelt es sich um Vorkondensate des Melamins mit —• Formaldehyd, die während der Imprägnierung in einen höheren Kondensationsgrad überführt werden und erst bei der Verpressung vollständig aushärten bzw. vernetzen. KB Melaminharze (melamin resins) Melaminharze (MF-Harze) sind härtbare Umsetzungsprodukte von Melamin mit Aldehyden oder Ketonen. Größte Bedeutung haben die Produkte aus Melamin und —• Formaldehyd (-* Formaldehydharze) erlangt. Technisch wird Melamin-Pulver meist mit Formaldehyd-Lösung umgesetzt. Das schlecht wasserlösliche Melamin geht unter Bildung von Methylolmelaminen schnell in Lösung. Melamin kann bis zu 6 Moleküle Formaldehyd binden. Bei der Herstellung der Harze werden stets Gemische erhalten, die in Abhängigkeit von den Reaktionsbedingungen neben den monomeren Methylolmelaminen auch Oligomere enthalten. Nur Hexamethylolmelamin kann durch eine bestimmte Reaktionsführung gezielt hergestellt werden. ^OH

Τ

^OH

I

Ν γ Ν Melaminfolie (melamine foils) Die Melaminfolie ist ein mit —> Melaminharz imprägniertes Spezialpapier, das vorzugsweise für die Herstellung von Schichtstoffplatten, auch Laminate genannt, Verwendung findet. Weil der Harzgehalt sehr hoch ist und in einigen Fällen die Papiermasse um ein Mehrfaches übersteigt, werden diese Papiere

HO^

.ISL

^OH

Hexamethylolmelamin

Die Verknüpfung der —• Monomeren kann durch Kondensation der Methylolgruppen mit freien Aminofunktionen zu Methylengruppen

298 oder mit Methylolgruppen zu Ethergruppen erfolgen. Die niedermolekularen Reaktionsprodukte sind meist wasserlöslich, ihre Stabilität ist aber auf wenige Wochen bis Monate begrenzt. Infolge einer allmählichen Weiterkondensation kommt es zur Ausfällung höhermolekularer Verbindungen, meist verbunden mit einem Ansteigen der Viskosität bis zum Gelieren. Neben den wässrigen MF-Harzlösungen ist auch Pulver erhältlich. Gehärtete MF-Harze sind farblos, transparent und sehr beständig gegenüber Wasser, Chemikalien und organischen —> Lösemitteln. Sie besitzen eine hohe Oberflächenhärte und Abriebfestigkeit, sind gute elektrische Isolatoren und flammfest. Bei der Nassfestausrüstung von Papier werden Melaminharze unter sauren Bedingungen als wärmehärtende Harze eingesetzt. Das kationische Harzkolloid zieht ohne zusätzliche —• Fixiermittel auf den -> Faserstoff auf. Durch Weiterkondensation des Harzes auf der Faser während der Trocknung wird das Papier nassfest. Die Kondensation des Harzes ist nach der Fertigung des Papiers noch nicht abgeschlossen, sondern erreicht den Endwert erst nach einer Lagerzeit von etwa 10 Tagen. Die Verstärkung der Bindung zwischen den Fasern durch Melaminharze führt auch zu einer deutlichen Erhöhung der Trockenfestigkeit. Modifizierte Melamin-Formaldehyd-Harze erhöhen sowohl bei natürlichen als auch synthetischen Bindemitteln und bei nicht pigmentierten —• Stärke-, —• CMC- und —> Alginat-Präparationen die Wasserfestigkeit und Steifigkeit des —• Strichs bzw. der Präparationen. Zur Herstellung von Selbstdurchschreibepapieren werden Farbbildner mikroverkapselt (—> Mikrokapseln). Dazu werden Melaminharze in Gegenwart von wasserlöslichen Schutzkolloiden und einer FarbbildnerÖlphase unter Säurekatalyse kondensiert. Während des Härtungsvorgangs erhält man ein grenzflächenaktives Polymer, das sich an der Oberfläche der Öltröpfchen abscheidet und zu stabilen Kapselwänden führt. Der Verkapselungsvorgang wird beeinflusst vom Verhältnis Melaminharz zu Schutzkolloid,

von der Temperatur, dem pH-Wert und den Bedingungen bei der Emulgierung der Farbbildnerlösung. MF-Harze dienen auch zur Herstellung von Laminaten und Formteilen, zur Verleimung von Spanplatten, als Textilhilfsmittel, als Additiv für hydraulische Bindemittel und als Vernetzer in Oberflächenbeschichtungen. Meist werden die Harze modifiziert, um sie an die jeweiligen Anforderungen anzupassen. Die Veretherung mit Alkoholen führt zu lagerstabilen Produkten mit verbesserten Löslichkeitseigenschafien. Die methanolveretherten Produkte sind gut wasserlöslich, während die mit höheren Alkoholen, z.B. Butanol, veretherten Harze in unpolaren organischen Lösemitteln löslich sind. Bei der Vernetzung veretherter MF-Harze wird neben Wasser und Formaldehyd auch ein Teil des Alkohols abgespalten. Veretherte MF-Harze haben eine große Bedeutung als Vernetzer in Oberflächenbeschichtungen. Harnstoff-modifizierte MF-Harze werden in größerem Umfang als Leime bei der Spanplattenherstellung verwendet. Der Melaminanteil führt dabei zu einer deutlichen Verbesserung der Wasserbeständigkeit der Platten. Die Wasserlöslichkeit kann auch durch Umsetzung mit Hydrogensulfit verbessert werden. Derartige Produkte werden als Zementverflüssiger eingesetzt. NI

Melieren (ingraining, veining) Unter Melieren wird die Beimischung gefärbter —> Fasern zu einer Stoffsuspension aus meistens gebleichten, weißen Fasern verstanden, wodurch ein gewünschter optischer Effekt, z.B. eine Maserung, im Papier erzeugt wird. Das Verfahren wird u.a. bei —> Briefumschlagpapieren, Umschlagpapieren oder -kartons, —> Sicherheitspapieren oder bei —> Löschpapieren angewendet. Zum Melieren werden Fasern aus —• Baumwolle, —»Jute, —• Ramie und Wolle sowie Kunststofffasern und ungebleichte bzw. gebleichte Zellstofffasern verwendet, die entweder eine natürliche andere Färbung aufweisen oder durch Zugabe meist —» substantiver Farbstoffe vor ihrem

299 durch Substanzen (z.B. gelöste organische Wasserinhaltsstoffe), die auf Produkt oder Technologie einen negativen Einfluss ausüben und sich aufgrund ihrer Größe nicht in üblichen Verfahrensstufen (z.B. —• Sortierung oder —> Reinigung) abscheiden lassen. Sie verhalten sich weitgehend wassermengenäquivalent, d.h. ihre Konzentration kann nur durch Verdünnen mit weniger stark durch gelöste organische Substanzen - belastetem Wasser oder Trennverfahren, z.B. unter Verwendung von Membranen, reduziert werden. Das Spektrum dieser Inhaltsstoffe ist in Abb. 1 dargestellt. Eingetragen sind auch die unterschiedlich feinen Membranen, mit denen eine Abtrennung möglich ist.

Einsatz massegefärbt werden. Ihr Anteil am Feststoff beträgt entsprechend des gewünschten Effekts bis zu 30 %. Melierungen entstehen aber auch ungewollt als Folge andersfarbiger Fasern aus ungebleichten —• Sulfatzellstoffen oder massegefarbten Papieren in hellen —> Altpapierstoffen, die mit dem —•Altpapier in die —• Stoffaufbereitung gelangen und die optische Qualität des daraus erzeugten Papiers beeinträchtigen. Derartige optische Inhomogenitäten können mithilfe einer —• Bleiche (z.B. mit —> Formamidinsulfinsäure) entfärbt werden. AC

Membranpumpe (membrane pump) —• Pumpe Membran

|

Ultrafiltrationstrennschicht

Membranventil (membrane valve) Ventil

makroporöse Stützschicht

Membranverfahren (membrane processes) Die Nutzung von —• Fabrikationswasser wird in der Zellstoff- und Papierindustrie begrenzt

Größenbereich in μπι

, lonogener Bereich Molekulargewicht

Abb. 2: Membranaufbau (Quelle: Rochem/IVT)

0,001

0,01

0,1

1,0

10

ι

ι

ι

I

1

Molekularer Makromolekularer Boroich Bereich

100 200 1000 10000 20000

1—

Lignine Huminsäuren Monosaccharide

Abb. 1 : Wasserinhaltsstoffe

500000

Lignine Lignosulphonate Holzextraktstoffe Poly- und Oligosaccharide

Viren

Streichpigmente Feinstoffe

Fasern

Hemizellulosen Latices, Binder, Kleber Bakterien

Ultrafiltration

Nanofiitration j JEinciampfung

ι -L MakroPartikel

I

Metallionen Sulfate Tenside Chloride Farbstoffe Umkehrosmose

100000

Kolloidale Partikel

100

Partikelfiltration Mikrofiltration

300

Druck

60 bar

Porenweite

(UO)

8 bar

15 bar

3 bar

0,001 μ m

0,01 μ m

0,1 μ m

(NF)

(UF)

(MF)

Abb. 3: Abscheideleistung verschiedener Membranverfahren (TSS = Total Solid Substance)

Membranverfahren werden in vielen Bereichen der Wasseraufbereitung eingesetzt, z.B. bei der Behandlung von Deponiesickerwässern, der Reinigung toxischer Industrieabwässer oder bei der Meerwasserentsalzung. In der Papierindustrie werden Streichereiabwässer mittels Membranverfahren aufbereitet. Für die Reinigung von Papierfabrikabwässern hat sich die Membranfiltration aus 2 Gründen bisher nicht durchgesetzt: Zum einen sind immer große Mengen an —•Abwässern zu behandeln, zum anderen lassen sich gelöste organische Inhaltsstoffe biologisch in einer —•Abwasserreinigungsanlage leicht abbauen, so dass den letztgenannten Anlagen der Vorzug gegeben wird. Eine Membran kann im weitesten Sinne als —> Filter aufgefasst werden, der die Komponenten eines Mehrstoffgemisches rein physikalisch trennt. Auf einer makroporösen Stützschicht wird eine dünne Trennschicht aufgebracht (Abb. 2). Partikel und Substanzen, die größer sind als die Porengröße dieser Trennschicht, werden selektiv zurückgehalten.

• •

Nanofiltration —• Umkehrosmose.

Anorganische Membranen (keramische Membranen) sind temperaturbeständig, haben eine hohe mechanische Festigkeit und eine gute chemische Resistenz. Sie werden in Rohrmodulen eingesetzt. Organische Polymermembranen (—> Celluloseacetat) sind billiger und erreichen als Platten- oder Wickelmodule wesentlich höhere Packungsdichten. Mikro- und Ultrafiltrationen haben bei Papierfabrikabwässern einen spez. Durchsatz (Flux) von 100 bis 200 1/m2 h, Nanofiltrationen erreichen maximal 60 1/m2 h.

Dead-End-Betrieb

Cross-Fiow-Betrieb

SlÌ "rt-'û

Nach ihrer Porengröße unterscheidet man bei den Membranverfahren (Abb. 3) • •

Mikrofiltration —> Ultrafiltration

Abb. 4: Betriebsweise von Membran verfahren (Quelle: Rochem/IVT)

301 Ist die Konzentration der abzutrennenden Stoffe im Zulauf hoch, muss die Membran zulaufseitig überströmt werden. Die hydraulischen Scherkräfte verhindern so eine Ablagerung der Wasserinhaltsstoffe, die eine Verblockung der Membran verursachen würden (Crossflow-Betrieb, Abb. 4). Neue Entwicklungen erlauben, diesen energieintensiven Crossflow-Betrieb zu verlassen und die Membranoberfläche durch mechanische Räumeinrichtungen freizuhalten, ähnlich wie beim Rotor eines —• Drucksortierers. Durch diese Verbesserungen erhofft man gerade bei der Ultrafiltration den Durchbruch bei der Behandlung großer Wassermengen. Bei gering belasteten Wässern kann auf das kontinuierliche Abtragen der sich auf der Membran bildenden Deckschicht verzichtet werden. Sinkt nach längerer Betriebszeit der Flux durch die Membran, wird diese durch intervallmäßige Spülung gereinigt (Dead-end Betrieb, Abb. 4). Die Kombination von Ultrafiltration und —•Verdampfen einer kleinen Teilmenge (zur Vermeidung der Aufsalzung) macht völlig —• geschlossene Wasserkreislaufsysteme auch fur höherwertige Papiersorten denkbar. SW

Mercaptan (mercaptan) Mercaptane sind chemische Verbindungen der allgemeinen Formel R-SH (R = Alkylgruppe, S = Schwefel, H = Wasserstoff, SH = Sulfhydrylgruppe). In ihrer Struktur sind sie analog aufgebaut wie Alkohole, weshalb sie nach der modernen Terminologie korrekter als Thiole (engl.: thiols) bezeichnet werden. Mercaptane entstehen während des —•Kochens von —» Sulfatzellstoff durch Reaktion des aktiven Alkalis mit den Methoxygruppen des —• Lignins. Sie besitzen einen sehr unangenehmen Geruch, der auch in Konzentrationen von 1 ppb (parts per billion = Teile pro einer Milliarde) noch wahrnehmbar ist und für die mit der Sulfatzellstofferzeugung verbundene Geruchsbelästigung des Territoriums verantwortlich zeichnet.

Das beim Holzaufschluss vorwiegend entstehende Methylmercaptan CH 3 -SH (Methanthiol) ist wie alle Mercaptane toxisch. Die —•maximale Arbeitsplatzkonzentration (MAK) liegt bei 1 mg/m 3 . In modernen Sulfatzellstofffabriken werden zur Beseitigung der übel riechenden Exhalate aufwendige Gasabsaug- und Vernichtungssysteme betrieben. Dadurch wird zwar eine deutliche Verringerung der MercaptanKonzentration erreicht. Wegen der extrem niedrigen —•Geruchsschwelle, die bei Methylmercaptan etwa 0,002 mg/m 3 Luft beträgt, besteht nach wie vor eine deutliche Wahrnehmung des unangenehmen Geruchs, obwohl keine gesundheitliche Gefährdung in angrenzenden Wohngebieten existiert. FI

Merkantildruck (commercial print) Merkantildruck ist eine veraltete Bezeichnung für den Druck von Briefbogen, Visitenkarten, Dokumenten usw. (—» Akzidenzdruck). NE

Messerbuchsen (slitting bushes) Messerbuchsen werden in —• Rollenschneidmaschinen in der —• Schneidwalze eingesetzt. Die Messerbuchsen sind auf der Schneidwalze seitlich verschiebbar angeordnet und werden entweder mit Klemmschrauben oder mit aufblasbaren Elementen wie Schläuchen oder Ringen in ihrer Stellung fixiert. KT

Messerhalter (top slitter holder) Der Messerhalter dient als Aufnahmeelement (Abb.) für —• Scheibenmesser als —• Obermesser in der —• Schneidpartie einer —• Rollenschneidmaschine. Die Messerhalter (1) sind entweder auf einer Traverse oder einem —• Messerschlitten (2) befestigt und können von Hand oder automatisch durch die —• Messerpositionierung seitlich auf die zu schneidende Bahnbreite eingestellt werden.

302 schine. Die Messerschlitten können entweder von Hand oder automatisch durch die —• Messerpositionierung quer zur Materialbahn auf die zu schneidende Bahnbreite eingestellt werden. Die Messerschlitten für die Untermesser sind zugleich mit den Antriebsmotoren, auf denen die Untermesser befestigt sind, ausgestattet. KT

Metallbedampfen (metallization) —> Metallisieren

Beispiel eines Messerhalters in einer Rollenschneidmaschine (Quelle: Jagenberg) KT

Messerpositionierung (slitter positioning) Die —• Schneidpartien in modernen —> Rollenschneidmaschinen sind mit einer Einrichtung zur Messerpositionierung ausgestattet. Sobald der Maschinenbediener die gewünschten Breiten der —> Aufwickelrollen am Bildschirm der Steuerung eingegeben hat, verfahren die —• Messerschlitten der —> Ober- und —> Untermesser auf Tastendruck automatisch auf die eingestellten Formatbreiten. Die Richtigkeit der Positionierung wird durch Geräte zur Positionserfassung kontrolliert. Häufig haben die Messerschlitten der Ober- und Untermesser getrennte Antriebe zum seitlichen Verschieben und auch eigene Geräte zur Positionserfassung. Das hat den Vorteil, dass beim seitlichen Verfahren die Materialbahn in der Rollenschneidmaschine verbleiben kann. Die Einstellautomatik berücksichtigt auch die Positionierung inaktiver Messer. KT

Messerschlitten (slitter carriage) Der Messerschlitten dient zur Aufnahme von —> Messerhaltern für die —> Obermesser oder zur Aufnahme von —•Untermessern in der —• Schneidpartie einer —• Rollenschneidma-

Metallisieren (metallization) Metallisieren (mit Metall versehen) wird durch Aufkaschieren (—> Kaschieren) von Metallfolien oder durch Bedampfen des Verarbeitungsguts (z.B. Papier/Kunststofffolien) erreicht. Beim Metallisieren verbessern sich insbesondere viele Sperrschichteigenschaften (Sperrwirkung gegen Wasserdampf, Fett, Sauerstoff oder Aromastoffe), aber auch optische Eigenschaften (z.B. —> Glanz, Spezialeffekte). Wichtige Einsatzgebiete metallisierter Verarbeitungsgüter sind deshalb - mit Aluminium als Sperrschicht - in der Verpackungsmittelindustrie (Lebensmittelverpackungen) zu finden. A = Aufrollung

Vakuum

Β = metallisierte Rolle U » Umlenkrollen

Ί

Vakuum

C = Beschichtungswalze

D = Bedampfungsquelle

Schema einer semikontinuierlich arbeitenden Metallisierungsanlage

Das Aufbringen von Metallisierungen (Gold, Silber, Bronze, metallische Buntfarben) beim —• Prägen (Folienprägedruck) dient vor allem

303 der optischen Verbesserung von —• Etiketten, Verpackungen und Buchdeckeln. Beim Folienprägedruck wird die entsprechende Metallfolie aufkaschiert. Beschichtungen des Verarbeitungsguts aus der Dampfphase müssen im —> Vakuum erfolgen, um das dampfförmige Beschichtungsmaterial vor Verunreinigungen (z.B. —> Sauerstoff) zu schützen. Metallisierungen von Aluminium benötigen ein Vakuum von etwa 5·10"4 bar. Übliche Aluminiumaufdampfschichtdicken betragen etwa 10 bis 100 nm. In Beschichtungsanlagen (Abb.) wird das Beschichtungsmaterial meist thermisch verdampft. Im semikontinuierlichen Betrieb der Anlage werden die Papiere nach dem Beladen der Vakuumkammer und nach Evakuieren bedampft. Nach Abkühlen und Belüften der Kammer werden die beschichteten Rollen entnommen. Als Substrate fur Metallisierungen eignen sich vor allem Kunststofffolien. Beim Metallisieren von Papier muss auf geringen Feuchtegehalt der Papiere und hohe —> Glätte geachtet werden. Eventuell muss ein Vormetallisierungslack auf das Papier aufgebracht werden. Anwendungen metallbedampfter Papiere und Folien sind vor allem bei Etiketten, Flaschenetiketten und —> flexiblen Verpakkungen zu finden. HM

Metallisiertes Papier (metal coated paper, metallized paper) Metallisierte Papiere sind einseitig mit dünnen Filmen von 10 bis 100 nm Dicke aus vorzugsweise Aluminium, aber auch Gold, Silber, Kupfer, Nickel, Zinn oder Gemischen davon beschichtete Papiere, bei denen der Auftrag durch Direkt- oder Transfermetallisierung erfolgt (-» Metallisieren). Für die Direlctmetallisierung sind gestrichene Papiere (z.B. gussgestrichene Papiere) erforderlich, die mittels Vakuumbedampfung in 1 oder 2 Veredelungsschritten bei 10 ~3 bis 10 " 5 bar und ca. 1 400° C mit hauchdünnen Metallfilmen überzogen werden. Der Feuchtegehalt der Papiere darf bei der Vakuumbedampfung nur zwischen 2 bis 4 % betragen.

Außerdem wird zur Verhinderung eines zu starken Wasserentzugs die zu bedampfende Papierseite zuvor mit einem Schutzlack überzogen. Nach der Metallbedampfung erfolgt ein weiterer Lacküberzug, der eine gute Bedruckbarkeit im Flexo-, Tief- oder Offsetdruck bei hohem Druckglanz ermöglicht. Bei dem neueren Verfahren, der Transfermetallisierung, für die auch ungestrichene Papiere verwendet werden können, wird zuerst eine lackierte Transferfolie metallbedampft, anschließend diese Folie mit der Metallschicht zum Papier auf diesem mittels Heißschmelzkleber kaschiert und danach die wiederverwendbare Transferfolie abgezogen. Der Lackfilm schützt nun die Metallschicht auf dem Papier. Eine ebenfalls den metallisierten Papieren zugehörige Gruppe sind die mittels Tiefdruckverfahren (Rasterwalzenauftragswerk) mit wässrigen Streichmassen, die Metallpigmente enthalten, beschichteten Papiere. Die Aushärtung erfolgt hierbei z.B. mittels Elektronenstrahlhärtung. Der Beschichtungsauftrag liegt dann jedoch zwischen 0,5 und 2,5 g/m 2 . Metallisierte Papiere sind zwar oft in der Herstellung noch teurer als mit Metallfolien (meist Aluminiumfolie) kaschierte Papiere, dafür aber besser recyclingfähig. Als —•Rohpapiere werden —» holzfreie oder —• holzhaltige, weiße oder farbige, ungestrichene oder gestrichene Papiere verwendet, die vor allem für die Vakuumbedampfung hohen Eigenschaftsanforderungen bezüglich Gleichmäßigkeit (—> Feuchtegehalt, —• Formation) genügen müssen. Metallisierte Papiere sind weitgehend feuchte-, sauerstoff- und —» aromadicht, können bedruckt, gerillt, verdreht oder geprägt (neuerdings mit holographierten Mustern, Hologramm) werden. Sie werden deshalb als Etikettenmaterial (vorwiegend Haftklebeund Sicherheitsetiketten), Zigarretteninnenverpackungen, —• flexible Verpackungen, hochwertiges Geschenkpapier u.a.m. eingesetzt. Die flächenbezogene Masse der Papiere beträgt je nach Einsatzgebiet zwischen 20 und 150 g/m 2 . Sie stehen im Wettbewerb mit

304 metallisierten Kunststofffolien, die noch dominieren. Jahresproduktion (Europa): > 30 0001. Literatur: Schönfeld, U.: Das Metallisieren von Papier und Folie. APR (1996), Nr. 18, 538-539 RH Metamerie (metamerism) Metamerie ist ein Begriff aus der —• Farbmetrik und bezeichnet ganz allgemein die bedingte Gleichheit zweier —> Farbvalenzen. Am häufigsten wird der Begriff angewendet in den Fällen, in denen 2 Körperfarben unter einer Beleuchtung gleich aussehen, aber verschieden unter einer anderen Beleuchtung. Ursache dafür sind unterschiedliche spektrale —•Reflexionskurven der beiden Körperfarben. Zur Verdeutlichung sei der —• Normfarbwert X betrachtet: X-iSx-Rx· Χλ·άλ wobei S χ : Strahlungsfunktion der Beleuchtung Κχ: Reflexionsfaktor von Papier Χ χ : Normspektralwertfunktion λ: Wellenlänge des Lichts Hat man 2 unterschiedliche spektrale Reflexionskurven Rx, so lässt sich durch geeignete Wahl der Strahlungsfunktion S\ (Beleuchtung) (im Prinzip auch der spektralen Bewertung Normspektralwertfunktion Χ χ durch den Beobachter) trotzdem derselbe Integralwert erzielen. Dieser Integralwert (gleiches gilt für die beiden anderen Normfarbwerte Y und Z) beschreibt aber genau den —> Farbort bzw. den visuellen Farbeindruck. Bei der Angabe der Metamerie zweier Proben sind immer die beiden Lichtarten der Beleuchtung zu nennen, auf die sie sich bezieht. Die Größe der Metamerie (Metamerie-Index) ist der —• Farbabstand der beiden Proben bei der einen Lichtart, wenn sie bei der anderen Lichtart gleichfarbig bewertet (gesehen) werden.

Metamere Probenpaare können entstehen, wenn sie unterschiedliche Farbmittel enthalten, oder ganz allgemein wenn sich die beiden spektralen Reflexionskurven bei mindestens 3 Wellenlängen schneiden. Beispiele metamerer Probenpaare treten zuweilen bei der drucktechnischen Reproduktion fotografischer Vorlagen auf, wenn, wie es üblich ist, die Abmusterungsbeleuchtungen bei der Herstellung der Reproduktion und beim —> Fortdruck verschieden sind (Lichtart D50 und D65). KE

Methan (methane) Methan (CH4) ist der einfachste —• Kohlenwasserstoff. Es ist ein färb- und geruchsloses, brennbares, im Gemisch mit Luft explosives Gas mit einer Molmasse von 16,03. Methan findet sich vor allem im —• Erdgas, aber auch in technischen Gasen, wie Kokereiund Raffineriegasen. Die wichtigsten Methanquellen sind fossile Lagerstätten sowie der Cellulose-Abbau (Methan-Gärung) durch anaerobe —• Bakterien. Es entsteht weiterhin in —•Kläranlagen in den Faulbehältern ( - » Biogas), in Sümpfen (Sumpfgas), in den Darmgasen besonders von Wiederkäuern, in Reisfeldern und marinen Sedimenten. Beträchtliche Mengen Methan werden durch Termiten erzeugt. Der Methan-Gehalt der Atmosphäre beträgt ca. 1,72 —• ppm. Methan gehört neben —»Kohlendioxid, FCKW und Lachgas zu den wichtigsten Treibhausgasen (zum Treibhauseffekt —• Kohlendioxid). Es wird vorwiegend als Heizgas, in kleinerem Ausmaß als Rohstoff für die chemische Industrie verwendet. GU

Methanol (methanol) Methanol, auch Methylalkohol genannt, ist die einfachste Verbindung aus der Reihe der Alkohole mit der Formel CH 3 OH. Als Esterkomponente ist Methanol in vielen Pflanzenstoffen, wie z.B. in —> Lignin, in —• Hemicellulosen und Pektinen, enthalten. Methanol fallt deshalb auch bei der trockenen Destilla-

305 tion von —• Holz (Holzverkohlung) in Form von Holzgeist, auch als Holzalkohol, Holzin oder Carbinol bezeichnet, an. Methanol ist eine farblose, brennbare Flüssigkeit mit einer Dichte von 0,787 g/cm 3 (bei 25° C) und einem Siedepunkt von 64,5° C. Es ist mit Wasser und organischen —• Lösungsmitteln mischbar und verbrennt leicht mit bläulicher Flamme zu —•Kohlendioxid und Wasserdampf. Der Heizwert beträgt etwa 19 MJ/kg. Methanol wird großtechnisch durch katalytische Umsetzung von Kohlenmonoxid mit Wasserstoff oder Kohlendioxid und Wasserstoff (Synthesegas) hergestellt, wobei die Reaktion durch hohen Druck und niedrige Temperaturen begünstigt wird. Die erforderlichen Drücke und Temperaturen werden durch die Auswahl des Katalysators bestimmt. Moderne Niederdruckverfahren arbeiten in Gegenwart von kupferhaltigen Katalysatoren bei 250° C und 50 bis 100 bar. Das für die Methanolsynthese erforderliche Synthesegas wird aus —• Erdgas oder Erdölrückständen gewonnen. Methanol wird u.a. zu Methyl-tert.-butylether, einem Kraftstoffzusatz, zu —• FormDimethylaldehyd, —> Essigsäure und terephthalat, einem Grundstoff zur Herstellung von Polyesterfasern, weiterverarbeitet. Daneben hat es Bedeutung als Lösungsmittel. Methanol wird in 2 —• alternativen Aufschlussverfahren zur Zellstofferzeugung als Lösungsmittel für Lignin und Hemicellulosen verwendet. Beim Organocell-Verfahren (—• Organosolv-Verfahren) werden 25 bis 30 % Methanol, bezogen auf die Aufschlusslösung, eingesetzt. Das —• ASAMVerfahren verwendet 15 bis 30 % Methanol, bezogen auf die Aufschlusslösung. In beiden Verfahren wird Methanol durch Destillation der Aufschlusslösung zurückgewonnen. Methanol verursacht als Flüssigkeit und Dampf im menschlichen Körper schwere Schädigungen des Zentralnervensystems. Betroffen wird insbesondere der Sehnerv. Sehstörungen und nachfolgende Erblindungen können die Folge sein. Die Gefährdung durch Einatmen von Methanoldampf ist geringer als bei oraler Aufnahme von flüssigem Metha-

nol. Vergiftungssymptome, die beim Menschen schon nach Aufnahme von wenigen Millilitern auftreten können, sind Bauchkrämpfe, Schwindel, Übelkeit und Erbrechen. Die tödliche Dosis wird auf 30 bis 100 ml geschätzt. Die hohe Toxizität ist durch Oxidation von Methanol zu Formaldehyd und Ameisensäure im Organismus bedingt. Der MAK-Wert (—• maximale Arbeitsplatzkonzentration) für Methanol beträgt 200 ppm bzw. 260 mg/m 3 . HA

Methylcellulose (methylcellulose) Als Methylcellulose (Cellulosemethylether, Kurzzeichen MC; Strukturformel —• Cellulosederivate: R = CH 3 ) werden Methylether der —> Cellulose bezeichnet. Sie enthalten neben einem dominierenden Gehalt an Methyl - meistens zusätzlich Hydroxyethyl( R = CH 2 CH 2 OH), Hydroxypropyl- (R = CH 2 ) 3 OH) oder Hydroxybutyl-Gruppen (R = (CH 2 ) 4 OH). Diese Hydroxyalkyl-Gruppen vermitteln den Methylcellulosen verbesserte Eigenschaften hinsichtlich höherer Transparenz, thermischer Beständigkeit, geringerer Elektrolyt-Empfindlichkeit ihrer wässrigen Lösungen, Filmbildung und Vernetzbarkeit. Methylcellulosen werden als weiße bis gelbliche Pulver oder Granulate in breit variierenden Lösungsviskositäten angeboten. Methylcellulosen sind bei einem —> Substitutionsgrad von ca. 0,7 bis 1,4 in wässrigen Alkalien, bei Substitutionsgraden von ca. 1,4 bis 2,3 in kaltem Wasser bzw. in wässrigen organischen —> Lösungsmitteln (z.B. Alkoholen) und solchen von ca. 2,3 bis zu dem maximal erreichbaren 3 in organischen Lösungsmitteln löslich. Aus wässriger Lösung flocken die Methylcellulosen beim Erwärmen aus. Methylcellulosen sind oberflächenaktiv. Ihre wässrigen Lösungen sind in einem weiten pH-Bereich (ca. 3 bis 12) beständig, anfallig jedoch gegen mikrobiellen Befall, gegen den sie durch Zusatz von —•Konservierungsmitteln geschützt werden können. Methylcellulosen sind toxikologisch unbedenklich und thermoplastisch verarbeitbar.

306 Methylcellulosen werden als —• Verdickungs-, —> Binde-, —• Dispergier-, Suspendier·, Emulgier-, Sedimentations-, Filterhilfs-, —• Flockungs-, Quell-, Gleit- und Wasserrückhaltemittel sowie als Schutzkolloid und Filmbildner verwendet. Sie werden eingesetzt zur Herstellung von Bau-, Anstrichund —• Klebstoffen, kosmetischen und pharmazeutischen Präparaten (z.B. von Zahnpasten), Nahrungs- und Genussmitteln, in der Waschmittel-, Textil-, Leder-, Keramik-, Tabak· und Bleistift-Industrie und als Hilfsmittel für Polymerisationsprozesse (—• Polymerisation). In der Papierindustrie findet Methylcellulose als Dispergiermittel für —• Pigmente und als —• Cobinder für —• Streichfarben sowie als Klebstoffkomponente Verwendung. Literatur: Römpp Lexikon Chemie. Stuttgart, New York: Georg Thieme Verlag, 1996 GU

Micellen (micells) —> Tenside

Midiwelle (D-flute) —• Wellpappe

Mikrobizide (microbicides) Allgemeine Bezeichnung für chemische Stoffe, die in der Lage sind, Viren, Bakterien, Pilze, Algen und Protozoen abzutöten. Damit unterscheiden sich Mikrobizide von mikrobiostatischen Stoffen, die nur eine Hemmung von Wachstum und Vermehrung verursachen, ohne die —• Mikroorganismen abzutöten. Einige Stoffe wirken generell mikrobizid. Dazu zählen —• Chlor, —»Ozon, -»Wasserstoffperoxid, Peressigsäure und —• Formaldehyd. Allerdings wird nicht jede Mikroorganismengruppe in gleichem Maße geschädigt. HA

Mikroblistering (micro blistering) Mit Mikroblistering wird ein Effekt des Rollenoffsetdrucks (—> Rollenoffset) beschrieben, bei dem im Bereich von (vornehmlich beidseitig) farbintensiv bedruckten Flächen eine relativ kleine Blasenbildung auftritt. Als Ursachen für diesen Effekt lassen sich die im —> Streichrohpapier eingeschlossene Feuchtigkeit und eine mangelnde —• Porosität der Strichschicht (—• Strich) in Verbindung mit einer hohen Farbschichtdicke aufführen. Dunkle Farbtöne absorbieren auch große Anteile der im Trockner entstehenden IRStrahlung, wodurch es im Bereich der hohen Farbschichtdicke zu einer verstärkten Erwärmung kommt. Durch die schockartig auf den Druck einwirkende Hitze wird nicht nur das —• Mineralöl aus den —> Druckfarben ausgetrieben, sondern auch das im Papiergefüge enthaltene Wasser schlagartig verdampft. Diese explosionsartige Abgabe des Wassers wird jedoch durch den Strich und die Druckfarbenschicht behindert, wodurch in Verbindung mit dem sich im Papier aufbauenden Dampfdruck eine Blasenbildung an den Papieroberflächen auftritt. Untersuchungen der Blistererscheinungen im Rollenoffsetdruck haben gezeigt, dass mit einem relativen Feuchtegehalt (—• Gleichgewichtsfeuchte) von mehr als ca. 50 % eine Blasenbildung verstärkt auftritt. Im Allgemeinen werden vereinzelt auftretende kleine Blasen in der Trocknung als Mikroblistering bezeichnet, während ein Blistering nach dem Durchlauf der Trockenstrecke auch das Abheben des Strichs in der gesamten, farbintensiv bedruckten Zone beschreibt. SD Mikrofibrille (microfibril) Unter einer Mikrofibrille versteht man ein Strukturelement der —> Cellulose, das aus weitgehend kristallinen, parallel gebündelten —> Elementarfibrillen gebildet wird. Der Querschnitt der Mikrofibrille misst ca. (8 bis 10 nm) · (20 bis 30 nm), ihre Länge liegt zwischen 50 und 80 nm. Die nächstgrößere

307 Struktureinheit von Cellulose bzw. einer Holzfaser ist die —• Fibrille. GU

Mikrokapseln (micro capsules) Mikrokapseln sind Bestandteile des Coated Back-Strichs (CB-Strich) von - • Selbstdurchschreibepapieren (SD-Papieren). In diesen Kapseln sind spezielle, in organischen —• Lösemittel gelöste Farbstoffe in ihrer sog. Vorläuferform eingeschlossen. Unter Druck, z.B. bei manueller oder mechanischer Beschriftung, brechen die Kapseln auf und der freigesetzte Farbbildner wird von der Nehmerschicht des darunter liegenden Blatts absorbiert, in der ein Farbentwickler enthalten ist. Hier kommt es dann zur chemischen Farbbildungsreaktion. Es werden im Wesentlichen 3 Arten von Mikrokapseln unterschieden: Synthetische Kapseln aus Melamin-Formaldehydharzen und aus Polyurethan sowie Kapseln aus natürlicher —» Gelatine. Die relativ einheitlich großen und glattwandigen synthetischen Kapseln haben einen mittleren Durchmesser von etwa 5 μηι. Dagegen liegen die Gelatinekapseln oft als uneinheitliche, traubenformige Agglomerate mit nicht definierbarem Durchmesser vor, die zudem eine geringere Dichtigkeit als die synthetischen Kapseln aufweisen. Aus diesen Gründen werden zur Erzeugung von SD-Papieren bevorzugt synthetische Kapseln eingesetzt. Die Farbbildner sind in speziellen organischen Lösungsmitteln gelöst. Die Herstellung der Mikrokapseln erfolgt aus einer Öl-inWasser-Emulsion, wobei die Ölphase aus der Farbbildnerlösung besteht und die wässrige Phase das Kapselwandmaterial enthält. Die Bildung der festen Kapseln erfolgt durch Grenzflächenpolymerisation und -kondensation. Die Kapseln müssen undurchlässig sein und stabil genug, um das —• Streichen sowie die nachfolgende Verarbeitung (z.B. —• Rollenschneiden, —• Querschneiden) unbeschadet zu überstehen. Auf der anderen Seite müssen sie beim Beschreiben unter definiertem Druck platzen, damit die Farbbildnerlösung

freigesetzt wird. Um einen vorzeitigen Kapselbruch, z.B. beim Stapeln von SD-Papieren, zu verhindern, sind in den Streichfarben sog. Spacers enthalten. Es handelt sich dabei um Abstandshalter aus —• Stärke oder —• Cellulose mit Korndurchmessern von etwa 25 bis 50 μηι, die aus dem —> Strich herausragen und als elastischer Puffer fungieren. HA

Mikrokonturtest (micro contour test) Der Mikrokonturtest ist ein —• Farbwischtest und dient als Schnelltest zur Bestimmung der Oberflächengüte eines —• Bedruckstoffs. Das Adsorptionsverhalten von —• Druckpapier übt im Wechselspiel mit der —• Druckfarbe einen wesentlichen Einfluss auf dessen —• Bedruckbarkeit aus. Für die erreichbare —•Druckqualität ist die Gleichmäßigkeit der Adsorption im Mikro- und Makrobereich der Papieroberfläche ein wichtiges Kriterium. Das Adsorptionsverhalten von Druckpapieren im Mikro- und Makrobereich kann durch Farbwischtests überprüft werden. Mithilfe von Farbwischtests ist die Vorausbestimmung der Gleichmäßigkeit der Druckqualität im Laborversuch ohne Einsatz einer —• Probedruckmaschine möglich. Die Bedruckbarkeit kann beim einfarbigen Einfärben von Papier- und Kartonoberflächen mit dunklen Farben sichtbar gemacht werden. Die standardisierte blaue Mikrokonturtestfarbe wird mit einer Handwalze auf die Papieroberfläche aufgetragen und bleibt nach dem Wegwischen der Farbe mit einem Lappen in den Vertiefungen der Papieroberfläche liegen, wodurch eine Färbung verursacht wird. Die Intensität der blauen Farbe ist ausschlaggebend: je blauer die Papieroberfläche erscheint, umso rauer ist die Oberfläche. Die Auswertung der Farbintensität kann entweder visuell im Vergleich mit Referenzproben oder messtechnisch mit einem —> Densitometer erfolgen. RE

Mikrokreppen (micro crêping) —• Kreppen

308 Mikroorganismen (microorganisms) Auch als Kleinlebewesen korrekt übersetzt, bezeichnet der Begriff Mikroorganismen die Gesamtheit der kleinsten Organismen, die überwiegend in der Bioverfahrenstechnik und insbesondere in der biologischen —• Abwasserreinigung wirksam sind. Dies sind —• Bakterien, Pilze, Protozoen sowie einzelne Würmer und Insektenlarven. In ihrer Gesamtheit bilden sie die —»Biomasse eines Systems. Will man die Lebensgemeinschaft der Mikroorganismen kennzeichnen, verwendet man den Begriff —• Biozönose (auch Biocoenose geschrieben). MÖ

Mikrorupfen (picking) Das Herausreißen oder Ablösen feiner Pigmentteilchen (—• Pigmente) aus einer gestrichenen Papieroberfläche bei der Verarbeitung im Druckprozess, das auftritt, wenn die von außen wirkenden Adhäsionskräfte größer sind als die Festigkeit des —• Strichs, wird als Mikrorupfen bezeichnet. Dieser Druckfehler tritt im —> Offsetdruck auf und ist am punktförmigen Herausreißen von kleinen Strichpartikeln und einer entsprechenden Fehldruckstelle im Druck zu erkennen. Mit dem —> Aufbauen der Druckfarbe auf nachfolgenden Gummidrucktuchzylindern (—• Gummidrucktuch) kann es auch zum Kantenrupfen kommen. Wird die Oberflächenfestigkeit des Strichs durch den Einfluss des —• Feuchtmittels verschlechtert, findet sich gelegentlich NE auch die Bezeichnung —• Nassrupfen.

Mikrotomschnitt (microtom cut) Bei der Untersuchung von Papier und Karton ist es häufig erforderlich, Mikrotomschnitte als Dünnschnitte (im Mikrometerbereich) über den Querschnitt der Proben mithilfe eines Mikrotoms herzustellen, um den —• Blattaufbau zu beurteilen oder die Gleichmäßigkeit und Dicke von —• Strichen, Papierlagen oder —> Beschichtungen qualitativ oder quantitativ zu beschreiben. Ferner

lassen sich z.B. die Eindringtiefe von —> Druckfarbe, —• Klebstoffen, —> optischen Aufhellern oder —• Stärke sowie die Verteilung von —• Füllstoffen, —> Leimungsmittel und —• Pigmenten in und auf dem Material bei Betrachtung der Mikrotomschnitte unter einem Licht- oder Rasterelektronenmikroskop beurteilen. Zur Steigerung des Kontrastes können die Proben selektiv angefärbt werden. Auch ist es möglich, aus mehreren hintereinander liegenden Mikrotomschnitten eine dreidimensionale Rekonstruktion der Probe mit der Bildanalyse (—• Bildanalysator) durchzufuhren, um somit tiefere Einblicke in die Papierstruktur zu gewinnen. Dünne Materialien (z.B. Papier) werden beim Schneiden zusammengepresst und verfälschen damit das Schnittbild. Dies kann durch eine Klebe-, Gefrier-, Schmelz- oder die im Papierbereich übliche Kunststoffeinbettung weitestgehend verhindert werden. Vor einer Kunststoffeinbettung ist die Probe durch Auskochen mit —• Lösungsmittel (z.B. Alkohol, Aceton) oder in einem Wärmeschrank zu entfeuchten. Danach kann die Probe in einem kleinen Behälter oder einer Gelatine-Gießkapsel in eine Lösung eines Kunststoffs oder eines flüssigen, aushärtbaren Gießharzes (Methacrylate, Polyesterharze, Epoxidharz) eingebettet werden. Das Einbettmedium muss möglichst niedrigviskos sein, um das Papier völlig zu durchdringen. Das Papier sollte nach dem Aushärten ähnliche Härte wie das Einbettmedium aufweisen, um einen optimalen Mikrotomschnitt herstellen zu können. Ganz allgemein gilt der Grundsatz: Je härter das Einbettmaterial ist, desto dünner kann geschnitten werden. Ohne aufwendige Vorbereitung führt die Gefriereinbettung in kurzer Zeit zu guten Dünnschnitten. Die Probe wird hierzu in Wasser getränkt und im eingefrorenen Zustand geschnitten. Alternativ kann eine Einbettung in niedrig schmelzendem —• Paraffin stattfinden, das nach Kühlung ähnliche Schneidhärte wie Papier besitzt. Ebenfalls Paraffine, aber auch —> Wachse sind die bekanntesten Schmelzeinbettungsmittel, deren Härtung über Gefriertechnik oder durch Zumischung von Polyethylen erreicht wird. Al-

309 ternativ sind niedrigschmelzende synthetische Polymere (Polyamidamin) mit etwa 10 % —• Weichmacher (z.B. Dibutylphthalat) geeignet. Ein loses Einlegen der Proben zwischen Stützmaterialien (z.B Platten aus Polyamid oder Polyolefine) oder ein Einkleben in Stützmaterial (Klebeeinbettung) ist für dünne Papiere weniger geeignet. Mit Mikrotomen können Schnittdicken bis 1 μ m hergestellt werden, während für Routineuntersuchungen Schnittdicken von 10 bis 40 μηι oft ausreichen. Zur Herstellung sehr geringer Schnittdicken im Nanometerbereich, die insbesondere für elektronenmikroskopische Untersuchungen interessant sind, nutzt RE man Ultramikrotome.

Mikrowelle (E-flute) —> Wellpappe

Milox-Verfahren (Milox pulping) Das Milox-Verfahren zur Zellstofferzeugung nutzt die selektive delignifizierende Wirkung der aus Ameisensäure und Wasserstoffperoxid (—• Peroxid) gebildeten Peroxysäure (—• Persäuren). Infolge der Reaktion der Peroxysäure mit den aromatischen Struktureinheiten des —> Lignins bilden sich phenolische Hydroxyle, wodurch die Lösbarkeit des Lignins wesentlich verbessert wird. Um das 'Milieu pure oxidative' mit der hohen Säurekonzentration zu gewährleisten, müssen die —> Hackschnitzel vor dem Aufschlussprozess getrocknet werden. Das Milox-Verfahren wurde ab 1985 im Finnischen Zellstoff- und Papier-Forschungsinstitut (—• KCL) in Espoo labormäßig entwickelt und ab 1991 in einer von Kemira Oy, Oulu, errichteten Pilotanlage mit 3 zirkoniumplattierten 2,5 m 3 -Kochern und einer Chemikalienrückgewinnungsanlage erprobt. Literatur: N.N.: Umweltverträgliche Holzaufschlußverfahren. Schriftenreihe „Nachwachsende Roh-

stoffe", Bd. 8, Münster: Landwirtschaftsverlag GmbH, 1997 HA

Mindestanforderungen (minimum requirements) Für das Einleiten von Abwässern in Gewässer ist eine Erlaubnis erforderlich. Diese wird durch das —• Wasserhaushaltsgesetz (WHG) geregelt. Die Anforderungen an das Einleiten von Abwasser sind je nach Schädlichkeit bzw. Herkunft der Abwässer unterschiedlich. Es gibt hierzu Mindestanforderungen an das —• Abwasser im Hinblick auf bestimmte Schadstoffbelastungen, die sich am —• Stand der Technik orientieren (§ 7a WHG). Näheres regelt die „Verordnung über Anforderungen an das Einleiten von Abwasser in Gewässer" und zur Anpassung der Anlage des Abwasserabgabengesetzes (—• Abwasserverordnung (AbwV)). Die Mindestanforderungen waren bisher in Verwaltungsvorschriften festgeschrieben. Aufgrund der europäischen Rechtsprechung wurden Verwaltungsvorschriften zur Zellstofferzeugung (19. Abwasserverwaltungsvorschrift, Teil A vom 18. Mai 1989) und zur Herstellung von Papier, Karton und Pappe (Allgemeine Rahmen-Verwaltungsvorschrift über die Mindestanforderungen von Abwasser in Gewässer (Rahmen-AbwasserVwV, Anhang 19, Teil Β vom 31. Juli 1996) als Anhänge in die —• Abwasserverordnung übernommen. Diese sollen zukünftig überarbeitet und an den Stand der Technik angepasst werden. GT

Mineralöle (mineral oils) Mineralöle bestehen aus unterschiedlichen Anteilen von paraffinischen, naphtenischen und aromatischen —• Kohlenwasserstoffen, die durch Crackprozesse und fraktionierte Destillation des Erdöls gewonnen werden. Man unterteilt sie in Fraktionen mit verschiedenen Siedebereichen, wie z.B. Spindelöle (240 bis 360° C) oder Engschnittöle (270 bis 340° C). Öle mit niedrigerem Siedebereich (240 bis 280° C) kommen in Druckfarben

310 für den —> Rollenoffset mit Heatsettrocknung (—> Trocknen der Druckfarbe) zur Anwendung und lassen sich durch Heißluft aus dem gedruckten Farbfilm verflüchtigen, so dass nach Abkühlung ein trockener Farbfilm verbleibt. Zur Herstellung der —> Firnisse für Bogenoffsetdruckfarben werden neben den vegetabilen Ölen Mineralöle höher siedender Bereiche (>280° C) eingesetzt, die beim Kontakt der Druckfarbe mit dem Papier schnell wegschlagen und dadurch eine Vorverfestigung des gedruckten Farbfilms und das Stapeln ohne die Gefahr des —> Abliegens ermöglichen. Zur Herstellung von Zeitungsoffsetdruckfarben, die ausschließlich durch —• Wegschlagen trocknen, werden hochsiedende, höherviskose, meist dunkle paraffinische sowie naphtenische Mineralöle mit höherem Aromatengehalt verwendet. Das Lösevermögen eines Mineralöls für Druckfarbenbindemittel wird weitgehend durch dessen Aromatengehalt bestimmt. Die Gesetzgebung hat die Lieferanten von Mineralölen in jüngerer Zeit dazu verpflichtet, ihre Produkte nach ihrem Reinigungsgrad zu klassifizieren. RO

Miniwelle (F-flute) —• Wellpappe

Mired (mired) Mired ist wie die —• Farbtemperatur eine Maßeinheit zur Kennzeichnung der Strahlungstemperatur von Lichtquellen, deren spektrale Zusammensetzung derjenigen von reinen Temperaturstrahlern gleicht. Der Begriff Mired setzt sich aus einer Kombination der Anfangsbuchstaben von Micro REciprocal Degree zusammen. Die Einheit ist über die —> Farbtemperatur T F wie folgt definiert: 1 Κ 1 Mired = 1 M = — - — TF[K]

[-]

Diese Einheit findet in der Farbfotografie zur Kennzeichnung von Konversionsfiltern noch Anwendung. Soll z.B. ein zu rotes —» Tageslicht (morgens oder abends) mit einem BIO Filter um 10 daM nach Blau verschoben werden, entspricht das einer Änderung, wie sie auch bei einer Änderung des Lichts von der Farbtemperatur 3 500 Κ auf 5 384 Κ erfolgt. UR Mischbütte (blend chest) Die Mischbütte ist eine —> Bütte, in der verschiedene Stoffströme eingebracht und vermischt werden, bevor sie als Mischung mit vorgegebener Zusammensetzung der Papiermaschine zugeführt werden. Die Mischbütte gehört zum —• Konstanten Teil und ist üblicherweise einer —> Maschinenbütte vorgeschaltet. In die Mischbütte werden die relativ konstant dosierbaren Ströme der verschiedenen Faserstoffkomponenten, —> Füllstoffe und —• Hilfsstoffe eingebracht. Zudem können auch der Trocken- und Nassausschuss (—• Ausschuss) sowie Stoff aus der —> Faserrückgewinnung hier zugegeben werden, wenn diese Stoffströme relativ konstant in ihrer Menge, Zusammensetzung und —> Stoffdichte sind oder von ihrer Menge her einen vernachlässigbaren Einfluss haben. In der Mischbütte müssen die zugeführten Komponenten gut vermischt und nicht vermeidbare Schwankungen in der Stoffdichte, Zusammensetzung sowie im Mengenverhältnis der einzelnen Komponenten ausgeglichen werden. Das Mischen erfolgt mithilfe eines —•Büttenpropellers, mit dessen Hilfe das ganze Volumen der Bütte umgewälzt wird. Außerdem soll mit der Mischbütte eine gewisse Pufferung und Bevorratung des Stoffs gegeben sein. Die Verweilzeit in der Mischbütte sollte etwa 15 bis 20 min betragen. HO

Mischlicht (combined light) Bei Mischlicht handelt es sich um Licht mit einem gemischten Spektrum. Grob kann man die Spektren von —• Lichtquellen in kontinuierliche Spektren, in Linienspektren und in

311 Bandenspektren einteilen. Ein kontinuierliches Spektrum bietet sich nach spektraler Zerlegung als ineinander übergehende Farbfolge dar. Ein Linien- und ein Bandenspektrum weisen eine Verteilung der Strahlungsleistung der Lichtquelle auf normalerweise mehrere, jedoch eng begrenzte spektrale Bereiche (Banden, Linien) auf. Eine Unterscheidung zwischen den beiden ist nach der Breite der Linien zu treffen. Der Begriff findet auch Verwendung für Beleuchtungsanlagen mit verschiedenen Lichtquellen. Ziel ist meist die Erzeugung von dem —> Tageslicht hinsichtlich spektraler Verteilung möglichst ähnlichem Licht. Realisiert werden solche Lampen z.B. als Quecksilberdampflampen in Kombination mit einer Glühlampe sowie geeigneten Filtern. UR

Mischpapier (mixedpapers and boards) —• Gemischtes Altpapier

Stoffdichte in einer Leitung gesammelt, vor den Ansaugstutzen der Mischpumpe geführt und dort mit dem Siebwasser vermischt werden. Von den möglichen Varianten zeigt Abb. 1 die Lösung mit einem Standrohr als Sammelrohr. Bei dieser Art von Strömungsführung besteht nur bei sehr geringen angesaugten Siebwassermengen die Gefahr einer Rückströmung der Suspensionsströme höherer Konzentration in den Siebwasserbehälter. Diese Rückströmungen sind schädlich, weil sie Stoffdichteschwankungen im Siebwasser und damit in der dem Stoffauflauf zugeführten Suspension hervorrufen. Stoffdichteschwankungen wiederum erzeugen Abweichungen in der —• flächenbezogenen Masse in —• Laufrichtung der erzeugten Papierbahn.

Standrohr Siebwasserbehälter

Mischpumpe Mischpumpe (fan pump, mixing pump) Die Mischpumpe ist eine Pumpe im —> Konstanten Teil vor dem —• Stoffauflauf einer Papiermaschine, die im Wesentlichen die Komponenten —> Siebwasser, —> Dick- Abb. 1: Übliche Anordnung zum Zusammenfühstoff sowie verschiedene Rückläufe (—• Ausren der Suspensionsströme vor der Mischpumpe schuss) mischt. Das Siebwasser wird aus dem (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology) Siebwasser I (SW I)-Behälter zugeführt. Der Dickstoff gelangt aus der —• Maschinenbütte entweder druck- bzw. volumenstromgeregelt In früheren Ausführungen wurden die direkt zur Mischpumpe oder über den NiStoffströme direkt dem Ansaugstutzen der veau-Kasten. Dieser liegt mehrere Meter über Mischpumpe zugeführt (Abb. 2). Entspredem Ansaugstutzen der Mischpumpe und chend der Förderleistung der Pumpe wird ersorgt durch einen konstanten Zulaufdruck für gänzend Siebwasser angesaugt. Dabei besteht eine sehr gleichförmige Zufuhr des Dickbei geringen, aber auch bereits bei größeren stoffs. Die in der Mischpumpe geforderte Siebwassermengen die Gefahr einer RückSuspension muss mit hoher Konstanz hinStrömung. Zudem können strömungsdynamisichtlich —• Stoffdichte und Volumenstrom sche Störungen, die durch die Zuläufe indudem Stoffauflauf zugeführt werden. Den ziert werden, die Gleichförmigkeit der Pumgleichen Anforderungen müssen die anderen penförderung beeinträchtigen. Die Mischzugeführten Stoffströme entsprechen. pumpe (MP) kann nur örtliche, nicht aber Für die Zusammenführung der Stoffströme zeitliche Abweichungen der Stoffdichte aushat sich ein Prinzip allgemein durchgesetzt, gleichen. bei dem die Suspensionsströme höherer

312 Bei einfachen Stoffzufahrsystemen (EinMP-System) wird nur eine Mischpumpe eingesetzt. Aufwendigere Systeme mit —• Cleanern und Einrichtungen zur —• Stoffentlüftung weisen 2 Pumpen in Reihe (Zwei-MPSystem) auf, z.T. auch 3 Pumpen. Die MP I verdünnt den Dickstoff mit einem großen Teil des Siebwassers und pumpt diese Suspension zu den Cleanern und in die evtl. vorhandene —» Entlüfitungsanlage. In der nachfolgenden MP I I erfolgt eine Nachverdünnung der Suspension durch den restlichen Anteil des Siebwassers. Die MP I I erhöht den Suspensionsdruck auf das erforderliche Niveau und führt die Suspension über den —• Sortierer dem Stoffauflauf zu.

Abb. 2: Veraltete Anordnung zum Zusammenfuhren der Suspensionsströme vor der Mischpumpe (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology)

Erfolgt vor der MP I I keine Nachverdünnung, sondern nur die erforderliche Druckerhöhung, so wird von „Booster"-Betrieb gesprochen. Die MP I I mischt dann nicht mehr; vielmehr ist sie in diesem Fall nur eine Druckerhöhungs- („Booster"-) Pumpe. Sie wird dann Stoffauflaufpumpe genannt. Bei Mehrzweckmaschinen (z.B. für die Herstellung von Spezialpapieren) muss teilweise zwischen verschiedenen Betriebsweisen, entsprechend den oben beschriebenen Schaltungsvarianten, gewechselt werden. Dies erfordert eine spezielle Strömungs- und Rohrleitungsfuhrung, um Rückströmungen und dadurch Eindickungen im SW I zu vermeiden.

Aus Energiegründen sollten Mischpumpen einen hohen Pumpenwirkungsgrad aufweisen. Sie werden daher mit geschlossenem Laufrad ausgeführt. Sie müssen pulsationsarm arbeiten, damit unzulässige Abweichungen der flächenbezogenen Masse in Laufrichtung der Papierbahn vermieden werden. Daher werden an ihre strömungstechnische Ausführung hohe Anforderungen gestellt. Ist jedoch in einem Zwei-MP-System das System nach der MP I geöffnet, so können geringere Anforderungen an die Pulsationsarmut der MP I gestellt werden. Mischpumpen sind meist als zweiströmige (zweiflutige) Pumpen mit beidseitig 5 bis 9 gegeneinander versetzten Schaufeln ausgeführt. Zudem müssen Mischpumpen, z.B. aus Kavitationsgründen (—• Kavitation), unempfindlich gegen Lufteinschlüsse in der zu fördernden Suspension sein. Die MP I I sollte zudem eine Anfahrentlüftung aufweisen. Die Regelung der Mischpumpe hinsichtlich Druck und geförderten Volumenstroms erfolgt durch Verändern der Pumpenkennlinie mittels Drehzahländerung. Eine Veränderung der Anlagenkennlinie, wie z.B. durch Drosselung des Hauptstroms oder durch Rückführung eines Teils des geförderten Suspensionsstroms zum Ansaugstutzen der Pumpe, wurde früher angewendet, kann aber Pulsationen verursachen und erfordert unnötigen Energieaufwand. Ein vorhandenes Pumpenlaufrad kann durch Abdrehen eine neue Kennlinie erhalten. Dies bringt dann Vorteile, wenn die Pumpe gegenüber den Erfordernissen von Durchsatz und Druck zu groß ist. Durch das andernfalls erforderliche Abdrosseln der Pumpenleistung treten häufig Instabilitäten auf. HO

Missing Dots (missing dots) Als Missing Dots (engl.: fehlende Punkte), auch Schneeflockeneffekt genannt, werden punktförmige Fehlstellen (fehlende —> Rasterpunkte) in —> Rasterflächen von Tiefdruckerzeugnissen (—• Tiefdruck) bezeichnet. Einzelne Näpfchen drucken nur unvollständig oder gar nicht aus. Die wichtigste Ursache

313 besteht im ungenügenden Kontakt zwischen dem Meniskus der —> Druckfarbe in den Rasternäpfchen von Tiefdruckzylindern und der Bedruckstoffoberfläche, vor allem bei Papieren mit einer zu geringen —> Glätte (Abb.). Häufig entstehen im —> Mehrfarbendruck beim Drucken auf eine zuvor gedruckte —> Volltonfläche deutlich mehr Missing Dots als beim direkten Bedrucken des —• Bedruckstoffs. Ursache hierfür ist die geringe —•Elastizität des getrockneten Farbfilms, die den Kontakt mit der Farbe im Näpfchen erschwert. Beim Drucken mit gravierten flächentiefenvariablen Tiefdruckformen (—> Tiefdruckgravur) treten mehr Missing Dots auf als bei geätzten tiefenvariablen Formen (—> Tiefdruckätzung). Durch den Einsatz der —• elektrostatischen Druckunterstützung (ESA) werden Missing Dots erheblich reduziert und die Qualität der Druckbildwiedergabe deutlich verbessert.

der in den Anfängen der —> Zellstoffbleiche üblichen Niederkonsistenzbleiche (low consistency bleaching, LC bleaching) entstanden. Im Verlaufe der Entwicklung der Bleichereitechnik hat das Bestreben, das spezifische Verhältnis der Bleichchemikalien (—> Bleichmittel) zum Faserstoff zu erhöhen und darüber hinaus die Energiekosten zu minimieren, zu einer schrittweisen Erhöhung der Konsistenz (Stoffdichte) in den Bleichanlagen geführt. In der industriellen Realisierung wird der Faserstoff im MC-Mischer mit Chemikalien und Dampf gemischt und mit Dickstoffpumpen in den —• Bleichturm gefordert. Die weitere Entwicklung der MC-Technik hat mit geeigneten Austragsystemen und Verdrängungswäschern dazu geführt, dass die früher erforderliche Stoffverdünnung zwischen Bleichturm und Waschaggregat (—>Waschfilter) entfallen kann. Moderne Mittelkonsistenzbleichereien arbeiten über die gesamte —• Bleichsequenz mit einer durchgehenden Stoffdichte. Dadurch können der Chemikalieneinsatz, der Dampfbedarf und auch die Abwassermenge minimiert werden. Die Entwicklung der MC-Bleiche tendiert zur weiteren Erhöhung der Stoffdichte in Richtung —• Hochkonsistenzbleiche im Bereich um 35 % Stoffdichte. FI

Mittellamelle

Missing Dots im Tiefdruck (Quelle: Institut für Papierfabrikation, TU Darmstadt) NE

Mittelkonsistenzbleiche (medium consistency bleaching , MC bleaching) Als Mittelkonsistenzbleiche wird die Durchführung von Bleichverfahren im Stoffdichtebereich von 8 bis 15 % verstanden. Sie ist aus

(middle lamella) Die Mittellamelle (ML) ist die Verbindungsschicht zwischen den pflanzlichen Zellen. Sie ist daher gemeinsame Wandschicht benachbarter Zellen; durch sie werden die einzelnen Zellen zum Gewebe zusammengefügt. Da sie extrem dünn ist und der Übergang zu den benachbarten —> Primärwänden (P) nicht eindeutig bestimmt werden kann, wird meist der Begriff compound middle lamella oder Mittelschicht (M) für Ρ + M L + Ρ benutzt. Die chemischen Hauptbestandteile der Mittellamelle sind —• Lignin, Pektine und —• Polyosen (—• Hemicellulosen). In den Primärwänden werden zusätzlich wenig geordnete Cellulosefibrillen (—•Cellulose, Fibrille) eingelagert. Das Lignin macht mit ca. 60 %

314 in der Mittelschicht den wesentlichen Anteil aus. Bei der Gewinnung von —•Zellstoff wird das Lignin der Mittellamelle chemisch angegriffen und löslich gemacht, wodurch sich die Zellen aus dem Gewebeverband lösen und vereinzeln lassen. Die zusätzliche Entfernung des Lignins (—> Delignifizierung) aus den Sekundärwandschichten (—> Sekundärwand), die mengenmäßig das meiste Lignin enthalten, macht aus der steifen —> Holzfaser die flexible Zellstofffaser. WE

chend großen Anzahl (z.B. mehrere hundert Fasern) von Fasern einer repräsentativen —• Stichprobe, damit die ermittelte mittlere Faserlänge eine statistisch relevante Aussagekraft hat. Es stehen verschiedene Möglichkeiten zur Angabe der mittleren Faserlänge zur Verfügung. Üblicherweise wird die zahlenmäßig mittlere Faserlänge l z verwendet. Diese berechnet sich aus der Gesamtanzahl der vermessenen Fasern und der Gesamtlänge aller Fasern:

Mittelton (middle tone, mid-tone) Als Mittelton wird der —• Tonwert eines einfarbigen Aufsichts- oder Durchsichtsbilds (z.B. Fotografie oder Kleinbildnegativ) genannt, der einer —• optischen Dichte von ca. 0.3 entspricht. NE

1)

Mittelwelle (C-flute) —> Wellpappe

Mittlere Faserlänge (average fiber length) Bei Faserstoffen, die für die Papierherstellung verwendet werden, handelt es sich um ein Gemisch aus Fasern unterschiedlicher Länge, unabhängig von der Holzart (z.B. —• Laubholz, —> Nadelholz) und dem —• Aufschlussverfahren. Bei der Erfassung der Faserlängen einer Faserstoff-Stichprobe ergibt sich somit eine —> Faserlängenverteilung für den betreffenden Faserstoff. Aus dieser lässt sich die mittlere Faserlänge des Faserstoffs ermitteln. Für den praktischen Gebrauch ist die mittlere Faserlänge als eine einzelne Kennzahl besser geeignet als die Verteilungskurve (Histogramm) der Faserlänge (Faserlängenverteilung). Anhand der mittleren Faserlänge eines Faserstoffs lässt sich dessen Verwendbarkeit beurteilen und eine Vorhersage hinsichtlich der zu erwartenden Papierfestigkeiten machen. Voraussetzung für die Angabe der mittleren Faserlänge ist die Vermessung einer ausrei-

Zahlenmäßig mittlere Faserlänge:

mit Z: Anzahl der vermessenen Fasern L: Gesamtlänge aller vermessenen Fasern in [mm] Der Nachteil bei der Angabe der zahlenmäßig mittleren Faserlänge ist, dass die im Faserspektrum vorhandenen langen und kurzen Fasern gleichermaßen gewichtet werden. Damit die kürzeren Fasern weniger gewichtet werden als die langen Fasern, wird häufig statt der zahlenmäßig mittleren Faserlänge die längenmäßig mittlere Faserlänge verwendet. Dazu werden die ermittelten Faserlängen der Faserstoff-Stichprobe verschiedenen Längenklassen zugeordnet:

2)

Längenmäßig mittlere Faserlänge:

i=l

^

mit Z[. Anzahl der vermessenen Fasern in der Längenklasse i lj: Faserlängen-Mittelwert der Längenklasse i in [mm] L: Gesamtlänge aller vermessenen Fasern in [mm]

315 Wird statt der Längenverteilung der vermessenen Fasern die Gewichtsverteilung der Fasern berücksichtigt, ergibt sich die gewichtsmäßig mittlere Faserlänge. Voraussetzung fur eine korrekte Bewertung der gewichtsmäßig mittleren Faserlänge ist, dass alle in die Berechnung einbezogenen Fasern das gleiche spez. Gewicht haben. 3)

Gewichtsmäßig mittlere Faserlänge: z. -I 2 · ff. i=i

^J

mit gi*. Faserlängengewicht (Fasergewicht/Faserlänge der Längenklasse i) in [g/mm] G: Gesamtgewicht aller vermessenen Fasern in [g] In der folgenden Tabelle werden beispielhaft die 3 unterschiedlichen mittleren Faserlängen fur 3 Zellstoffe angegeben. Zellstoff

Kiefernsulfatzellstoff Buchensulfitzellstoff Hanfzellstoff

Zahlenmäßig mittlere Faserlänge [mm]

Längenmäßig mittlere Faserlänge [mm]

0,71

1,59

0,27

0,57

0,39

0,94

Mittlere Faserlängen verschiedener Zellstoffe

Mittlere Sorten (medium qualities) —• Altpapiersorten

Möbelvorimprägnat (pre-impregnated furniture foils) Möbelvorimprägnate sind Laminatrohpapiere (—• Dekorpapier), die bereits während der

Papierherstellung, z.B. mittels —• Leimpresse, mit Mischungen aus —> Kunstharzen (meist —• Melamin- und/oder HarnstoffFormaldehydharze) in Kombination mit Acrylatdispersionen und ggf. —> Härtungsmitteln imprägniert und anschließend on-line (z.B. mittels —• Softkalander) oder z.T. auch off-line (—» Kalander) geglättet werden. Der Harzanteil im Papier beträgt üblicherweise zwischen 20 und 25 %. Sie werden im Allgemeinen zu Dekorfolien mit Fertigeffekt als sog. Finishfolien durch die nachfolgenden Veredelungsschritte Bedrucken (meist im —> Tiefdruck) und —> Lackieren verarbeitet. Möbelvorimprägnate müssen spaltfest (—> Spaltfestigkeit) sein, damit beim Finish-Beschichten und —• Kaschieren auf entsprechende Träger, wie Spanplatten, keine Fasertrennung innerhalb der Dekorfolie eintritt. Sie müssen außerdem hohen Anforderungen bezüglich —> Farbort, —* Opazität, Festigkeit, —• Dimensionsstabilität, —• Porosität, Gleichmäßigkeit der Oberfläche, —> Bedruckbarkeit und Kaschierbarkeit (Heiß- und Kaltkaschierung) genügen. Sie werden Gewichtsmäßig zur Herstellung von Mömittlere belteilen, z.B. im KüchenFaserlänge oder Wohnbereich, verwen[mm] det und müssen deshalb weitgehend formaldehydfrei 2,23 (—> Formaldehyd) und lichtbeständig sein. Die flächenbezogene Masse der 0,87 bei Maschinengeschwindigkeiten bis 500 m/min herge1,55 stellten Papiere beträgt meist 45 bis 90 g/m 2 . RH WS

Moiré (moiré) Unter Moiré versteht man eine auffallende regelmäßige Musterbildung, die durch Überlagerung mehrerer Raster in engen Winkeln (Interferenzeffekt), z.B. im —> Druckbild, entsteht (DIN 16500-2). Moiré kann auch bei leichten —> Passerdifferenzen, verursacht durch Papierverzug

316 und Papierwelligkeit, sowie bei Dubliererscheinungen (—> Dublieren) auftreten. Bei autotypischer Rasterung im —> Hoch- und —> Flachdruck wird die Moiré-Bildung durch —• Rasterwinklung vermieden. Die für die —• Farbauszüge allgemein gebräuchliche Rasterwinklung von 30° ergibt eine nur unauffällige Musterbildung, die nicht als störend empfunden wird. Bereits bei Winkelabweichungen von mehr als einem Grad entFA steht j edoch der Moiré-Effekt .

Molettewalze (marking roll) Molettewalzen dienen zum Prägen eines unechten —> Wasserzeichens in die noch feuchte Papierbahn entweder an der letzten Presse in der —> Pressenpartie oder vor dem ersten —• Trockenzylinder von Papiermaschinen. Die Prägerollen (Moletten), auf die die Prägeringe mit Schrift- und/oder Bildzeichen montiert sind, werden in beliebiger Zahl auf einer Tragwalze montiert. Die Umrisse der Moletteprägungen weisen nicht die etwas unscharfen Ränder der Egoutteur-Wasserzeichen auf und sind dadurch von diesen gut zu unterscheiden. Ein Vorteil der Molettewasserzeichen liegt in der leichten Auswechselbarkeit der Prägeringe und deren niedrigeren Investitionskosten gegenüber dem —> Egoutteur. K X

Monochrom (monochromic) D I N 5031-8 bezeichnet Strahlung innerhalb eines infinitesimal kleinen Wellenlängenbereichs άλ als monochromatisch. In einem erweiterten Sinne ist auch Strahlung in einem breiteren Wellenlängenbereich Δλ monochromatisch, sofern sie durch Angabe einer einzelnen Wellenlänge gekennzeichnet werden kann. Diese Unterscheidung ist wohl der Tatsache zuzuschreiben, dass sich monochromatisches —• Licht als Licht mit nur einer einzigen vorkommenden Wellenlänge nicht erzeugen lässt. Bei der Erzeugung mit einem Monochromator, bei dem nach spektraler Zerlegung über ein Gitter oder Prisma mit einem

Spalt ein eng begrenzter Wellenlängenbereich ausgeblendet wird, bedeutet die Reduktion auf nur eine Wellenlänge eine Verringerung dieses Bereichs und damit der Leistung des durchgelassenen Lichts auf 0. Selbst das von Lasern erzeugte Licht umfasst einen engen Bereich um die für den jeweiligen Laser benannte Wellenlänge. UR

Monofilament (monofilament) Monofilamente, auch Monofile genannt, sind extrudierte Kunststoffstränge mit meist rundem Querschnitt mit einem Durchmesser von meist mehr als 0,08 mm. Im Gegensatz zu Multifilen werden die Monofilamente entsprechend ihrem Namen einzeln oder zu zweit aufgewickelt. Monofile, die für —• Bespannungen verwendet werden, bestehen aus Polyamid-6 (PA6), Polyamid-66 (PA66), Polyamid-610 (PA610), Polyamid612 (PA612), Polyamid-12 (PA 12) Polybutylenterephthalat (PBTP), Polypropylen (PP) für —• Nassfilze, Polyethylenterephthalat (PETP), Polycyclohexylterephthalat (PCTA), Polyphenylensulfid (PPS), Polyethylennaphthalat (PEN) oder Polyetheretherketon (PEEK) für Trockensiebe. Für Blattbildungssiebe (—> Sieb) werden PETP und Polyamid eingesetzt. Die Monofile werden aus der Schmelze in ein wässriges Abkühlbad gesponnen. Anschließend werden die Monofilamente meist in mehreren geheizten Streckwerken verstreckt, um das für die Anwendung gewünschte Kraft-Dehnungsverhalten zu erreichen. Die feinheitsbezogene Festigkeit ist bei Monofilen in der Regel etwas geringer als bei Fasern aus demselben Kunststoff. Die für die Herstellung von —• Grundgeweben für Nassfilze verwendeten Monofile haben Durchmesser zwischen 0,1 und 0,5 mm. In Westeuropa sind Fäden aus einzelnen oder gezwirnten Monofilen von 0,2 mm Durchmesser aus PA6 sehr häufig. In den USA ist PA66 stärker verbreitet. Auch aus PA610, PA612, PP und PBTP lassen sich Monofile herstellen, die in Nassfilzen in ge-

317 ringerem Umfang wegen ihrer geringeren Ausdehnung in Wasser Verwendung finden. Für Trockensiebe werden in großem Umfang Monofile aus PETP hergestellt. Im Gegensatz zu den Monofilen für Nassfilze, die rund sind, haben die Monofile für Trockensiebe oft abgerundet rechteckige oder ovale Querschnittsformen, was bei Verwendung als Garn in —> Maschinenrichtung zu besseren Kontaktflächen und damit zu geringeren —• Markierungen führt. Durch die Verstreckbedingungen lassen sich Monofile mit unterschiedlichen Schrumpfeigenschaften herstellen, die dann bei der Thermofixierung der gewebten Siebe zu Luftdurchlässigkeiten führen, die auf die gewünschte Einsatzstelle abgestimmt sind. PCTA, PPS, PEN oder PEEK werden in geringer Menge für thermisch stark beanspruchte Positionen eingesetzt. AL

Monokultur (monoculture) In der Landwirtschaft einseitiger Anbau derselben Pflanzenart über längere Zeiträume, was zur Bodenermüdung und Vermehrung von Schädlingen führt. Im forstlichen Sprachgebrauch Bezeichnung für die unter dem Einfluss der Bodenreinertragslehre, aber auch infolge von kriegsbedingten Großkahlschlägen und anhaltend überhöhten Wildbeständen entstandenen Fichten- und Kiefernreinbestände. Negative Begleiterscheinungen von Monokultur sind häufig artenarme Fauna und Flora, Bodendegradation, insbesondere Rohhumusbildung, sowie vor allem in den großflächigen, nicht standortgemäßen Fichtenmonokulturen (—»Fichte) ein erhöhtes Risiko von Sturm- und Insektenschäden. Standortgemäße, im subalpinen Bergwald und in den Hochlagen der Mittelgebirge natürlich vorhandene Fichten- oder Buchenreinbestände (—• Buche) werden dagegen nicht als Monokultur bezeichnet. WE

Monomer (monomer) Unter einem Monomer versteht man eine mindestens zweifach reaktive chemische Verbindung, die mit einem gleichen oder anderen Monomer unter Bildung eines Makromoleküls (—» Polymer) reagieren kann. Fälschlicherweise wird der Ausdruck Monomer auch mitunter für die Wiederholungseinheit (Grundeinheit) eines Polymeren verwendet. Z.B. ist die Anhydroglucoseeinheit der —> Cellulose kein Monomer, sondern eine Grundeinheit. Das entsprechende Monomer ist die —> Glucose. Monomere gehören zu chemisch sehr unterschiedlichen Verbindungsklassen. Zu ihnen zählen Verbindungen mit —» Kohlenstoff/ Kohlenstoff-Mehrfachbindungen (Olefine, Acetylene, Vinyl-, (Meth)acryl-Verbindungen), cyclische Ether, Ester oder Amide (Oxirane, Lactone, Lactame), ungesättigte cyclische —> Kohlenwasserstoffe sowie solche mit Isocyanat-, Amino-, Hydroxy- oder Carboxy-Gruppen. Bei Polymerisationsprozessen (—• Polymerisation) zurückbleibende Monomere werden als Restmonomere bezeichnet. Diese sind in vielen Fällen nur sehr schwer abtrennbar und können die Polymer-Eigenschaften gravierend negativ beeinflussen. Als hoch reaktive und meistens leicht flüchtige Verbindungen sind Monomere im Gegensatz zu den Polymeren gesundheitsgefährdend. Bei der Verarbeitung von Polymeren können durch Temperatur· oder Schereinfluss Restmonomere freigesetzt oder durch Depolymerisation neu gebildet werden (z.B. in der —• Trockenpartie einer Papiermaschine). Beispiele für Monomere, aus denen in der Papierindustrie verwendete Polymere hergestellt werden: •

•

Vinylidenchlorid wird zu Polyvinylidenchlorid (PVDC) polymerisiert, das als Beschichtungsmittel zur Herstellung von —> aromadichten und fettdichten —> Lebensmittelverpackungspapieren bzw. Lebensmittelverpackungen dient. Acrylamid und (Meth)acrylester sind monomere Ausgangsprodukte für viele

318

•

—• Hilfsmittel (z.B. —> Polyacrylamide als —• Retentions- und —> Flockungsmittel in der —> Abwasserreinigung). Styrol und Butadien werden zu PolymerDispersionen verarbeitet, die als —> Bindemittel von —» Streichfarben eingesetzt werden. GU

• •

Die häufigsten Ursachen aus dem ersten Bereich sind: •

Monotonne (mono bin) —» Altpapier-Sammelsysteme

Mottling (mottling) Mottled ist der englische Ausdruck für gefleckt, gesprenkelt, scheckig. Mit Mottling wird ein ungleichmäßiger, fehlerhafter Druckausfall bezeichnet, der bei jedem —> Druckverfahren entstehen kann. Eine genaue, allgemein verbindliche Definition existiert jedoch nicht. In Fachkreisen wird der Begriff vornehmlich bei Qualitätsproblemen des —• Offsetdrucks (—• Raster- und —• Volltonflächen) verwendet. Die Ungleichmäßigkeit des Ausdrucks kann sich sowohl auf die —» Farbdichte als auch den —•Druckglanz beziehen. Nach Falter und Schmitt lässt sich der ungleichmäßige Ausdruck rein geometrisch durch 4 Erscheinungsformen kennzeichnen. 1) Wolkige Formen: meist rundlich, klein mit diffuser Randbegrenzung, vergleichbar mit der —• Formation bei Papier. 2) Grießige Formen: feinere Mikroungleichmäßigkeit.

Strukturen,

3) Fleckige Formen: sporadisch auftretende Flecken unterschiedlicher Größe mit relativ scharfer Randbegrenzung. 4) Streifige Formen: größere, streifige Strukturen in Maschinenrichtung des Papiers. Die Ursachen lassen sich aufteilen in die Bereiche:

Druckpapier und —• Druckfarbe Druckprozess (—> Druckmaschine).

•

•

lokale Unterschiede der —• Saugfähigkeit (—> Wegschlagverhalten, —• Porosität) in der Bedruckstoffoberfläche. Diese führen zu unterschiedlichem Farbrückspalten im —• Mehrfarbendruck, wodurch unterschiedliche Farbmengen auf der Bedruckstoffoberfläche entstehen, die sich als Farbdichteschwankungen zeigen. lokale Unterschiede der —> Farbannahme des Bedruckstoffs, bedingt durch Benetzungs-, —• Glätte-, —• Glanz- oder große Saugfähigkeitsunterschiede, was sich schon im Einfarbenoffsetdruck auswirken kann. lokale Unterschiede der Bedruckstoffoberfläche bezüglich des Wegschlagverhaltens des —•Feuchtmittels. Dies führt schon im Einfarbendruck, verstärkt im Mehrfarbendruck, zu unterschiedlichem Farbübertrag, bedingt durch partielles Farbabstoßen durch das Feuchtmittel.

Die häufigsten Ursachen aus dem zweiten Bereich sind: •

• •

Gummitucheinflüsse (—> Gummituch) (Ungleichmäßigkeit der Farbübertragung) fehlerhafte —> Druckplatten (z.B. Kopierfehler) —»Aufbauen von Druckfarbe-/Druckpapierbestandteilen auf dem Gummituch, was zu ungleichmäßiger Farbübertragung führt, meist mit —• Rupfen verbunden.

Mottling tritt vor allem im Bogenoffsetdruck, selten im Rollenoffset auf, abgesehen vom —* Tiefdruck. Es gibt unterschiedliche Testmethoden für papierbedingtes Mottling, wie —> Wischteste, visuelle Bewertung unter —» UV-Licht und vor allem verschiedene Andruckverfahren auf —• Probedruckmaschinen. Die Aussagefähig-

319 keit sämtlicher Methoden ist begrenzt und erlaubt nicht immer eine quantitative Beschreibung der Fehler des Praxisdrucks. Literatur: Falter, K.A.; Schmitt, U.: Ermittlung der Ursachen des wolkigen Ausdrucks von Volltonund Rasterflächen im Offsetdruck. FOGRAForschungsbericht 3.244, München, 1986 KE

Mullentest (burst test, Mullen test) Triviale Bezeichnung für die Bestimmung der —» Berstfestigkeit nach Mullen. Der MullenPrüfer (benannt nach dem Erfinder) ist seit 1890 mit technischen Verbesserungen bis heute in Gebrauch und gilt in Amerika als Standardgerät für die Prüfung der Berstfestigkeit. Vorzugsweise wird er auch in England und Nordeuropa angewendet. Die Berstfestigkeit kann mit —• Berstfestigkeitsprüfern verschiedener Bauart bestimmt werden. Bei den verschiedenen Verfahren kommen unterschiedliche Prüfflächen zum Einsatz. Der wesentliche Unterschied der gebräuchlichen Verfahren besteht jedoch in der Art der Drucksysteme, mit denen die Gummimembran zum Aufwölben und damit die Probe zum Bersten gebracht wird. 1) Beim System Schopper wirkt ein gleichmäßig ansteigender Luftdruck unter der Gummimembran, bis die Probe birst. Mit dem Bersten der Probe entweicht die Luft durch ein Ventil in der Membran und der aufgebaute Druck bricht zusammen. Dieses System wird zur Priifung von Papier nach D I N 53113 angewendet. 2) Beim System Mullen übt ein hydraulisches System so lange einen kontrollierten Druck auf die Unterseite der Membran aus, bis die ringförmig eingespannte Probe birst. Als Druckmedium soll chemisch reines Glyzerin (auch Ethylenglykol oder Silikonöl) verwendet werden. Das Drucksystem muss luftfrei arbeiten. Der Druck wird durch einen Kolben erzeugt, der motorisch angetrieben werden soll. Dieses System wird zur Prüfung von Papier nach D I N ISO 2758, von Papier und

Pappe nach DIN 53141-1 und zur Bestimmung der Nass-Berstfestigkeit nach D I N ISO 3689 angewendet. BR

Mutterrolle (machine roll, machine reel, mill roll , parent roll) Die am Ende einer Papier- oder Kartonmaschine aufgerollte Papier- oder Kartonbahn wird als Mutterrolle oder fälschlicherweise als —> Tambour bezeichnet. Eine Mutterrolle hat eine Breite, die der unbeschnittenen Arbeitsbreite einer Papier- oder Kartonmaschine entspricht. Diese Breite schwankt in Abhängigkeit von der zu erzeugenden Papieroder Kartonsorte und dem Alter einer Papieroder Kartonmaschine zwischen etwa 2 und maximal 10 m. Der Durchmesser einer Mutterrolle hängt in erster Linie von der erzeugten Papier- oder Kartonsorte ab. Er kann zwischen etwa 1 und 3,5 m variieren. Auch wenn eine Mutterrolle im allgemeinen Sprachgebrauch als Tambour bezeichnet wird, so handelt es sich beim Tambour um die aus einem Rohr gefertigte Achse einer Mutterrolle mit einem Durchmesser von minGG destens 0,5 m.

MWC-Papier (medium weight coated paper) —> Gestrichenes Papier

320 Nachflotation (post-flotation) —• Flotation

Nachhaltige Entwicklung (sustainable development) Nachhaltige Entwicklung ist die deutsche Entsprechung des englischen Begriffs sustainable development. Seinen Ursprung hat der Begriff in der Forstwirtschaft. Bereits vor mehr als 250 Jahren entwickelten deutsche Forstwirte eine Waldwirtschaft, bei der langfristig nur noch so viel Holz geschlagen wird, wie nachwächst. Sie prägten dafür den Begriff „nachhaltig". Das heute geltende allgemeinere Prinzip einer nachhaltigen Entwicklung geht zurück auf die Brundtland-Kommission - benannt nach der norwegischen Ministerpräsidentin Gro Harlem Brundtland. Diese Kommission bezeichnete 1987 in einem Abschlussbericht an die Vollversammlung der Vereinten Nationen mit dem Titel „Unsere gemeinsame Zukunft" die nachhaltige Entwicklung als „eine dauerhafte Entwicklung, die die Bedürfnisse der Gegenwart befriedigt, ohne zu riskieren, dass künftig Generationen ihre eigenen Bedürfnisse nicht befriedigen können". Der entscheidende Durchbruch des Leitbilds einer nachhaltigen Entwicklung erfolgte im Jahr 1992 anlässlich der UN-Konferenz für Umwelt und Entwicklung (UNCED) in Rio de Janeiro. Die Rio-Konferenz propagierte eine nachhaltige Entwicklung als das oberste Ziel der künftigen Politik, um die Lebensgrundlagen auf der Erde zu erhalten. Mit dem Aktionsprogramm für das 21. Jh., der Agenda 21, wurden die Grundlagen für eine qualitativ neue Zusammenarbeit in der Umwelt», Wirtschafts- und Entwicklungspolitik geschaffen. Ökologie, Ökonomie und soziale Sicherheit sollen danach eine untrennbare Einheit bilden. Nachhaltig im Sinne der RioKonferenz ist eine Entwicklung, „welche die Verbesserung der ökonomischen und sozialen Lebensbedingungen mit der langfristigen Sicherung der natürlichen Lebensgrundlagen in Einklang bringt".

In Deutschland wurde 1994 das Prinzip der Nachhaltigkeit als Staatsziel in das Grundgesetz aufgenommen. Im Artikel 20a heißt es: „Der Staat schützt auch in Verantwortung für künftige Generationen die natürlichen Lebensgrundlagen im Rahmen der verfassungsmäßigen Ordnung durch die Gesetzgebung und nach Maßgabe von Gesetz und Recht durch die vollziehende Gewalt und die Rechtsprechung." Mit der Verankerung im Grundgesetz sollte deutlich gemacht werden, dass das Leitbild der nachhaltigen Entwicklung eine Aufgabe der gesamten Gesellschaft ist. Literatur von Weizäcker, E. U.: Nachhaltigkeit - Herausforderung für die Papierwirtschaft. Das Papier 51 (1997), Nr. 6A, V I - V4 Wollny, E.: Umsetzung der Ziele des Sustainable Development in der Papierindustrie. Das Papier 51 (1997), Nr. 6A, V4 - V8 Meißner, St.: Der nachhaltige Papierkreislauf - Antwort seitens der Gesetzgebung. Das Papier 51 (1997), Nr. 6A, V9 - V14 Jirscha, M. F.: Das Leitbild Nachhaltigkeit und das Konzept Technikbewertung. Chem.Ing.-Tech. 69 (1997), Nr. 12, 1695 - 1703 HA Nachhaltige Forstwirtschaft (sustainable forest management) Das Prinzip der —> Nachhaltigkeit wurde zu Beginn des 18. Jh. als Grundlage für eine geregelte, leistungsfähige Forstwirtschaft entwickelt. Der Gedanke der Nachhaltigkeit ist bereits älter. Schon im 16. Jh., als der Baustoff und Energieträger Holz durch den gewaltigen Holzverbrauch zur Salz- und Erzgewinnung knapp wurde, wurde er in verschiedenen Forstordnungen formuliert. Erst 1713 verwendete H.C. von Carlowitz, vermutlich als erster, den Begriff der nachhaltenden Nutzung, um vor Übernutzung der Wälder zu warnen. Das Prinzip der nachhaltigen Forstwirtschaft wurde weiterentwickelt und hat vor allem die Theorie und Praxis der

321 langfristigen forstlichen Planung stark beeinflusst. Ausgehend von Deutschland, ist das Nachhaltigkeitsprinzip heute weltweit als eine Art Grundgesetz der Waldbewirtschaftung anerkannt und vielfach umgesetzt. Zielte das forstliche Wirtschaftsprinzip der Nachhaltigkeit zunächst vor allem auf die langfristige Sicherung der Waldfläche sowie der Holznutzung, schließt es heute alle Funktionen des Waldes mit ein. Die moderne nachhaltige Forstwirtschaft sichert die Artenvielfalt der Wälder, die Schutz- und Erholungsfunktionen des Waldes (—> Schutzwald, —> Erholungswald) genauso wie die Bereitstellung und Nutzung des wichtigsten —> nachwachsenden Rohstoffs Holz. WE

Nachhaltigkeit (sustainability) Das eng mit der langen Tradition der Forstwirtschaft in Deutschland verbundene Prinzip der Nachhaltigkeit ist über 250 Jahre alt und bedeutete ursprünglich, dass langfristig nicht mehr —• Holz genutzt werden darf, als nachwächst. Seit der Umweltkonferenz 1992 in Rio de Janeiro ist das Prinzip der Nachhaltigkeit zum globalen Leitbild für das zukünftige Denken und Handeln geworden. Das Leitbild der nachhaltigen Entwicklung basiert auf der Erkenntnis, dass das menschliche Leben und Wirtschaften an einem Punkt angelangt ist, an dem es Gefahr läuft, sich seiner eigenen natürlichen Grundlagen zu berauben. Ökologie, Ökonomie und soziale Sicherheit sind eine Einheit. Nachhaltigkeit kann deshalb nur dann erreicht werden, wenn diese 3 Aspekte zusammengeführt werden. In Deutschland wurde das Prinzip der Nachhaltigkeit 1994 als Staatsziel im Grundgesetz (Artikel 20a) verankert. Dort heißt es: „Der Staat schützt auch in Verantwortung für künftige Generationen die natürlichen Lebensgrundlagen im Rahmen der verfassungsmäßigen Ordnung durch die Gesetzgebung und nach Maßgabe von Gesetz und Recht durch vollziehende Gewalt und die Rechtsprechung". WE

Nachklärbecken (final clarifier) Die meisten biologischen Abwasserreinigungsverfahren erfordern eine dem biologischen Prozess folgende Abscheidung der —• Biomasse (Nachklärung), für die gewöhnlich ein als Nachklärbecken bezeichneter Anlagenteil verwendet wird. Die Nachklärung ist (mit Ausnahme der —• Biofilter) bei allen als letzte Stufe einer Reinigungskette eingesetzten Verfahren eine Schlüsseleinheit, weil hier die Abscheidung der im —• Bioreaktor gebildeten Biomasse erfolgen muss. Die Qualität dieser Abtrennung entscheidet ebenso über die Ablaufqualität des gereinigten —> Abwassers wie die eigentliche biologische Reaktion. Bei dem —» Belebungsverfahren ist die Nachklärung darüber hinaus auch entscheidend für die Funktion des Bioreaktors selbst, weil dieser auf die Rückführung eines Teils der Biomasse, die in der Nachklärung abgetrennt wird, angewiesen ist. Entsprechend hoch ist die Bedeutung der richtigen Dimensionierung dieser Einheit für die Funktion der gesamten —• Abwasserreinigungsanlage. Bei anaeroben Anlagen ist die Nachklärung bei den meisten Verfahren in den Reaktor integriert oder Bestandteil des Verfahrens selbst. Die konventionelle Nachklärung in Bioreaktoren erfolgt durch —• Sedimentation. Filtrationsverfahren zur Nachklärung sind für Bioreaktoren noch wenig entwickelt. Ein Sonderfall der Sedimentation sind die Lamellenabscheider, aber auch Schrägklärer oder Röhrenabscheider, deren Funktionsprinzip das Gleiche ist. Durch ihre Konstruktion erhöhen diese Einheiten die verfügbare Klärfläche ohne einen entsprechend hohen Verbrauch an bebauter Grundfläche. Auch Flotationsabscheider werden in einigen Fällen in der Zellstoff- und Papierindustrie als Nachkläreinheiten von Belebtschlamm-Anlagen eingesetzt. Sedimentations-Nachklärungen (Nachklärbecken im engeren Sinn) werden bemessen nach: •

Oberflächenbeschickung q A [m 3 /m 2 h] = [m/h] (auch Flächenbeschickung, Klär-

322

•

•

flächenbeschickung oder Oberflächenbelastung genannt); bei Belebungsanlagen gewöhnlich 0,3 bis 0,5 m/h. Wehrschwellenbelastung q L [m 3 /m · h] (auch Überfallschwellenbeschickung genannt); gewöhnlich unter 5 m 3 /m · h. Schlammvolumenbeschickung VSA [l/m 2 h], die entscheidende Bemessungsgröße für Sedimentationsnachklärbecken in Belebtschlammanlagen; bis auf Ausnahmen höchstens 300 l/m 2 h.

Für Festbett-Reaktoren (außer Biofiltern), insbesondere —> Tropfkörper, gilt folgendes: Da —• Überschussschlamm in Form von biologischem Rasen im Ablauf enthalten ist, muss eine Nachklärung durchgeführt werden, wenn nicht eine weitere nachgeschaltete Stufe diesen Schlamm verarbeiten kann. Wegen der günstigen Absetzeigenschaften des Schlamms kann man in der Nachklärung bei Wahl des konventionellen Sedimentationsverfahrens mit Oberflächenbelastungen q A = 0,6 bis 1,0 m 3 /m 2 h arbeiten. MÖ

Nachmahlung (post-refining) Die Nachmahlung wird zur Erzielung höherer Festigkeitseigenschaften bei der Aufbereitung von —•Altpapierstoffen bzw. bei der Herstellung von —> Holzstoffen nach dem —• Refiner-HolzstoffVerfahren angewendet. In beiden Fällen haben die Fasern bereits eine mechanische Behandlung erfahren. Die bevorzugt im Niederkonsistenzbereich ablaufende —• Mahlung, die meist direkt vor der Papiermaschine durchgeführt wird, bewirkt bei geringer Mahlintensität neben dem stärkeren —• Fibrillieren eine Zerkleinerung von langen, steifen Fasern, woraus einerseits eine höhere Bindungsfähigkeit und andererseits eine verbesserte —> Bedruckbarkeit resultiert. Zur Reduzierung des Energieverbrauchs, der je nach Mahlintensität bei Altpapierstoff 30 bis 60 kWh/t und bei Holzstoff bis zu 500 kWh/t beträgt, kann die Behandlung nach einer -»Fraktionierung nur an der Langfaserkomponente erfolgen. AC

Nachreinigung (final cleaning) —• Feinreinigung

Nachschleifen von (Walzen) Zylindern (grinding of (rolls) cylinders) Walzen und Zylinder werden entweder ohne Ausbau in der Papiermaschine oder nach Ausbau außerhalb der Papiermaschine in —• Walzenschleifmaschinen geschliffen. Das Schleifen von —• Trockenzylindern und —> Glätt- bzw. —• Kreppzylindern in der —> Trockenpartie von Papiermaschinen ist Stand der Technik. Die Schleifmaschinen werden in die Papiermaschine eingebaut, so dass aufwendige Ausbauten von Komponenten der Papiermaschine vermieden werden können. 1) Das Schleifen von Trockenzylindern erfordert kleine handliche Schleifmaschinen. Hochleistungs-Schleifmaschinen sind geeignet für Formschliffe, so dass größere Unrundheiten, Formabweichungen und tiefe Riefen beseitigt werden können. Mit anderen Schleifmaschinen werden Zylinderoberflächen poliert und Oberflächenkorrosionen beseitigt. 2) Glättzylinder werden geschliffen und mit Honsteinen superfmiert. Kreppzylinder werden geschliffen und poliert. Für schnelle Probeschliffe gibt es handliche Schleifmaschinen, die auf die Schaberbalken der Papiermaschine aufgesetzt werden können. Ein solcher Schliff dauert nur wenige Stunden. Er wird durchgeführt, wenn kleine Oberflächenschäden mit einer maximalen Tiefe von 0,2 mm vorliegen oder Rattermarken beseitigt werden müssen. Davon kann die Verfügbarkeit z.B. einer —• Tissuemaschine profitieren. 3) Für die Behandlung mit Walzenschleifmaschinen müssen Walzen (z.B. Presswalzen) aus der Papiermaschine ausgebaut und von Maschinenbaufirmen oder in der Papierfabrik geschliffen werden. BU

323 Nachsortierung (final screening) Die Nachsortierung dient bei der —> Sortierung von —» Holzstoffen der Abtrennung unerwünschter Feststoffe, vor allem —> Splitter, aus dem nachbehandelten —> Rejekt der —> Grob- und —> Feinsortierung. Üblicherweise werden das —> Akzept der Nachsortierung vor die Feinsortierung und das Rejekt zur erneuten Nachbehandlung geführt. AC

Nachtrockenpartie (post-dryer section) An die —• Vortrockenpartie und die —• Leimoder —• Filmpresse (oder Streichwerk) schließt sich in entsprechenden Papiermaschinen die Nachtrockenpartie an. Der Eingangstrockengehalt hängt vom Veredelungsvorgang zuvor ab: z.B. • •

nach Leimpresse: 55% nach Filmpresse (Stärkeauftrag): 68%

Die Nachtrockenpartie ist eine in sich voll funktionsfähige —> Trockenpartie. Das Heizsystem ist vielfach als Zweier-Kaskade aufgebaut. Bei geforderter Curl-Kontrolle (—> Rollneigung) ist die zweireihige Trockenpartie mit Zweier-Kaskade getrennt für die oberen und unteren Trockenzylinder ausgerüstet. Eine Differenzdruckregelung zwischen oberem und unterem Heizsystem wirkt als Curl-Beeinflussung. Auftragspräparationen neigen vielfach zum Anrosten oder Verkleben der ersten Zylinder der Nachtrockenpartie nach einer Leim- oder Filmpresse. Vielfach sind deshalb 2, üblich bis zu 6 dieser Zylinder geschützt durch: • • • • •

VA-Bezüge oder Plasmaaufspritzung Chrombezug (galvanischer Auftrag) Kupferbezug (galvanischer Auftrag) Teflonbezug (Schlauchüberzug) Besonderes Zylindergussmaterial.

Für diese Bezüge muss besonderes Schabermaterial (—> Schaber) eingesetzt werden. Zur Vermeidung von Zylinderkleben wird in vielen Fällen eine berührungslos (mindestens zur

gestrichenen Bahnseite hin) arbeitende Trockenstrecke vorgeschaltet durch Einsatz von: • •

—» Schwebetrockner —• Infrarottrockner.

Erfordert die Bahnführung Leitwalzen, werden diese wie die genannten Zylinder bezogen und z.T. auch zur Erzeugung eines Schwitzwasserfilms auf der Walzenoberfläche gegen Verschmutzung und Kleben gekühlt (—• Kühl walzen). Ist eine Walzenberührung auszuschließen, werden berührungslos arbeitende Leitkörper z.B. 'Air Turn' eingesetzt. Am Ende der Nachtrockenpartie sind ggf. —• Kühlzylinder zur Absenkung der Bahntemperatur vorgesehen. Dort ist auch der —> Spitzenschneider zur Überführung der Papierbahn in die —> Schlussgruppe untergebracht. Die Nachtrockenpartie ist mit einer —> Trockenhaube versehen. Bei sehr niedrigen Kühlwassertemperaturen für die Kühlzylinder ist gegen Schwitzwasserbildung eine separate Trockenhaube u.U. mit besonderer Luftentfeuchtung vorzusehen. KL

Nachwachsende Rohstoffe (renewable raw materials) Sammelbegriff für eine Vielzahl unterschiedlichster land- bzw. forstwirtschaftlich erzeugter Rohstoffe, die erneuerbare Ressourcen darstellen und deren Verfügbarkeit daher als unendlich bezeichnet wird. Langfristig müssen sie die nur in begrenzten (endlichen) Mengen zur Verfügung stehenden fossilen Rohstoffe bzw. Energieträger, wie z.B. Erdöl, —> Erdgas oder Kohle, ersetzen. Der unterschiedlich interpretierbare Begriff —» Biomasse wird in diesem Zusammenhang ebenfalls genannt. Hier steht er als Synonym für die durch —• Fotosynthese entstandene pflanzliche Substanz. Darüber hinaus werden nachwachsende Rohstoffe je nach Verwendungszweck auch als Industrie- bzw. Energiepflanzen bezeichnet. Diverse und z.T. sehr spezielle Aufbereitungsverfahren eröffnen zahlreiche Anwendungsgebiete (Tab.).

324 Pflanzliche Rohstoffe Holz

Chem. Rohstoff Cellulose und Cellulosederivate

Gerbstoffe Naturkautschuk Gerbstoffe Baumwolle, Flachs, Hanf, Cellulose Ramie, Kapok, Sisal, Jute usw. Ölpflanzen (Raps, Lein, Ole und Fette Sonnenblumen, Sojabohne, Öl-, Kokospalmen usw.) Zuckerrüben, Zuckerrohr Zucker Rinde

Mais, Weizen, Kartoffeln

Stärke

Gewürz-und Heilpflanzen

Ole und Fette Aromen

„Energiepflanzen" (Holz, Stroh, Gräser, Getreide

—

Produkte bzw. Anwendungsgebiete Zellstoff, Papier, Karton und Pappe, Fasern, Folien, Filme, Filtermaterialien Klebstoffe Gerberei Elastomere, Gummi Gerberei Fasern und Garne (z.B. für Textilien), hochwertiges Spezialpapier (z.B. für Geldscheine oder Ausweise) Tenside, Lacke, Farben, Schmieröle Textil-, Papier- und Lederhilfsmittel C-Quelle für biotechnologische Prozesse Baustein für Vitamine und Polyurethane Klebstoffe, Packmaterialien, Hilfsmittel in der Papierherstellung Parfüm- u. Kosmetikindustrie, Pharmazeutika energetische Nutzung als Brenn- und Kraftstoffe

Anwendungsgebiete für pflanzliche Rohstoffe Der Einsatz von Pflanzen in wirtschaftlichen Produktionssystemen bedeutet, dass durch Nutzung der Syntheseleistung der Natur umweltverträgliche Produkte hergestellt werden können und auf diese Weise die fossilen Rohstoffquellen entlastet und geschont werden. Außerdem zeichnen sich nachwachsende Rohstoffe durch ihre —•biologische Abbaubarkeit, ihre biologische Verträglichkeit (Biokompatibilität) und ihren Beitrag zu einer ausgeglichenen Kohlendioxid-Bilanz aus. Neben den pflanzlichen Rohstoffen werden oft auch tierische Produkte, wie z.B. Wolle, zu den nachwachsenden Rohstoffen gezählt. WE Nadelbäume (conifers) Koniferen (—• Nadelhölzer). Wichtigste Klasse der nacktsamigen Pflanzen (Gymnospermen); Gegensatz: —» Laubbäume. Gekennzeichnet sind Nadelbäume durch Nadeln oder Schuppen als Blätter und verholzte Stämme. Anzahl der Arten etwa 600, verteilt auf 7 Familien (Pinaceae, Taxo diaceae, Cupressa-

ceae, Podocarpaceae, Cephalo-taxaceae, Araucariaceae und Taxaceae). Die Formenfülle ist damit wesentlich geringer als bei den erdgeschichtlich später entstandenen Laubbäumen. Die Hauptverbreitung liegt auf der Nordhalbkugel und hier wiederum in der borealen Nadelwaldzone. Auf der südlichen Erdhalbkugel sind Nadelbäume nur in höheren Lagen anzutreffen. Sowohl forst- als auch holzwirtschaftlich sind Nadelbäume von größter Bedeutung, insbesondere auch zur Herstellung von —• Langfaserzellstoff und Holzstoff. In Deutschland heimisch: Aus der Familie der Pinaceae —• Fichte, —• Tanne, —» Kiefer und —» Lärche, aus der Familie der Cupressaceae der Gemeine Wacholder und aus der Familie der Taxaceae die Eibe. WE

Nadelfilz (needle felt) Nadelfilz ist ein Oberbegriff für technische Textilien, die durch Vernadeln hergestellt werden. Nadelfilze dienen in der Papierma-

325 schine als —> Nassfilze und —• Trockenfilze. Sie werden durch Aufnadeln eines Vlieses auf ein —> Grundgewebe mit —• Filznadeln in einer —• Vernadelungsmaschine hergestellt. Das Vlies kann entweder direkt von einer Krempel über einen Querleger der Nadelmaschine zugeführt werden oder es wird ein vorvernadeltes —> Nadelvlies aufgelegt. Bei der Herstellung der Nadelfilze gibt es sehr große Variationsmöglichkeiten. Das verwendete Grundgewebe hat neben der festigkeitstragenden Funktion die Aufgabe, ein freies Volumen für die Entwässerung der feuchten Papier- oder Kartonbahn in der —> Pressenpartie zur Verfügung zu stellen. Deshalb werden meist 2-lagige, in einigen Fällen auch 3-lagige Gewebe verwendet. Günstiger als ein Gewebe mit 2 Schichten ist es in vielen Fällen, 2 einlagige Gewebe übereinander zu legen, die dann durch das Vernadeln miteinander verbunden werden. Für schwere Papiere oder —> Schuhpressen können auch 3 Gewebe oder 2 mehrlagige Gewebe miteinander kombiniert werden. Durch die auf das Grundgewebe aufgenadelte Vliesschicht werden eine —> Filzmarkierung des Papiers vermieden, die Entwässerungsleistung durch die zwischen den Fasern wirkenden Kapillarkräfte verbessert und zusätzliches Wasserspeichervolumen bereitgestellt. Noch stärker kann das Speichervolumen durch eine Gitterfolie aus Polyurethan zwischen den Grundgeweben oder zwischen Grundgewebe und Vliesschicht erhöht werden. Die verschiedenen Lagen werden durch Vernadeln verbunden. Um eine möglichst hohe Wasserdurchlässigkeit zu erhalten, sollte das aufgenadelte Vlies relativ grob sein. Andererseits sollte auf der Oberfläche des Nadelfilzes ein möglichst feines Vlies sein, damit das Papier ein hohe Glätte bekommt. Man erreicht dies dadurch, dass man grobe und feine Fasern nacheinander in Schichten aufnadelt. Derartige Konstruktionen werden als Sandwichstruktur bezeichnet. Neuere Entwicklungen fügen zwischen den Vliesschichten noch eine hydrophobe Zwischenschicht ein, womit ein verbesserter Trockengehalt beim Entwässern des Papiers erreicht wird. Nicht nur die Art des Grund-

gewebes und des Vlieses, sondern auch die Art der Vernadelung, d.h. die Reihenfolge der Vernadelung von Papier- und Walzenseite sowie die Tiefe und Zahl der Einstiche pro Flächeneinheit, beeinflussen die Entwässerungs- und Markierungseigenschaften der Nadelfilze. AL

Nadelhölzer (softwoods) Hölzer der —> Nadelbäume. Der Begriff wird auch als Synonym für Nadelbäume gebraucht. Die Nadelhölzer sind durch einen verhältnismäßig einfachen, regelmäßigen Zellenaufbau gekennzeichnet. Nur 2 Zellarten bauen letztlich das Nadelholz auf: —• Tracheiden (Fasertyp der Nadelhölzer) und Parenchymzellen. Die für die meisten einheimischen Nadelhölzer charakteristischen Harzgänge sind von speziellen parenchymatischen Zellen ausgekleidet, die als Epithelzellen bezeichnet werden. Da alle radial bzw. quer zur Stammachse ausgerichteten Zellen grundsätzlich zu —• Holzstrahlen vereinigt sind und die Epithelzellen den Harzgängen zuzuordnen sind, besteht das Holz der Nadelhölzer aus folgenden Zell- und Gewebeelementen: Tracheiden (Längstracheiden), Holzstrahlen, Parenchym (Längsparenchym) und Harzgängen. Hiervon nehmen mit 90 bis 95 % Längstracheiden den mit Abstand größten Anteil ein. Wegen dieses sehr hohen Faseranteils und der mittleren Faserlänge zwischen 2,8 und 3,8 mm sind die Nadelhölzer besonders gut zur Zellstoff- und Papierherstellung geeignet, insbesondere —> Kiefer, —• Fichte und —• Douglasie. WE

Nadelholzzellstoff (softwood pulp) Unter Nadelholzzellstoff versteht man einen —• Zellstoff, der nach einem —> chemischen Aufschlussverfahren (—» Sulfatkochung, —• Sulfitkochung) aus dem Holz verschiedener Nadelholzarten, wie —> Fichte oder bevorzugt —•Kiefer, hergestellt wird. Nadelholzzellstoffe werden auch als Langfaserzellstoffe im Gegensatz zu Kurzfaserzellstoffen

326 (—• Laubholzzellstoff) bezeichnet. Diese Differenzierung ergibt sich aus der Tatsache, dass die papiertechnologischen Zellstoffeigenschaften in beträchtlichem Maße von dem morphologischen Charakter des Holzes, vor allem von der Faserlänge, abhängen. Nadelholzzellstoffe bestehen zu über 90 % aus langen, englumigen Fasern (—• Tracheiden), die diesem Zellstofftyp seinen Charakter geben. Nadelholzzellstoff Fichtenzellstoff Kiefernzellstoff

Fichtenzellstoff Kiefernzellstoff

•

Nadelholz-Sulfitzellstoff Papierindustrie: Chemische Industrie: Nadelholz-Sulfatzellstoff Papierindustrie: Summe:

0,50 Mio t 0,20 Mio t

Langfaseranteil [%]

Kurzfaseranteil [%]

•

94,5 - 96,5

4,4 - 5,5

•

93,0 - 95,5

4,4-6,7

Literatur: Lengyel, P.; Morvay S.: Chemie und Technologie der Zellstoffherstellung, Budapest: Verlag Akademiai, 1973 FI

Daraus leiten sich folgende Spannweiten und Mittelwerte (unterstrichen) für die Faserdimensionen ab: Nadelholzzellstoff

piere, —> Schleifrohpapiere) eingesetzt werden, werden die gebleichten NadelholzSulfatzellstoffe hauptsächlich für —>Druckund Pressepapiere sowie für hochwertige Spezialpapiere (z.B. —• Fotorohpapier) verwendet. In Deutschland wurden 1996 folgende Mengen Nadelholzzellstoff verbraucht:

Faserlänge [mm]

Faserdurchmesser [μηι]

1,1 - M - 6 , 0

21 -31-40

1,8-3,1-4,5

14-35-46

Da die papiertechnologischen Eigenschaften eines Zellstoffs nicht nur von den morphologischen Charakteristika des Holzes abhängen, sondern auch von den Veränderungen, die während des Holzaufschlusses ( Sulfit- oder Sulfatkochung) erfolgen, unterscheidet man zwischen —• Sulfit- und —• Sulfatzellstoffen. Nadelholz-Sulfitzellstoff wird ausschließlich aus Fichte hergestellt und vorwiegend in gebleichter Form verarbeitet. Haupteinsatzgebiete sind die Erzeugung von Schreib- und Druckpapieren und die Verarbeitung in der Chemiefaserindustrie (—• Chemiezellstoff). Nadelholz-Sulfatzellstoff wird vorwiegend aus Kiefer hergestellt, aber auch Mischzellstoffe (Kiefer/Fichte) sind im Handel. Während die ungebleichten Sorten vorwiegend für technische Papiere (z.B. —• Elektroisolierpa-

1,60 Mio t 2,30 Mio t

Nadelvlies (nonwoven) Nadelvliese sind Fasergelege, die in der Regel mit einer Krempel hergestellt und mit einer —> Vernadelungsmaschine durch die Wirkung der —• Filznadeln miteinander verbunden werden. Die Nadelvliese, die zu —> Nadelfilzen, d.h. —> Nassfilzen und —> Trockenfilzen, verarbeitet werden, bestehen fast ausschließlich aus Synthesefasern. Für Nassfilze werden hauptsächlich Fasern aus Polyamid-6 und Polyamid-66 eingesetzt, vereinzelt mit Beimengungen von Wolle, Polypropylen oder Copolyamiden. Nadelvliese, die zu Trockenfilzen verarbeitet werden, enthalten meist Polyester-, Aramid- (Nomex) oder Polyacrylnitrilfasern. Für die Herstellung von Nassfilzen kann man zuerst ein Nadelvlies auf einer Vernadelungsmaschine herstellen und dieses dann auf ein —> Grundgewebe auflegen. Dann werden beide Komponenten durch erneutes Vernadeln miteinander verbunden. Die Nadelvliese, die für die —• Bespannung von Papiermaschinen eingesetzt werden, bestehen aus Fasern von 3,1 bis 70 dtex (ldtex = lg/10 000 m) und Schnittlängen von 50 bis 120 mm. Bei dünneren Fasern bevorzugt man die kürzeren Schnittlängen. Die Fasern wer-

327 den durch Krempeln und Querlegen in ein gleichmäßiges Faserband verarbeitet, das dann der Nadelmaschine zugeführt wird. Bei der Herstellung des Faserbands kann man eine Längs- oder Querorientierung oder eine möglichst ideale Wirrlage der Fasern anstreben. Die Vernadelung führt dann zu einem Flächengebilde, das ohne Qualitätseinbuße gehandhabt und auf das Grundgewebe aufgelegt werden kann. Im Gegensatz zum Vernadeln von Nadelfilzen brauchen die verwendeten Filznadeln nicht auf ein Grundgewebe Rücksicht zu nehmen und können auf eine gute Verbindung der Vliesfasern optimiert sein. Für den Einsatz in Papiermaschinen sind Nadelvliese (ohne Grundgewebe) wegen mangelnder Festigkeit jedoch nicht geeignet. Die flächenbezogenen Massen von Nadelvliesen können zwischen etwa 50 und mehreren hundert g/m 2 liegen. AL

Nagelprobe (scratch test) Zur Prüfung der —> Laufrichtung von Papier kann die Nagelprobe angewendet werden. Nacheinander werden die Kanten des zu prüfenden Bogens scharf zwischen 2 Fingernägeln gezogen. Die Kante, die welliger ist, liegt quer zur Laufrichtung und entspricht damit der —• Querrichtung. NE

Nassabscheider Cscrubber , washer) Nassarbeitende Abscheider (Scrubber, Wäscher) werden zur —• Abgasreinigung, insbesondere zur Staubabscheidung (—• Staub) eingesetzt. Dabei werden die abzuscheidenden Staubteilchen durch Trägheitskräfte an Wassertropfen angelagert, deren Durchmesser um mindestens eine Größenordnung über dem der Staubteilchen liegt, und mit diesen abgeschieden. Aufgrund ihrer Größe sind die Wassertropfen leichter abzuscheiden als die Staubteilchen. Diesem Wirkungsprinzip entsprechend, bestehen Wäscher aus einer Kontaktzone, in der eine Relativgeschwindigkeit zwischen Staubteilchen und Tropfen erzeugt

wird, und einem nachgeschalteten —» Tropfenabscheider. Je nach Wäscherart (Rotationszerstäuber, Strahl-, Wirbel-, Venturiwäscher) werden die Tropfen durch Düsen, Rotoren oder durch Strömung erzeugt. Damit auch bei abnehmender Korngröße ein bestimmter Abscheidegrad erreicht wird, müssen die Relativgeschwindigkeit erhöht und der Tropfendurchmesser verkleinert werden. HU Nassausschuss (wet broke) —> Ausschuss

Nassbruchkraft (wet tensile strength) Zur Beurteilung der Nassfestigkeit von Papier und Pappe wird die breitenbezogene Nassbruchkraft nach D I N ISO 3781 bestimmt. Die Nassbruchkraft wird als die Kraft definiert, die beim Zugversuch mit einer unter definierten Bedingungen in Wasser eingetauchten Probe im Augenblick des Zerreißens (Bruchs) gemessen wird. Die Nassfestigkeit (—• Nassverfestigung) spielt bei Papieren, die während ihres Gebrauchs mit Feuchtigkeit bzw. mit Wasser in Berührung kommen, eine große Rolle (z.B. Plakatpapier oder Küchentücher). Diese Papiere müssen auch im nassen Zustand noch eine gewisse Festigkeit aufweisen. Für die Bestimmung der breitenbezogenen Nassbruchkraft wird eine Zugprüfmaschine verwendet. Die Proben müssen eine Breite von 15 mm und eine Länge von 180 mm aufweisen. Die Probenmaße entsprechen damit denen des trockenen Zugversuchs zur Bestimmung der —> Bruchkraft. Geprüft werden jeweils 10 in —> Längs- und —* Querrichtung des Papiers geschnittene Prüfstreifen. Bei allen nassfesten Proben muss darauf geachtet werden, dass eine entsprechende Reifezeit vor der Prüfung vergangen ist, damit sich die Nassfestigkeit (—> Nassfestmittel) vollständig ausbilden kann. Die Proben werden vor der Prüfung in destilliertem Wasser mit Klimatemperatur 1 h, 24 h oder länger gewässert. Die Dauer der Wässerung richtet sich nach dem Sättigungs-

328 grad der Probe gegenüber Wasser. Die Proben sollen vor der Prüfung vollständig mit Wasser gesättigt sein. Nach der Wässerung der Proben kann der Zugversuch durchgeführt werden. Bei sehr saugfähigen Papieren, wie z.B. —• Hygienepapieren, wird empfohlen, nur den mittleren Teil der Probe zu befeuchten, so dass der Teil der Probe, der in die Klemmen der Zugprüfmaschine eingespannt wird, trocken bleibt. Die Befeuchtung derartiger Proben erfolgt innerhalb weniger Sekunden. Aus den Einzelwerten der breitenbezogenen Nassbruchkraft werden getrennt nach Längsund Querrichtung die arithmetischen Mittelwerte errechnet. Die mittlere breitenbezogene Nassbruchkraft wird in [kN/m] angegeben. WS

setzt werden können. Für die Herstellung von Etikettenpapieren für Rücklaufflaschen ist von Bedeutung, dass Melaminharze auch die Laugenfestigkeit erhöhen. Für —> Teebeutelpapiere werden Epichlorhydrinharze verwendet. Die Nassfestigkeit kann je nach Verwendungszweck permanent oder temporär (—• Hygienepapiere) sein. PA

Nassfestmittel (wet strength agent) Nassfestmittel werden bei der Papierherstellung erst seit etwa 60 Jahren eingesetzt. Es handelt sich um chemische —• Hilfsstoffe, die während der Trocknung des Papiers Vernetzungen durch Bindungen miteinander und mit den Fasern bilden können. Erst durch die Entwicklung synthetischer Nassfestharze wurde es möglich, Papierqualitäten herzustellen, die Nassfestausrüstung auch bei vollständiger —• Benetzung und (wet strength agent application) Quellung in Wasser noch 30 bis 50 % der —> Nassverfestigung mechanischen Trockenfestigkeitswerte aufweisen. Zur Herstellung nassfester Papiere steht eiNassfestes Papier ne Reihe von Kunstharztypen zur Verfügung. (wet-strength paper) Zu den nassfesten Papieren gehören —» Eti- Die Gruppe der Harnstoff-Formaldehyd- und kettenpapiere, —» Filterpapiere, —» Sackpa- Melamin-Formaldehydharze ist nur im sauren piere, —• Tapetenrohpapiere, —• Dekorpa- pH-Bereich (4,5 bis 5,5) wirksam, während die Gruppe der —> Epichlorhydrinharze ihre piere, —• Hygienepapiere und einige —• Veroptimale Wirkung in einem pH-Bereich von packungspapiere. Während Papier normaler6 bis 8 entfaltet. Letztere werden deshalb weise durch die Einwirkung von Wasser in auch Neutral-Nassfestharze genannt. Ihre Beseine Einzelfasern zerfällt, erhalten nassfeste deutung ist in den letzten Jahren im Zuge der Papiere einen mehr oder weniger hohen AnUmstellung des Papierherstellungsprozesses teil ihrer mechanischen Festigkeit (—• Bruchauf die —> neutrale Fahrweise erheblich gekraft). stiegen. Zum anderen dürfte auch die Zur Herstellung nassfester Papiere werden —> Formaldehyd-Diskussion Anfang der 80er —> Melamin- und Harnstoff-FormaldehydJahre die steigende Bedeutung der Epichlorharze, Polyamidamin—•Epichlorhydrinharze hydrinharze nicht unerheblich beeinflusst ha(ca. ein Drittel der Gesamtmenge) und für ben. Sie dienen hauptsächlich zur Herstellung spezielle Zwecke Zirkoniumverbindungen von Tissue, Handtuchkrepp, Küchenrollenpaverwendet, neuerdings auch Polyisocyanate. pieren, —• Filterpapieren, Laminat- und Mit der erstgenannten Stoffgruppe werden —» Dekorpapieren. höhere Nassfestigkeiten erreicht (—•Nassverfestigung). Sie sind aber im Gegensatz zu Neutral-Nassfestmittel auf Epichlorhydrinden Epichlorhydrinharzen nur im sauren pHBasis gerieten Mitte der 80er Jahre in die Bereich wirksam. Der Gehalt an freiem Diskussion, als anlässlich einer Novellierung —> Formaldehyd ist so gering, dass sie un- des deutschen —> Abwasserabgabegesetzes ter entsprechenden Bedingungen auch für erstmals unter Schadstoffen auch organische —• Lebensmittelverpackungspapiere eingeHalogenverbindungen als adsorbierbare or-

329 ganische Halogene (—• AOX) aufgenommen wurden. Umfangreiche Untersuchungen hatten gezeigt, dass die AOX-Belastung im —•Abwasser von Papierfabriken neben den damals noch eingesetzten chlorgebleichten Zellstoffen vor allem durch NeutralNassfestmittel verursacht wurde. Die AOXBelastung der Nassfestmittel rührt hauptsächlich von den monomeren Begleitstoffen 1.3-Dichlorpropanol und 1 -Chlorpropandiol her. Diese Verunreinigungen finden sich im —• Fabrikationswasser wieder. Dort hydrolysieren sie allmählich zu Verbindungen, die biologisch gut abbaubar sind. Die im gereinigten Abwasser auf Nassfestharze zurückzuführende AOX-Gehalte sind deutlich niedriger, als es den ursprünglich vorhandenen Konzentrationen der chlorhaltigen Verunreinigungen entspricht. Die durch den Gesetzgeber aufgeworfene AOX-Problematik hat die Forschungsaktivitäten der chemischen Industrie beschleunigt. Inzwischen sind AOX-arme Neutral-Nassverfestigungsmittel auf dem Markt, die bis zu 99 % niedrigere AOX-Gehalte als die Produkte früherer Jahre aufweisen. AOX-Gehalt, Gew.-% 0,8

IP jp •P Ii HP β m β 0,4

0,2

1986

1988

1990

0,1 1992

1994

Entwicklung des AOX-Gehalts in Epichlorhydrinharzen

Die Entwicklung AOX-freier NeutralNassfestmittel ist im Gange. Es handelt sich dabei um Nassfestmittel auf Glyoxal-Acrylamid-, Polyisocyanat- und PolyvinylaminBasis. Allerdings ist für diese alternativen Nassfestmittel die Wirkung noch in Praxisversuchen zu hinterfragen. HA

Nassfilz (wet felt) Nassfilze dienen in der Papiermaschine dazu, der feuchten Papierbahn möglichst viel Wasser zu entziehen und die feuchte Papier- oder Kartonbahn durch die —• Pressenpartie zu transportieren. Nach ihrer wesentlichen Funktion unterscheidet man: • • • Zu • • • • • • •

—• Abnahmefilze Gautschfilze —• Pressfilze. den Pressfilzen zählen: —• Pick-up-Filze —• Unterfilze 3. Pressfilze 4. Pressfilze —• Transferfilze —• Oberfilze —• Schuhpressfilze.

Fast alle diese Filze sind nach dem Verfahren der —•Nadelfilze hergestellt. Nassfilze, die nach dem Herstellungsverfahren der eigentlichen —• Filze gefertigt wurden, haben nur noch für wenige Spezialzwecke, z.B. zur —•Entwässerung von —•Büttenpapier, Bedeutung. 1) Gautschfilze pressen in Kartonmaschinen die Kartonbahn, bevor sie vom Abnahmefilz in die eigentliche Pressenpartie überführt wird. Gautschfilze müssen ein großes Wasservolumen aufnehmen. Sie haben deshalb meist ein relativ schweres —• Grundgewebe und wegen der niedrigen Pressdrücke relativ niedrige Vliesauflagen (—• Nadelvlies). 2) Pick-up-Filze kommen bei den meisten schnell laufenden Papiermaschinen zum Einsatz. Sie müssen einerseits eine so glatte Oberfläche haben, dass die Papierbahn, die unten am Filz klebend - in die erste Presse geführt wird, nicht herunterfällt. Andererseits muss die Papierbahn aber auch zuverlässig an die Zentralwalze abgegeben werden. Auch die Randbändel dürfen nicht mit dem Filz laufen. Dies wird durch eine auf die Maschi-

330 ne abgestimmte Auswahl der Vliesfasern und Vernadelung erreicht. Die Faserfeinheiten liegen meist bei 11 bis 22 dtex (= g/10 000 m Faserlänge). Die Durchlässigkeiten sind deutlich höher als bei den dritten und vierten Pressfilzen, aber niedriger als bei den Unterfilzen. Die Flächengewichte der Pick-upFilze liegen meist zwischen 1 200 und 1 700 g/m 2 . Die schwersten Qualitäten kommen in Pressen mit harten Stahlwalzen zum Einsatz. 3) Bei den Unterfilzen, die mit dem Pick-upFilz durch den ersten Pressnip laufen, werden meist recht leichte Qualitäten um 1 200 g/m 2 herangezogen. Die Durchlässigkeiten sind deutlich höher als bei den Pick-up-Filzen. Die Faserfeinheiten der Vliesfasern liegen häufig bei 17 bis 22 dtex. Dies gilt für die weit verbreiteten Vier-Walzen-Pressen. Bei neuen Konstruktionen von Papiermaschinen, insbesondere mit einer —• Schuhpresse in der ersten Pressposition, wird manchmal eine Bahnführung gewählt, bei der die Papierbahn nach dem Verlassen der Presse dem Unterfilz folgen muss. In diesem Fall muss der Unterfilz eine niedrigere Durchlässigkeit als der Pickup-Filz haben. Auch die flächenbezogenen Massen solcher Filze sind wesentlich höher (1 400 bis 1 500 g/m 2 ). 4) Die dritten Pressfilze bei VierWalzenpressen und die Filze für eine freistehende letzte Presse waren früher oft von gleicher Konstruktion und verminderten bei gleichen Abmessungen durch die wechselweise Verwendbarkeit die Lagerhaltung. Heute werden meist geringfügig unterschiedliche Konstruktionen verwendet, die auf —• Entwässerung und —> Oberflächeneigenschaften des Papiers optimiert sind. Dies bedeutet in der dritten Presse etwas offenere Filze mit gröberen Fasern als in der vierten Presse. Die Filzgewichte sind stark von der flächenbezogenen Masse des Papiers und der geforderten Qualität abhängig. Bei —> Zeitungsdruckpapieren liegen die Filzgewichte meist bei 1 400 bis 1 500 g/m 2 . Eine befriedigende Oberfläche des Papiers auf der —» Filzseite ist in der Regel nur zu erreichen, wenn der Filz an der Oberfläche 6,7 dtex-Fasern oder feine-

re hat. Andererseits ist zu berücksichtigen, dass feine Fasern einen höheren Verschleiß als grobe Fasern haben. 5) Bei den Filzen für Schuhpressen werden fast ausschließlich —• Grundgewebe aus 2 oder sogar 3 Einzelgeweben eingesetzt, weil diese Filze weniger schnell kompaktieren. Für die flächenbezogene Masse ist es wichtig, ob der Filz selbst das vom Papier abgegebene Wasser aufnehmen muss oder ob er es an Bohrungen oder Rillen des Pressenbelts abgeben kann. Im letzteren Fall sind niedrigere Flächengewichte ausreichend. Bei altpapierhaltigen Papieren werden meist gröbere Grundgewebe und gröbere Fasern verwendet, um der größeren Verschmutzungsneigung vorzubeugen. Für Wellenstoff gibt es z.B. Filze mit wenig 22 dtex-Fasern und hauptsächlich 44 und 66 dtex-Fasern. Zusammenfassend kann man feststellen, dass die heute eingesetzten Nassfilze flächenbezogene Massen zwischen 800 und 2 000 g/m 2 , Fasern zwischen 3,1 und 70 dtex und Grundgewebeanteile von 40 bis 60 % haben. Zahlreiche chemische Ausrüstungen werden bei der Filzherstellung zur Verbesserung der Faserhaftung, Verminderung der Anschmutzneigung, zur Verminderung des Abriebs oder zur Erhöhung der Chemikalienbeständigkeit eingesetzt. Bei der Reinigung (—• Filzreinigungsmittel) von Nassfilzen dürfen keine konzentrierten Säuren ( c < 0 , l eq/1) eingesetzt werden, da sich das Polyamid darin löst. —» Laugen oder —• Säuren werden zweckmäßig in Kombination mit nichtionischen —»Tensiden eingesetzt. AL

Nassgewicht (wet weight) Im Gegensatz zum —• Trockengewicht (Trockenmasse), bei dem die Stoffprobe unterschiedlichster Herkunft und Zusammensetzung (-> Halbstoff, - > Zellstoff, - • A l t p a pier) bis zur Gewichtskonstanz getrocknet wurde, versteht man unter Nassgewicht bzw.

331 stoßen). Bei Einhaltung der geforderten —• optischen Dichte kann die Schichtdicke durch ergiebigere, hochpigmentierte Farben reduziert werden. Eventuell sollte die Farbreihenfolge so festgelegt werden, dass von Druckwerk zu Druckwerk mit höheren Schichtdicken gedruckt wird. Auch die —• Konsistenz der Druckfarbe und deren Abstimmung mit den anderen Druckfarben beeinflusst die Farbannahme. Um die Farbspaltung der zu übertragenen Druckfarbe zu realisieren, muss die Kohäsion der nachfolNass-in-Nass-Druck genden Druckfarbe kleiner sein als die Kohä(wet-on-wet-printing, wet printing, wet-color sion der vorausgedruckten Farbe. Im Nassprinting) und-Nass-Druck sind also ZügigkeitsdiffeDer unmittelbar nacheinander erfolgende renzen zwischen Druckfarben technologisch —•Druck mit 2 oder mehr —»Druckfarben, gewollt. wobei die erstverdruckte Farbe beim Druck der nachfolgenden Farbe noch nicht vollständig getrocknet ist, wird als Nass-in-Nass2) Bedruckstoff Druck bezeichnet. Das Farbannahmeverhalten ist von der FarbePapier-Kombination abhängig. Entsprechend Mit dem Aufbringen der Druckfarbe auf dem Bindemittelaufbau und den Eigenschafdas unbedruckte Papier des ersten Druckten des Bedruckstoffs (—• Saugfähigkeit, Pogangs beginnt der Wegschlagvorgang renanzahl und Porengröße (—• Poren) sowie (—• Wegschlagen). Durch das Eindringen des —•Bindemittels (z.B. —• Mineralöl) in das —• Oberflächenstruktur) schlägt zunächst ein Papier nehmen die —• Viskosität und die Zü- Teil des Bindemittels weg, wodurch die Schichtdicke der vorausgedruckten Farbe gigkeit (—• Tack) der Druckfarbe zu. Wird vermindert und so die Farbannahme erhöht eine zweite Farbe aufgedruckt, so sind die werden. Adhäsionskräfte zwischen beiden Farbfilmen im Allgemeinen geringer als die zwischen Farbe und —• Bedruckstoff. Die übertragenen 3) —> Druckmaschine Schichtdicken auf nasse Farbschichten sind Mit steigender Druckgeschwindigkeit verrinprinzipiell geringer als auf getrockneten gert sich die Kontaktzeit in der Druckzone. Farbschichten. Die Trennbeschleunigung als Maß für das Bei zu schnellem Wegschlagen der DruckAuseinanderreißen der Farbschichten beim farbe in den Bedruckstoff nimmt die KlebrigSpaltungsvorgang nimmt zu. Hohe Druckgekeit der Farbe sehr schnell zu. Die Folge ist schwindigkeiten und kleine Zylinderdurchdann ein zu starkes Rückspalten der in den messer wirken einer optimalen Farbübertraersten —> Druckwerken gedruckten Druckfar- gung im Nass-in-Nass-Druck entgegen. be auf das —• Gummidrucktuch der folgenden Druckwerke. 4) - • Feuchtmittel Im Nass-in-Nass-Druck wird die —• Farban- Die Farbannahme wird durch den Feuchtnahme von folgenden Faktoren beeinflusst: mittelgehalt der Farbe-Feuchtmittel-Emulsion beeinflusst. Ein hoher Feuchtmittelgehalt 1) Druckfarbe kann bei normaler Feuchtmittelführung in Mit steigender Schichtdicke der vorausgeZonen mit geringer —• Druckdichte auftreten druckten Farbe verschlechtert sich die Farbund zu einer überhöhten Feuchtmittelaufannahme. Die Sättigung der Papierporen mit nahme der Papieroberfläche führen, die die Bindemittel kann zu Störungen der FarbanFarbannahme erheblich stören kann. nahme der folgenden Farbe(n) führen (—• AbFeuchtgewicht das Gewicht (die Masse) der Probe unmittelbar bei ihrer Probenahme, z.B. zur Bestimmung des Feststoffgehalts (—• Trockengehalt) nach —• Siebpartie oder —• Pressenpartie einer Papiermaschine. Eine Bestimmungsmethode des Feuchtegehalts, der von weitaus größerer Bedeutung als das Nassgewicht bei der Herstellung von Papier und Pappe ist, liefert DIN EN 20 287. TI

332 Eine gestörte Farbannahme im Nass-undNass-Druck kann Ursache für folgende Mängel der —• Druckqualität sein: • • • • •

geringe Schärfe im Bild, schlechter —• Kontrast geringe Detailwiedergabe (—> Auflösungsvermögen) —• Abliegen und Kleben im —• Stapel —• Tonen —• Abschmieren.

Darüber hinaus können —•Farbabweichungen des Druckerzeugnisses auftreten. NE

Nasskreppen (wet crêping) —• Kreppen

Nassluftpumpe (vacuum pump) —> Vakuumpumpe

Nassoxidation (wet oxidation) Unter Nassoxidation wird die flammenlose Verbrennung („Kaltverbrennung") von organischen Verbindungen in wässriger Lösung oder Suspension mittels Luftsauerstoff, reinem Sauerstoff oder anderen Oxidationsmitteln (—> Wasserstoffperoxid, Salpetersäure, —• Natriumhypochlorit, —• Ozon) bezeichnet. Findet die Oxidation unter milden Temperaturbedingungen (um 50° C) und unter Normaldruck statt, spricht man von nasschemischer Oxidation. Werden hingegen höhere Temperaturen (von etwa 50 bis 370° C) bei Drücken von etwa 3 bis 300 bar angewandt, handelt es sich um thermische Nassoxidationsverfahren. Die thermischen Nassoxidationsverfahren lassen sich weiterhin unterteilen in Niederdruck» und Hochdruckverfahren sowie das Verfahren der überkritischen Nassoxidaten (SCWO = Super Critical Water Oxidation oder Super Critical Wet Oxidation). Aus der Tabelle wird ersichtlich, dass die genannten

Verfahren hauptsächlich zur Reinigung von industriellen und kommunalen Abwässern, zur Behandlung von —• Klärschlämmen und zur —• Abfallbehandlung eingesetzt werden. Das Grundprinzip der Nassoxidation ist bereits seit Anfang dieses Jahrhunderts bekannt. Technisch umgesetzt wurde sie nach dem Zweiten Weltkrieg zunächst in der Zellstoffindustrie zur —•Chemikalienrückgewinnung aus der —•Ablauge. In der Papierindustrie wurden die ersten Hochdruck-Nassoxidationsanlagen Mitte der 70er Jahre in Betrieb genommen. Ziel war die Abtrennung von mineralischen Stoffen (hauptsächlich —• Kaolin) aus —• Schlämmen von chemisch—• Abwasserreinigungsanlamechanischen gen. Die rückgewonnenen Mineralien wurden wieder als —• Füllstoffe zur Papiererzeugung genutzt. Obwohl weltweit in mehreren Papierfabriken die Funktionsfähigkeit dieser Technologie unter Beweis gestellt wurde, gelang der Hochdruck-Nassoxidation nicht der Durchbruch. Seit Anfang der 90er Jahre wird in halbtechnischen Anlagen die überkritische Nassoxidation von Schlämmen aus der Zellstoffund Papierindustrie untersucht. Im Vordergrund dieser Untersuchungen stand allerdings nicht die Rückgewinnung von Füllstoffen, sondern eine Reduzierung des Gehalts an chlororganischen Verbindungen (z.B. polychlorierte —• Dioxine und —• Furane) in diesen Schlämmen. Das SCWO-Verfahren arbeitet bei Temperaturen zwischen 375 und 600° C und Drücken bis zu 1 000 bar, also in einem Bereich oberhalb des kritischen Punkts von Wasser (374° C, 221 bar). Die Mischbarkeit von überkritischem Wasser mit Luft bzw. Sauerstoff ist im Gegensatz zu normalem Wasser praktisch vollständig, die Löslichkeit von organischen Verbindungen steigt sprunghaft an. Unter diesen Bedingungen werden organische Verbindungen in kurzer Zeit zu Wasser und —• Kohlendioxid oxidiert. In den vergangenen Jahren wurden Versuche zur überkritischen Nassoxidation von —• Deinkingschlämmen publiziert, die das Ziel hatten, den Ascheanteil in diesen Schlämmen als Füllstoffe zurückzugewinnen. Die —• Weißgrade der Nassoxidationsrück-

333 Nasspartie (wet end) Niederdruck Die Nasspartie einer Druck 3 - 60 Papiermaschine berbarl steht aus den Berei370- 600 250 - 370 50 - 250 Tempechen —> Stoffaufratur [° C] lauf, —> Siebpartie Anwen• Bodendekontami• Reinigen von • Aktivkohleund —> Pressenpardung Prozessabwäsnation regeneration tie. Sie endet am sern • Elektronik• KlärschlammEingang zur —» konditionierung • Klärschlammschrott-Behandlung Trockenpartie. Aufoxidation gabe der Nasspartie: (Flammschutz• Verbesserung Aus der hochver• Rückgewinnung mittel) der biologiStoffsusorganischer • Entsorgung militäri- dünnten schen Abbaupension (um 1 % Chemikalien barkeit von scher Altlasten Stoffdichte), die aus Abwässern • Halogenhaltige dem Stoffauflauf • AbwasserentAbwässer auf das endlose, färbung umlaufende —• Sieb Einteilung der Nassoxidationsverfahren gelangt, wird eine •Die Anwendungen wurden bisher nur im Labor- und Technikumsmaßstab reali Papierbahn vorgesiert (SCWO = Super Critical Water Oxidation oder Super Critical Wet Oxi schriebener Breite und vorgegebedation) ner —• flächenbezogener Masse gebildet, die nach mechanischer —> Entwässerung stände waren allerdings nicht hoch genug, um mittels Schwerkraft und Unterdruck (in der den Anforderungen an einen Füllstoff zu geSiebpartie) sowie Pressen (—> Nasspressen) nügen. Offenbar findet eine Oxidation der in zwar noch feucht ist, aber bereits über eine —• Druckfarben enthaltenen Rußpigmente ausreichende Festigkeit verfügt, so dass sie (—• Ruß) zu Kohlendioxid nur unvollständig sich selbst tragen kann. KL statt. Vassoxidationsverl ahren SCWO* Hochdruck 220 - 1000 60 - 300

Literatur: Hamm, U.; Göttsching, L.: Naßoxidation von Deinkingschlämmen. Wochenblatt für Papierfabrikation 126 (1998), Nr. 1, 15 - 23 Johnston, J. H.; Wisemann, N.: An approach to clean technology for mineral recovery in the deinking process. Appita J. 49 (1996), Nr. 6,397-402 Cooper, S. P.; Folster, H. G.; Gairns, S. Α.; Hauptmann, E. G.: Treatment of lagoon sludge, primary clarifier sludge, and bleach plant effluent by supercritical water oxidation. Pulp & Paper Can. 98 (1997), Nr. 10, 37-41 HA

Nasspresse (wet press) Das —> Nasspressen ist nach der Blattbildung mit erster —> Entwässerung des Faservlieses der zweite Schritt des Papierherstellungsprozesses in der Papiermaschine. Dabei wird die von der Siebpartie kommende nasse Papierbahn in der —• Pressenpartie zwischen rotierenden Walzen unter mechanischem Druck in Walzenspalten entwässert. Zusammen mit der Papierbahn laufen endlose —• Nassfilze zwecks Aufnahme und Weitertransport des aus der Papierbahn ausgepressten Wassers durch die Walzenspalte. Die —• Linienkräfte zwischen den Walzen betragen bis zu 150 kN/m (bei Großwalzen

334 bis zu 350 kN/m, bei —* Schuhpressen bis zu 1 200 kN/m). Ein Walzenpaar (Abb.) besteht meist aus einer harten Walze (Walzenbezüge: Granit, Stonite = Kunststein, Microrock = Kunststein, Keramik oder Hartgummi) und einer weicheren Walze (Gummi- oder Polyurethanbezug), die auch gerillt und/oder blindgebohrt sein kann, um während des Pressvorgangs im Walzenspalt Wasser speichern zu können. Die weiche Walze kann auch als —> Saugpresswalze ausgeführt sein. Dann ist sie ein gebohrtes Gussstahlrohr (früher Gussbronze) mit einem Gummimantel, der von innen mit einem Saugkasten besaugt wird. In speziellen Fällen ist die „weiche" Walze als gerillte Stahlwalze ausgeführt, auch als Saugpresswalze ohne Weichbezug, was bei Zeitungsdruckpapiermaschinen vorkommt. Hier ist dann ein schwerer Nassfilz (1 400g/m 2 und mehr) das elastische Medium. Entscheidend beim Pressvorgang ist, dass das aus der feuchten Papierbahn ausgepresste Wasser im Pressspalt in den —> Filz sowie in Bohrungen, Rillen oder Sauglöcher der Walzen abfließen kann. Sonst baut sich im Pressspalt innerhalb der nassen Papierbahn ein zu hoher hydraulischer Druck auf, der letztlich die Papierbahn zerstören kann. Die konstruktive Ausführung der Nasspresse bestimmt wesentlich den Pressimpuls

Einfaches Beispiel einer filzbespannten Nasspresse

mit Einfluss auf die Entwässerungsleistung und folgende Papiereigenschaften: • • •

Oberflächengüte spez. Volumen bzw. Dichte Festigkeiten.

Die Nasspresse bedarf einer soliden Stuhlung zur Aufnahme der Linienkräfte. Dabei sind ein schneller Filz- und Walzenwechsel zu berücksichtigen. Die Presswalze (Unterwalze) innerhalb des endlosen Filzes ist angetrieben. An der Oberwalze haftet die Papierbahn. Für den Bahnabrissfall ist die Oberwalze mit einem Schaber (—• oszillierender Schaber) ausgerüstet. Der Schaber entfernt dann die Papierbahn von der Walze, die von dort in eine Schaberrinne und mittels eines Transportbandes in einen Pressenpulper unterhalb der Pressenpartie entsorgt wird. Von der Oberwalze wird die Papierbahn zum nächsten Pressspalt oder Zylinder abgezogen. In Einzelfällen sind Oberwalzen angetrieben. Unterwalzen werden zumeist als gerillte oder blindgebohrte Walzen meist als —» Durchbiegungsausgleichswalze mit sog. Eigenhub ausgerüstet, so dass die Hebel bei der Gegenwalze entfallen können. Das bedeutet eine konstruktive Vereinfachung mit stabilerer, schwingungsfreier Walzenlagerung. Entsprechend dem Eigenhub können die Walzen auseinander- und zusammengefahren werden. Zur Nasspresse gehört die Filzkonditionierung (—• Filzkonditionieranlage) innerhalb der Filzführung, vor allem durch Rohrsauger in Verbindung mit —> Hochdruck- und Niederdruck-Spritzrohren. Die Filzführung bestimmt die Filzlänge, die für die Kosten des Filzes und seine Laufzeit maßgeblich ist. Auch darf zugunsten eines störungsfreien Filzlaufs die Filzlänge nicht zu klein gewählt werden. Filzlänge und Filzbreite müssen in einem harmonischen Verhältnis ste-

335 entfernt. Erst anschließend wird die Bahn getrocknet. Beim Nasspressvorgang, dem Nasspressen, wird die Bahn unter dem Einfluss von —• Linienkräften in den Walzenspalten verNasspressen dichtet, so dass das Wasser aus den —• Poren (wet pressing) zwischen den —• Fasern entfernt wird. Beim Nasspressen wird Wasser in der —• Filze im —> Pressspalt nehmen das ausge—• Pressenpartie der Papiermaschine aus der presste Wasser auf. Der Pressspalt wird von bereits formierten, aber noch nassen PapierWalzenpaaren oder wie bei —• Schuhpressen oder Kartonbahn entfernt (Einlauftrockengevon einer Gegenwalze und einem Band halt: 15 bis 20%). Aus wirtschaftlichen Gründen (Reduzierung von —• Heizdampf in (—• Belt) mit ölgeschmiertem Druckschuh der folgenden —• Trockenpartie) wird mög- gebildet. lichst viel Wasser auf mechanischem Weg Bei einer Schuhpresse mit z.B. 300 mm Schuhlänge (Pressspaltlänge) wird A eine höhere Presswirkung (ein höΛ Ώ_ herer —• Pressimpuls) erreicht als •g 40 LK [N/mm] 55 85 93 100 mit konventionellen Walzenpressen (Abb. 1). Das Druckprofil im I 20 \1 Φ \ I' 1 —» Pressnip beeinflusst den Entû. 2 14 I Nip h \) wässerungsvorgang (—> Entwässe0 rung) und die Eigenschaften des Produkts (z.B. —•Dichte, —»Biegesteifigkeit). Neben der Blattstruktur wird auch die —• Zweiseitigkeit der Bahn beeinflusst. Grundsätzlich 250 300 werden Bahneigenschaften durch Niplänge [mm] die Wahl der Filze, Gestaltung des Abb. 1: Druckprofile von 4 Walzenpressen (oben) und einer Pressnips, Befilzung auf einer Schuhpresse (unten) Seite oder auf beiden Bahnseiten (Doppelbefilzung) und durch die Pressnipfolge optimiert (Abb. 2). flache Gradienten steile Gradienten Neben der TrockengehaltssteigeDruckverläufe rung und den Bahneigenschaften in den Pressen bestimmt auch die Verfügbarkeit der Karton- oder Papiermaschine • schnelle Strömungen · langsame Strömungen die Auswahl des Pressenkonzepts. Entwässerung »große Strömungskräfte • kleine Strömungskräfte • Faserverschieb, begünstigt · Faserverschieb, erschwert Filze haben einen entscheidenden Einfluss auf Bahnqualität, erreichbaren Trockengehalt und Verfügbarkeit. Die Struktur der Filze prägt die Oberfläche der Bahn Zweisei tigkeit (—> Filzmarkierung) entscheidend hoch gering - Ölaufnahme mit. Ebenso wird der —• Trohoch geringer -Rauhigkeit ckengehalt der Bahn mitbestimmt. niedrig hoch Porosität Die Führung der Bahn vor, zwischen und nach den Pressnips Abb. 2: Pressvorgang und Produkteigenschaften (gleicher Tro muss möglichst unterstützt sein, ckengehalt nach letzter Presse) um Abrisse der feuchten Papier-

hen. (Zur Weiterentwicklung der Nasspresse siehe —• Schuhpresse.) KL

/\

Λ,

336 bahn oder auch Überdehnungen und Schädigungen der Bahn zu vermeiden. Es gibt Nasspressen, die für —> Druck- und —> Verpackungspapiere gleichermaßen geeignet sind (Abb. 3). Der nach der Pressenpartie erreichbare Trockengehalt ist abhängig von verschiedenen Faktoren: • • •

• •

Rohstoff (WRV-Wert, Füllstoffgehalt) Produkt (—» flächenbezogene Masse, Dichte) Betriebsparameter (—• Linienkraft, —• Vakuum, Temperatur, Bahngeschwindigkeit) Befilzung (—• Bespannung) Pressentyp.

Folgende einfache Regeln sind hilfreich: • Je höher das —• Wasserrückhaltevermögen (WRV) des Faserstoffs, desto geringer der Trockengehalt nach der Pressenpartie. Der WRV-Wert ist ein Indikator für den durch Walzenpressen maximal erreichbaren Trockengehalt (Grenztrockengehalt) : 100% WRV ξ 50 % Trockengehalt 150% WRV ξ 40 % Trockengehalt 170% WRV ξ 37 % Trockengehalt.

Papier erhöhen den Trockengehalt jeweils um ca. 1 %. •

•

Bei einer Papiermaschine mit nur einem Produkt ist der Pressimpuls eine wichtige Größe. Ist der Pressimpuls konstant, ist auch der Trockengehalt konstant. Steigt die Geschwindigkeit, müssen die Linienkraft und damit der Pressimpuls erhöht werden. Filzmarkierungen im Papier sind bei Schuhpressen geringer als bei Walzenpressen, da der gemittelte Druck (Flächenpressung) im Pressspalt niedriger liegt als bei Walzenpressen:

Walzenpressen Schuhpressen •

Linienkraft [kN/m] 200 - 300

Flächenpressung 30 - 90 bar

1 000 -1 500

25 - 60 bar

Intensives Pressen führt neben der Trockengehaltssteigerung zu einer Dichteund Festigkeitserhöhung des Papiers. Als Faustregel kann gelten: 1% Trockengehaltssteigerung entspricht etwa 1% Dichteerhöhung und 1% Steigerung der Berstfestigkeit (Abb. 4).

Neueste Pressverfahren beinhalten die Anwendung von heißen Walzen und höheren Pressdrücken: Moderne Pressen Heißpressen Presstrocknung Impulstrocknung

Temperatur [°C] 50- 80

Flächenpressung 10-100 bar

80- 180

35 - 50 bar

180-400

10-100 bar

Abb. 3: DuoCentri-NipcoFlex Presse

Bei Schuhpressen kann im Vergleich zur konventionellen Presse (mit schmalen Pressspalten) ein ca. 5 % höherer Trockengehalt erreicht werden. Je 4 % Füllstoffgehalt im

—» Press- und —• Impulstrocknung befinden sich noch im Entwicklungsstadium. Die zu lösenden Probleme beziehen sich u.a. auf das Kleben des Papiers an der heißen Walze und auf eine Delamination (Spalten) des Papiers

337 durch zu schnelle Wasserverdampfung nach dem Pressnip.

Abb. 4: Einfluss des Nasspressens auf verschiedene Papiereigenschaften BU

Nassrupfen (wet picking) Unter —» Rupfen versteht man das Herausreißen von einzelnen Partikeln aus der Papieroberfläche bzw. das Spalten des Papiers bzw. Kartons beim —• Offsetdruck durch die Zugkraft der —•Druckfarbe beim Trennen der Papieroberfläche vom —• Drucktuch. Als Nassrupfen bezeichnet man im Offsetdruck das Herausreißen von Papierbestandteilen aus der Papieroberfläche, dessen Festigkeit aufgrund der Adsorption des Wassers aus dem —• Feuchtmittel vermindert wurde. —• Nass-in-Nass-Druck können Beim feuchtmittelempfindliche Strichoberflächen (—• Strich) in ihrer Oberflächenfestigkeit soweit beeinträchtigt werden, dass sie der Zugkraft der Druckfarbe nicht mehr standhalten. Ein Nassrupfen, d.h. ein —• Aufbauen von Strichbestandteilen, tritt dann im zweiten, dritten oder vierten —• Druckwerk auf. Einen starken Einfluss auf das Nassrupfen eines gestrichenen Papiers hat die übertragene Feuchtmittelmenge. Durch den üblichen Zusatz von Alkohol zum —• Feuchtmittel kann eine deutliche Reduzierung der Feuchtmittelmenge erreicht werden. Bei einer Überdosierung des Alkoholanteils (über 10 %) kann infolge intensiverer Benetzung der Strichoberfläche ein Anlösen des —•Bindemittels im Strich das Nassrupfen verstärken. Die Prüfung der Nassrupffestigkeit eines Papiers kann mit —• Probedruckmaschinen

erfolgen. Voraussetzung ist die Möglichkeit einer definierten Vorfeuchtung der Papieroberfläche (—• Nassrupftest). FA

Nassrupftest (wet picking test) Mit —•Probedruckmaschinen, die eine Simulation des —• Nass-in-Nass-Drucks ermöglichen oder eine integrierte Vorfeuchteinheit besitzen (Prüfbau-Mehrzweckprobedruckmaschine oder —• IGT-Probedrückgerät), kann ein Nassrupftest durchgeführt werden. Die Papieroberfläche wird vor dem —• Rupftest definiert vorgefeuchtet, wobei darauf zu achten ist, dass die übertragenen Feuchtmittelmengen und die Zeitintervalle zwischen Vorfeuchtung und Druck den Bedingungen im —• Offsetdruck entsprechen. Bei diesen Laborversuchen können die in der Praxis üblichen —• Feuchtmittel eingesetzt werden. Literatur: Falter, K.-A.: Prüfmöglichkeiten mit Probedruckgeräten. FOGRA-Forschungsbericht 4.016, München, 1976 Nießner, G.: Testmethoden im Offsetdruck für Druckfarben und Bedruckstoffe. Druckfarben Echo Nr. 5 der Firma M. Huber, München, 1993 FA

Nasssaugkasten (wet suction box) Nasssaugkästen sind Entwässerungselemente der —• Siebpartie von Papiermaschinen, sowohl beim —• Langsieb wie beim —• Doppelsiebformer (Abb.). Sie sind fremdbesaugt oder erzeugen ihr —• Vakuum mittels Fallrohr, das in den Nasssaugkasten integriert sein kann. Sie werden im Bereich der Siebpartie bei niederen Bahnstoffdichten eingesetzt. Im Gegensatz zu —• Flachsaugern ziehen die Nasssauger möglichst (—• Pin holes) keine Luft durch die nasse Papierbahn. Höhere Vakua generieren eine große Entwässerungsdichte, was für den gleichmäßigen Blattaufbau in —• z-Richtung abträglich ist.

338 Vor —> Egoutteuren oder —> Hybridformern angeordnet, steuert der Nasssaugkasten den erforderlichen Eingangs-Trockengehalt der nassen Papierbahn. Bei —> Gapformern sind die Nasssaugkästen im immobilen Faserbereich angeordnet (bei höheren Vakua siehe —• Flachsauger). Eine Variante des Nasssaugkastens ist der Vakuumfoilkasten (—> Vakufoilkasten), der im vergleichbaren Bereich des Trockengehalts der Papierbahn wie der Nasssaugkasten eingesetzt wird. Statt mit Leisten ohne Winkel werden Leisten mit Winkeln von 0,5° bis 1,0° zur Erzeugung von Turbulenz in der zu entwässernden nassen Papierbahn verwendet. Unmittelbar vor einem Egoutteur (beim Langsieb) oder vor einem Doppelsiebformer werden Vakuumfoilkästen wegen der hier unerwünschten Turbulenz mit Flockenbildung nicht vorgesehen.

PolyäthylenPlattenbelag

IBS-AL-OXID Hartbelag

Stahl-Keramik Verbundbelag

KeramikLeistenbelag

A = triebseitiger Anschluß für Vakuum mit nachgeschaltetem Wasserabscheider

Nasssaugkästen mit verschiedenen Belägen

Nasssaugkästen werden mit geschlitzten Platten oder mit Leisten aus Niederdruck-PE oder Keramik belegt, Vakuumfoilkästen meist mit Leisten aus Keramik. Zu beachten ist beim Leistenbelag die seitliche Abdichtung. KL

Nassverfestigung (wet strengthening) Viele Papiersorten erfüllen ihren Verwendungszweck nur dann, wenn sie genügend nassfest ausgerüstet sind. Solche Papiere sind z.B. —• Filterpapiere, —> Hygienepapiere, —• Sackpapiere, —> Etikettenpapiere, —• Tapetenrohpapiere, —• Dekorpapiere und —> Verpackungspapiere für feuchte Packgüter. Die gebräuchlichsten —> Nassverfestiger sind Harnstoff- —• Formaldehydharze, Mela-

min-Formaldehydharze und —> Epichlorhydrinharze, also synthetische Harze. Über den Mechanismus der Nassverfestigung existieren 2 Modellvorstellungen. Zum einen besteht die Auffassung, dass die Nassverfestigung zumindest teilweise auf einer Reaktion zwischen Harz und —> Cellulose beruht und es zur Ausbildung von Etherbindungen kommt. Ein anderes Modell geht davon aus, dass die Nassfestharze beim Erhitzen in der — Trockenpartie der Papiermaschine zu einem dreidimensionalen Netzwerk auskondensieren. Dieses Netzwerk legt sich um Faser-Faser-Kreuzungspunkte und schützt diese vor eindringendem Wasser und einer Quellung. Diese chemischen Reaktionen sind nach der Papierherstellung noch nicht abgeschlossen. Sie setzen sich bei der Lagerung fort, um nach 1 bis 3 Wochen die maximale Nassfestigkeit zu erreichen. Das langsame Auskondensieren ist nicht als nachteilig zu bewerten. Vielmehr stellt dies eine gute Wiederauflösung des —> Ausschusses sicher. Verwendet werden Nassverfestiger mitunter auch bei der Herstellung von —• Druckpapieren, die im Offsetdruckverfahren (—> Offsetdruck) bedruckt werden. Die Eigenheit des —> Druckverfahrens, mit der —• Druckfarbe auch eine gewisse Feuchtigkeitsmenge auf das zu bedruckende Material zu übertragen, kann beim —• Mehrfarbendruck eine Veränderung des —• Passers verursachen. Schon geringe Mengen Wasser, die nach der Oberflächenbenetzung in das Blattgefüge eindringen, bewirken eine —• Quellung und —• Dehnung des Papiers. Nach der Trocknung schrumpft das Papier wieder. Ein Teil der durch die Dehnung verursachten Dimensionsveränderungen bleibt allerdings erhalten. Nassverfestiger erhöhen die Quellfestigkeit der Fasern und verhindern so das Eindringen von Feuchtigkeit in das Papier. Sie werden u.U. auch —• Streichfarben zugesetzt, um Wasserfestigkeit und Nassabriebsfestigkeit von —• Strichen zu verbessern. Da die Nassverfestigung zu einer Verstärkung der Faserverbindungen führt, verbessert die Anwendung von Nassverfestigern auch andere Trockenfestigkeitseigenschafiten, wie

339 z.B. —> Bruchkraft, —> Berstfestigkeit und —• Rupffestigkeit. Eine leimende, hydrophobierende Wirkung geht von Nassverfestigern nicht aus. Unerwünscht, aber z.T. unvermeidbar sind die mit der Nassfestigkeit einhergehenden Schwierigkeiten beim Wiederauflösen von hoch nassfestem Ausschuss HA bzw. —> Altpapier.

Native Stärke (native starch) Unter nativer Stärke vesteht man —• Stärke, die nur aus einem Pflanzenspeicherorgan isoliert, aber nicht thermisch oder chemisch modifiziert wurde. Sowohl die Kornstruktur als auch die Molmasse der Polysaccharidkomponenten (—• Polysaccharide) entsprechen weitgehend dem Zustand in der Pflanze. Ungenau wird die Bezeichnung oft auch für teilweise abgebaute (aber nicht chemisch veränderte oder derivatiserte) Stärke verwendet. Solche „native Stärken" werden in der Papierindustrie als —• Trockenverfestiger und als —• Cobinder für —• Streichfarben eingesetzt. GU

Natriumaluminat (sodium aluminate) Gibt man zu einer Aluminiumsalzlösung einen Überschuss an Natronlauge, so entsteht Natriumaluminat (Na[Al(OH) 4 ] bzw. NaA10 2 ), das in Na + - und Al(OH) 4 '-Ionen dissoziiert ist. Festes Natriumaluminat ist unter alkalischer Reaktion in Wasser sehr gut löslich. Bei der Papierherstellung wird Natriumaluminat noch gelegentlich zur pHErhöhung von Stoffsuspensionen sowie als —• Retentions- oder —> Flockungsmittel bei der —> Abwasserreinigung eingesetzt, wo es besonders in Kombination mit —• Aluminiumsulfat wirksam ist. SE

Natriumcarbonat (sodium carbonate) —• Soda

Natriumhydrosulfit (sodium hydrosulfite) Natriumhydrosulfit ist der in der Papierindustrie gebräuchliche Name für Natriumdithionit (Na2S204). Dieses ist ein starkes Reduktionsmittel, das zur —> Bleiche (Entfärbung) von —• Chromophoren in —• Holzstoffen und —> Deinkingstoff verwendet wird. Die Herstellung von Dithionit erfolgt entweder über die Reduktion von —> Schwefeldioxid an Natriumamalgam oder Zinkstaub oder durch Umsetzung von Natriumformiat (HC0 2 Na) mit Schwefeldioxid (S0 2 ) (1). Handelsübliches Dithionitpulver hat einen Gehalt von etwa 90% Na 2 S 2 0 4 . In den Bleichanlagen selbst wird Dithionit aus alkalischen Lösungen von Natriumborhydrid (NaBRO und Natronlauge (NaOH) durch Umsetzung mit Schwefeidoxid erzeugt (2): 2 S 0 2 + HC0 2 Na + NaOH Na2S204 + C02 + H 2 0

(1)

8 S 0 2 + NaBH 4 + 8 NaOH 4 Na2S204 + NaB02 + 6 H 2 0

(2)

Lösungen von Natriumdithionit können unter alkalischen Bedingungen bei einer Temperatur unter 10° C gelagert und transportiert werden. Der Betrieb einer Löseanlage für das Pulver, das bei hoher Luftfeuchtigkeit selbstentzündlich ist, kann so umgangen werden. Die Lösungen sind gegenüber Sauerstoff nicht stabil, die Oxidation zu Sulfit und Sulfat erfolgt sehr leicht. Der Ausschluss von Luftsauerstoff ist auch bei der Bleiche wichtig, um Oxidationsreaktionen zu vermeiden. SÜ Natriumhydroxid (sodium hydroxide , caustic soda) Natriumhydroxid (NaOH) ist eine weiße hygroskopische Substanz. Die industrielle Herstellung (Weltjahresproduktion etwa 50 Mio t) erfolgt hauptsächlich durch —• Elektrolyse von wässrigen Natriumchloridlösungen, in geringerem Umfang aber auch durch Umsetzung von —• Soda (Na 2 C0 3 ) mit —• gelöschtem Kalk nach der Gleichung:

340 N a 2 C 0 3 + Ca(OH) 2

2 NaOH + CaC0 3

Es ist in Wasser sehr leicht löslich (bei 20 °C 109 g/1) unter Bildung von stark alkalisch wirkender —• Natronlauge. Diese wird in erheblichen Mengen u.a. bei der Herstellung von —• Zellstoff und —• Cellulosederivaten, beim —• Bleichen von Zellstoff und —• Holzstoff, beim —• Deinking von —• Altpapierstoff oder beim —• Streichen von Papier (—• RohSE papier) und Karton verwendet.

Natriumhypochlorit (sodium hypochlorite) Natriumhypochlorit (NaOCl) hat das —• Calciumhypochlorit in der Zellstoffbleiche weitgehend verdrängt. Technisch wird es durch Einleiten von —•Chlorgas (Cl 2 ) in —•Natronlauge (NaOH) erzeugt. Die dabei ablaufende chemische Reaktion wird durch die folgende Gleichung wiedergegeben: 2 NaOH + Cl 2

NaOCl + NaCl + H 2 0

Industrielle Bleichlaugen enthalten etwa 150 g/1 - • Aktivchlor. 1 kg NaOCl hat das Oxidationsvermögen von 0,48 kg Aktivchlor, also etwa das Doppelte von —• Chlorkalk. Aus diesem Grunde und wegen seiner höheren Stabilität sowie der einfacheren Handhabung hat es den Chlorkalk weitgehend aus der industriellen Anwendung verdrängt. Natriumhypochlorit ist ein chlorhaltiges —•Bleichmittel und erzeugt, wenn auch im Vergleich zu —• Chlor in geringerem Maße, chlororganische Verbindungen (—•AOX), die im —• Bleichereiabwasser als Chloroform vorliegen und eine Umweltbelastung darstellen. Aus diesem Grund wird es seit 1990 nicht mehr beim —• Bleichen von —• Sulfitzellstoff in Deutschland eingesetzt. FI Natriumperoxid (sodium peroxide) Aus Natriumperoxid (Na 2 0 2 ) bildet sich bei der Auflösung mit Wasser eine stark alkalische Lösung von Wasserstoffperoxid ( H 2 0 2 ) (—• Peroxid):

N a 2 0 2 + 2 H 2 0 - • 2 NaOH + H 2 0 2 Diese Lösung wurde in der Vergangenheit zur Bleiche verwendet. Heute spielt Natriumperoxid bei der Bleiche von Faserstoffen (z.B. —• Holzstoffen) keine Rolle mehr. Dies hat in erster Linie ökonomische Ursachen. Die Synthese erfolgte durch Oxidation von Natriummetall, das durch Schmelzflusselektrolyse hergestellt wurde. Dieser elektrochemische Prozess ist im Vergleich zur Herstellung von Wasserstoffperoxid nach dem Anthrachinon-Verfahren deutlich energieaufwendiger. Daher werden Lösungen für die —• Peroxidbleiche heute durch Mischen von Wasserstoffperoxid und —• Natronlauge hergestellt. Dabei ist zusätzlich von Vorteil, dass das Verhältnis zwischen Natronlauge und Wasserstoffperoxid frei einstellbar ist. SÜ

Natriumsilikat (sodium silicate) —» Wasserglas

Natriumsulfat (sodium sulfate, Glauber's salt) Natriumsulfat (Na 2 S0 4 · 10 H 2 0 ) ist das DiNatriumsalz der —• Schwefelsäure. Es ist in Wasser löslich, die Lösungen reagieren neutral. Die überwiegende Menge an technisch genutztem Natriumsulfat erhält man als Nebenprodukt bei der Gewinnung von Kochsalz oder anderen Alkalimetallsalzen. In einigen Ländern der Erde ist Natriumsulfat Hauptkomponente mineralischer Lagerstätten oder Salzseen. Bei der Herstellung von —• Viskosefasern entsteht Natriumsulfat beim Fällen der —• Viskose in schwefelsauren Fällbädern. Neben vielfältiger anderweitiger Verwendung (z.B. in der Glas- oder Waschmittelindustrie) dient es bei der Herstellung von —• Sulfatzellstoff als Make-up-Chemikalie zur Ergänzung von Natrium- und Schwefelverlusten in Form von Alkalilignin (—• Lignin) oder organischen Schwefelverbindungen, wie Methylmercaptan (CH 3 SH), einem übelrie-

341 chenden Gas (—> Mercaptan) als „Markenzeichen" früherer Sulfatzellstofffabriken. SE

(—• Deinking), in —> Streichfarben sowie bei der Herstellung von —> Cellulosederivaten. SE

Natriumsulfid (sodium sulfide) Natriumsulfid (Na 2 S · 9 H 2 0 ) ist das DiNatriumsalz der Schwefelwasserstoffsäure (H 2 S). ES löst sich in Wasser unter alkalischer Reaktion. Technisch gewonnen wird Natriumsulfid durch —» Reduktion von Natriumsulfat (Na 2 S0 4 ) mit Kohle (C) bei höheren Temperaturen nach der Gleichung:

Natronzellstoff (soda pulp) Natronzellstoff ist ein nach dem Sodaverfahren hergestellter Faserstoff. Das Sodaverfahren ist, historisch gesehen, eine Vorstufe der —• Sulfatkochung. Der Holzaufschluss erfolgt mit Natriumhydroxid (NaOH). Zur Kompensation der Alkaliverluste wird —• Soda (Na 2 C0 3 ) in das Chemikalienregenerierungssystem eingeführt. Dieses Aufschlussverfahren wird heute kaum noch praktiziert und ist weitgehend durch das Sulfatverfahren ersetzt worden. In einigen Entwicklungsländern wird es noch zum Aufschluss von —• Einjahrespflanzen (z.B. —> Zuckerrohr-Bagasse, —> Hanf) angewandt. Natronzellstoffe haben schlechtere Festigkeitseigenschaften als —> Sulfatzellstoffe. Sie enthalten relativ viel Lignin, sind schwer bleichbar und werden hauptsächlich in der Karton- und Pappenerzeugung eingesetzt. FI

Na 2 S0 4 + 2 C - > Na 2 S + 2 C 0 2 Entsprechend dieser Reaktion entsteht Natriumsulfid auch im Rahmen der —• Chemikalienrückgewinnung bei der Herstellung von —> Sulfatzellstoff. Natriumsulfid ist neben —• Natronlauge die Hauptkomponente in —• Kochflüssigkeiten bei der Herstellung von SE Sulfatzellstoff.

Natriumsulfit (sodium sulfite) Natriumsulfit (Na 2 S0 3 · 7 H 2 0 ) ist das DiNatriumsalz der —• schwefligen Säure (H 2 S0 3 ). ES löst sich gut in Wasser (bei Raumtemperatur ca. 250 g/1) unter alkalischer Reaktion. Natriumsulfit wird bei der Herstellung von —• CTMP sowie von —• Sulfitzellstoffen als Chemikalie beim Aufschluss von Holz verwendet. SE

Natronlauge (sodium hydroxide solution) Stark alkalisch reagierende, ätzende Lösung von —» Natriumhydroxid (NaOH) in Wasser. Industriell gewonnen wird sie durch die —•Elektrolyse von Natriumchlorid (NaCl) oder durch Umsetzung von —> Soda mit —• gelöschtem Kalk. Natronlauge findet in erheblichem Umfang Anwendung bei der Zellstoffherstellung (-> Sulfatzellstoff), bei der —• Bleiche von Zellstoffen und Holzstoffen, als Komponente in Deinkingflotten

Naturfaser (natural fiber) —> Natürliche Faser

Naturgemäße Waldwirtschaft (nature oriented forest management) Die naturgemäße Waldwirtschaft stellt ein forstwirtschaftliches Leitbild dar, das sich, ähnlich der —> naturnahen Waldwirtschaft, an den dynamischen Abläufen der natürlichen Waldentwicklung orientiert. Es geht zurück auf den „Dauerwaldgedanken" von Möller (1920) und entwickelte sich als Gegenpol zur konventionellen Forstwirtschaft der damaligen Zeit. Die naturgemäße Waldwirtschaft führt zu ungleichaltrigen, strukturreichen Mischwäldern. Die Wälder sind durch standortgemäße Baumarten aufgebaut; sowohl die Mischbaumarten als auch die verschiedenen Altersstufen sind gruppen- bzw. horstweise gemischt. Die Nutzung erfolgt einzelstammweise, die Walderneuerung ausschließlich

342 über die natürliche Verjüngung. Unterschiede zur naturnahen Waldwirtschaft ergeben sich u.a. in der Baumartenzusammensetzung und der waldbaulichen Behandlung sog. fremdländischer bzw. eingebürgerter Baumarten. WE Naturkreide (natural chalk) —• Calciumcarbonat

Natürliche Faser (natural fiber) —• Fasern sind die wichtigsten Komponenten der Papierherstellung. Sie können entweder pflanzlicher, tierischer, mineralischer oder synthetischer Herkunft sein, wobei die pflanzlichen Fasern die dominierende Rolle bei der Papierfabrikation spielen. Der Begriff natürliche Faser, gewonnen aus —• Holz oder —> Einjahrespflanzen, wird insbesondere zur Abgrenzung gegenüber —> synthetischen Faserstoffen benutzt, wird aber im Papiermachersprachgebrauch nicht häufig verwendet, da die am meisten verwendeten pflanzlichen Fasern ohnehin natürlichen Ursprungs sind. PU Naturnahe Waldwirtschaft (nature oriented forest management) Die naturnahe Waldwirtschaft beinhaltet ein forstwirtschaftliches Leitbild, das sich an den dynamischen Abläufen und Lebensvorgängen der natürlichen Waldentwicklung orientiert. Das Ziel der naturnahen Waldwirtschaft ist der Erhalt bzw. der Aufbau von naturnahen, stabilen Mischwäldern. Die naturnahe Waldwirtschaft bedeutet eine nachhaltige Bewirtschaftung (—• Nachhaltigkeit) der Wälder durch die selektive Pflege und Nutzung auf kleiner Fläche und in großen Zeitabständen ohne Kahlschlag, die natürliche Verjüngung der Waldbestände mit standortgerechten Baumarten und ein Verzicht auf Pflanzenschutz· und Düngemittel. Darüber hinaus schützt die Bewahrung von Kleinstrukturen, Horst- und Höhlenbäumen sowie Moder- und Totholz die —> Artenvielfalt und erhöht so die

Gesundheit, die Stabilität und die Leistungsfähigkeit der Wälder. WE

Naturpapier (uncoated paper) Jedes ungestrichene oder unbeschichtete Papier, das die Papiermaschine oder den —» Superkalander als Fertigerzeugnis verlässt, wird im deutschen Sprachgebrauch als Naturpapier bezeichnet. Demgegenüber versteht man unter einem Papier, das nach der Papiermaschine noch gestrichen oder beschichtet wird, ein —> Rohpapier. Nach DIN 6730 gehören zur Gruppe der Naturpapiere auch pigmentierte Papiere, die mithilfe einer —» Leim- oder —• Filmpresse in der Papiermaschine einen dünnen Auftrag einer wässrigen Pigmentdispersion erhalten haben (Auftragsgewicht um 5 g/m 2 je Seite), wobei aufgrund technologischer Weiterentwicklungen in diesem Fall die Grenzen zum —> gestrichenen Papier fließend sind (film coated paper). GG

Naturschutz (nature conservation) Zur Regelung des Naturschutzes liegt das Bundesnaturschutzgesetz (BNatSchG) seit 1976 als Rahmengesetz vor. Der Vollzug erfolgt über die Landes-Naturschutzgesetze. Die Ziele des Naturschutzes orientieren sich am Grundsatz der Nachhaltigkeit des Schutzes und der Entwicklungsfähigkeit der Natur. Naturschutz und Forstwirtschaft sind sehr umfassende Begriffe, unter denen jeweils sehr unterschiedliche Tätigkeiten, Merkmale, Strukturen und Funktionen zusammengefasst werden. Prinzipiell sehen die Landeswaldgesetze und das Bundeswaldgesetz die gleichrangige Gewährleistung von Nutz-, Schutzund Erholungsfunktion vor. Im Einzelfall können Zielkonflikte zwischen den Funktionen (z.B. Wasserschutzwälder, Bodenschutzwälder) auftreten. Je nach Ausrichtung der Werthaltung stehen die verschiedenen Vertreter des Naturschutzes (Umweltverbände) der traditionellen Forstwirtschaft kritisch gegenüber. Neben der

343 Forderung nach einem Vorrang des Naturschutzes vor der Nutzung finden sich häufig auch sehr romantische Vorstellungen (Märchenwald). Das Prinzip der —• naturnahen Waldwirtschaft erzeugt ökologisch stabile Wälder, lässt entsprechende Nutzungen zu und nähert die Auffassungen beider Richtungen aneinander an. Der Verzicht auf großflächige Kahlschläge ist heute im Wesentlichen forstliche Praxis. Die Erweiterung der Totalschutzgebiete, die als Naturwaldreservate ausgewiesen werden, wird jedoch seitens der Forstwirtschaft überwiegend abgelehnt. Zur Umsetzung diverser EG-Rahmenrichtlinien muss das Bundesnaturschutzgesetz novelliert werden. Kontrovers wurde insbesondere hinsichtlich der Schutzgebiete und der Landwirtschaftsklausel diskutiert. Infolgedessen wurde der im Vermittlungsausschuss vorgelegte Entwurf eines Gesetzes zur Neuregelung des Rechts des Naturschutzes und der Landschaftspflege zur Umsetzung gemeinschaftlicher Vorschriften und zur Anpassung anderer Rechtsvorschriften am 05. Februar 1998 im Deutschen Bundestag abgelehnt. KI

Naturtiefdruckpapier (supercalendered paper, SC paper) Bei Naturtiefdruckpapier handelt es sich um ein —• ungestrichenes —> holzhaltiges Papier (—> Naturpapier), das zugunsten einer guten —> Bedruckbarkeit im —• Tiefdruckverfahren in einem off-line —• Superkalander zur Erzeugung hoher —> Glätte und hohen —• Glanzes satiniert wird. Mittlerweile hat sich auch im deutschen Sprachgebrauch der englische Begriff —> SC-Papier eingebürgert, wobei die Abkürzung SC = supercalendered, also satiniert (—• Satinage) bedeutet. GG

Naturwald (natural forest) Wälder, die sich über sehr lange Zeiträume entwickelt und erhalten haben, wobei der Mensch nicht oder allenfalls örtlich sehr begrenzt Einfluss genommen hat, werden als

Naturwälder oder Primärwälder bezeichnet. Natürliche Waldökosysteme erreichen bei genügend langer ungestörter Entwicklung eine stabile Phase der Waldentwicklung, die Fließgleichgewichtsphase, in der die Menge an lebender und toter organischer Substanz konstant bleibt. Die Menge an —> Biomasse und die Artenzusammensetzung schwanken daher in relativ engen Grenzen um einen Mittelwert (Abb.). Da in dieser Phase die Brutto-Primärproduktion und die Respiration des Waldökosystems gleich sind, können solche Naturwälder auch kein zusätzliches —• Kohlendioxid (C0 2 ) aus der Atmosphäre aufnehmen. Die Kohlenstoffspeicher sind voll, diese Wälder können keine Senkenwirkung für Kohlendioxid haben.

Biomasseentwicklung in Naturwäldern, die sich in einer Fließgleichgewichtsphase befinden. Der Kohlenstoffspeicher ist aufgefüllt, es kann der Atmosphäre kein zusätzliches C0 2 mehr entzogen werden. WE

NCR-Papier (carbonless copy paper) Früher häufiger verwendete Bezeichnung für ein —> Selbstdurchschreibepapier. Die Bedeutung geht zurück auf die Tatsache, dass die Selbstdurchschreibepapiere als Ersatz für —• Kohlepapiere zur Erzeugung von Durchschriften entwickelt wurden. NCR bedeutet demgemäß im Englischen: No Carbon Required. Gelegentlich wird diese Abkürzung auch als National Cash Register gedeutet. Dabei handelt es sich um die Firma, die vor 1950 als erste ein Selbstdurchschreibepapier in den USA auf den Markt gebracht hat. PA

344 Nettoinlandsprodukt Nebenprodukte der Zellstoffherstellung (by-products of chemical pulping) (net domestic product) Inlandsprodukt Beim —> Kochen von —> Holz zur Herstellung von —> Sulfit- und —» Sulfatzellstoffen gehen meist über 50 % der Holzsubstanz in Lösung (—> Lignin, —• Cellulose, —• Hemicellulosen, Nettosozialprodukt —• Harz). Aus ökonomischen, aber auch aus (net national product) ökologischen Gründen ist man bestrebt, aus —• Sozialprodukt diesen Komponenten verwertbare Nebenprodukte zu gewinnen. Netzmittel Beim Sulfitverfahren sind dies traditionell —> Ethylalkohol (durch Vergärung von (wetting agent, surface active agent) —> Hexosen) und Futterhefe (durch enzymati- Unter Netzmitteln werden Substanzen versche Umwandlung von —• Pentosen). In ge- standen, die dazu beitragen, die —• Oberringerem Umfang wurden bzw. werden über flächenspannung eines festen Körpers oder die —> Kohlenhydrate auch Produkte, wie einer Flüssigkeit zu verändern und dadurch Furfural und Xylitol, erzeugt. Die in den Sulderen —> Benetzbarkeit zu verbessern. In der (—> Ablauge) vorliegenden Papierindustrie und der grafischen Industrie fitablaugen —• Lignosulfonate werden nach Abtrennung kommen Netzmittel für die verschiedensten und eventueller weiterer Modifizierung priAnwendungen zum Einsatz. mär als —> Dispergiermittel u.a. fur Beton, Als Beispiel lässt sich der —> Offsetdruck Textilfarbstoffe oder keramische Erzeugnisse auffuhren, bei dem die Oberflächenspannung sowie als Bindemittel für die Tierfutterpelledes eingesetzten Feuchtwassers (—• Feuchttierung oder zur Brikettierung verwendet. In mittel) durch verschiedene Netzmittel (früher Einzelfällen wird im letztgenannten Bereich Isopropanol, heute alternative Netzmittel), direkt konzentrierte Sulfitablauge (—> Dickvermindert wird. Netzmittel werden ebenso lauge) eingesetzt. In geringerem Umfang in —• Streichfarben für die Papierherstellung, wird über isoliertes Sulfitlignin Vanillin herin —• Lacken für die Oberflächenveredelung gestellt, das als Geruchsstoff in der Nahvon Drucken und nicht zuletzt auch bei verrungsmittelindustrie dient. schiedenen —> Klebstoffen verwendet. Als Hintergrund für den Einsatz der Netzmittel Das wichtigste Nebenprodukt bei der Hersteht immer das Bestreben, eine materialspestellung von —• Sulfatzellstoff ist das —• Tallzifische Oberflächenspannung einer Flüssigöl, das im Rahmen der Abiaugenverbrennung keit so weit abzusenken, dass ein gleichmäßianfällt und nach entsprechender Aufarbeitung ger und schneller Verlauf auf der zu beeinen wertvollen Rohstoff fur die —• Harzschichtenden Oberfläche (fester Körper) leimung darstellt. In geringem Umfang wermöglich wird. SD den aus den —> Schwarzlaugen vor der nachfolgenden Verbrennung Alkalilignine isoliert, die durch Sulfonierung in hochwertige Lignosulfonate überführt werden können. Neuartige Waldschäden Mit Ausnahme der Gewinnung von Tallöl (new forest damage) hat die Isolierung von Nebenprodukten in Als neuartige Waldschäden werden die Erdem Maße an Bedeutung verloren, in dem die krankungen des Waldes bezeichnet, die seit den 70er Jahren in Mitteleuropa großflächig Abiaugenverbrennung zur Rückgewinnung an allen Hauptbaumarten auftreten und unter teurer anorganischer Aufschlusschemikalien (—> Chemikalienrückgewinnung) sowie zur dem Begriff —> Waldsterben bekannt geworden sind. WE Energiegewinnung immer stärker favorisiert wurde. SE

345 Neufaser (virgin fiber) Primärfaser

Neutrale Fahrweise (papermaking under neutral conditions) Unter neutraler Fahrweise versteht man die Herstellung von Papier und Karton im pHBereich zwischen ca. 6,8 und 7,5. Diese pHWerte ergeben sich durch den Einsatz von —• Calciumcarbonat als —> Füllstoff in stark holzhaltigen Systemen bei Abwesenheit von —> Aluminiumsulfat. Der Hauptvorteil der neutralen Fahrweise gegenüber der —> sauren Fahrweise ist darin zu sehen, dass sie die Verwendung von Calciumcarbonat als Füllstoff sowie die problemlose Verarbeitung von calciumcarbonathaltigem Ausschuss erlaubt. Weitere Vorteile sind: • • •

Energieersparnis bei der —• Mahlung geringere —• Korrosion von Maschinenteilen erhöhte Alterungsbeständigkeit (—• Alterung) der so hergestellten Papiere.

Primär bedingt durch den Verzicht auf —• Aluminiumsulfat bei der Herstellung stark —• holzhaltiger Papiere, ist die neutrale Fahrweise jedoch u.a. mit folgenden Nachteilen verbunden: • • • •

verstärkte Kreislaufbelastung mit organischen —> Störstoffen schwerer steuerbare —> Leimung verstärkte Abrissneigung der Papierbahn verstärktes mikrobielles Wachstum (—• Mikroorganismen).

Trotz dieser Nachteile ist in den letzten Jahren ein verstärkter Trend zur Umstellung von der klassisch sauren auf die neutrale Fahrweise gegeben, vor allem wegen der Möglichkeiten des Einsatzes von Calciumcarbonat und von calciumcarbonathaltigem Ausschuss. SE

Neutralisation (neutralization) Unter Neutralisation versteht man das Einstellen des pH-Werts wässriger Lösungen auf 7 (neutraler pH-Bereich) durch Zugabe von —• Laugen bzw. alkalisch reagierenden Salzen (z.B. —• Soda) zu sauren Lösungen (pH < 7) oder von —• Säuren bzw. sauer reagierenden Salzen (z.B. —> Aluminiumsulfat) zu alkalischen Lösungen (pH > 7). Der Endpunkt einer Neutralisation lässt sich entweder durch entsprechende pH-Indikatoren oder durch pH-Elektroden feststellen (pH-Messung). Neutralisationsreaktionen spielen u.a. eine Rolle bei der Abiaugenbehandlung (—> Ablauge) des Magnesiumbisulfitverfahrens (Verminderung der Belastung durch Brüdenkondensate), bei der —• aeroben Abwasserbehandlung (optimale biologische Aktivität der —• Mikroorganismen bei pH 7) oder bei der Restaurierung sauer hergestellter Papiere SE (Abfangen saurer Komponenten).

Neutralleimung (neutral sizing) Unter Neutralleimung versteht man die gezielte Steuerung der Wasseraufnahmefähigkeit von Papieren (—> Leimung) durch Verwendung entsprechender —» Leimungsmittel im neutralen bis schwach alkalischen pHBereich (pH 7 bis 8). Sie ersetzt bei der Herstellung vor allem von —> Druckpapieren seit den 60er Jahren zunehmend die saure —> Harzleimung, da sie den Einsatz von —> Calciumcarbonat als —> Füllstoff erlaubt und zu alterungsbeständigen Papieren fuhrt (Vermeidung des Celluloseabbaus). Dominierend unter den bei der Neutralleimung eingesetzten Produkten sind Alkylketendimere (AKD), deren hydrophobierende Wirkung auf ihrem hohen Gehalt an —> Fettsäuren beruht. In zunehmendem Maße werden auch Alkylbernsteinsäureanhydrid (ASA) sowie polymere Produkte vorzugsweise auf Acrylsäurebasis eingesetzt. Diese Leimungsmittel sind als meist kationische Dispersionen im Handel und benötigen zu ihrer Fixierung keine zusätzlichen Hilfsmittel. Ihre Zugabe erfolgt in der Regel in der Masse, im

346

Niederdruckbeschichtung (low pressure coating) Eine im Niederdruckpressverfahren auf ein Trägermaterial aufgebrachte Beschichtung. Als Beschichtungsmaterialien spielen (z.B. in der Möbelindustrie zur Herstellung von Laminatfußböden oder Tischplatten) mit Harzlösungen (meist Melamin—• FormaldehydHarzlösungen, seltener Polyesterharz-Lösungen) bestrichene oder getränkte Papiere eine wichtige Rolle, die nach der Behandlung mit Harzlösung getrocknet, geschnitten und je nach gewünschter Dicke lagenweise geschichtet und verpresst werden. Im Gegensatz zum —• Hochdruckpressverfahren, das bei Drücken von 100 bis 130 bar arbeitet, werden beim Niederdruckpressverfahren weitaus geringere Drücke ( < 3 0 bar) angewendet. Die Anwendbarkeit geringer Drücke wird durch speziell für diesen Zweck eingestellte Harzlösungen sichergestellt. Als Trägermaterial finden vorzugsweise Holzwerkstoffe, wie Holzspan- und Holzfaserplatten oder Furniere, Verwendung. KB

nau zylindrischen Kontur mit einer —> Bombierung durch balliges Schleifen versehen. Eine andere Möglichkeit ist, —» Durchbiegungsausgleichswalzen einzusetzen, mit deren Hilfe die Linienkräfte in Pressspalten über die Walzenlänge konstant oder ungleichförmig eingestellt werden können. Je nach Verformungsverhalten der Walzenoberflächen (abhängig vom Material bzw. dessen —• Elastizitätsmodul) erreicht der Nip eine mehr oder weniger große Ausdehnung in —» Maschinenlaufrichtung. Bei sehr harten Walzenoberflächen (aus Stahl) ist der Berührungsbereich der Walzen fast nur noch eine Linie. Größere Walzendurchmesser, aus konstruktiven oder technologischen Gründen erhöhte Verformbarkeit des Walzenmantels (z.B. durch Bohrungen im Saugwalzenmantel) sowie weiche Bezüge (durch Blindbohrungen im Mantelbelag/weiches Belagsmaterial) führen zu einer Verbreiterung des Nips. Bei größerer Nipbreite ergibt sich für die gleiche Linienkraft ein geringerer durchschnittlicher und maximaler Pressdruck (Flächenpressung) im Nip. Bei den Breitnipwalzen (—» Schuhpresse) beträgt die Nipbreite durch den konkaven Schuh und den sehr flexiblen Mantel (-> Belt) bis 300 mm. HO

Niederkonsistenz (low consistency, LC) —> Stoffdichtebereich

Nipschutz (nip guard) —• Fingerschutz

Niederkonsistenzpulper (low consistency pulper) —» Pulper

Nitrocellulose (nitrocellulose) Unter Nitrocellulose (Cellulosenitrat) versteht man —> Cellulose, deren Hydroxygruppen ganz oder teilweise mit Salpetersäure verestert wurden. Formel —• Cellulosederivate mit R = 0 N 0 2 . Nitrocellulose mit einem —» Substitutionsgrad (DS) > 2 ist in organischen —• Lösungsmitteln löslich. Solche Lösungen werden als Nitrolacke für Beschichtungen mit hohem —• Glanz und guter —• Transparenz verwendet. Trockene Nitrocellulose mit DS > 2,8 ist explosiv und dient als Sprengmittel (Schießbaumwolle). GU

Fall von Polymerleimungsmitteln auch im Rahmen der —• Oberflächenleimung. SE

Nip (nip) Der Nip (engl.: kneifen) wird auch Pressnip, Pressspalt oder Walzenspalt genannt. Der Nip ist der Berührungsbereich beim Gegeneinanderpressen von 2 Walzen längs ihrer Mantellinien. Um im Nip eine gleichförmige oder alternativ bewusst eine ungleichförmige —> Linienkraft (oder —> Pressdruck) zu erzeugen, werden Presswalzen statt mit einer ge-

347 Norm (standard) Als Norm wird nach DIN EN 45020 ein Dokument bezeichnet, das mit Konsens erstellt und von einer anerkannten Institution (z.B. dem D I N Deutsches Institut für Normung e.V.) angenommen wurde und das für die allgemeine und wiederkehrende Anwendung Regeln, Leitlinien oder Merkmale für Tätigkeiten oder deren Ergebnisse festlegt, wobei ein optimaler Ordnungsgrad in einem gegebenen Zusammenhang angestrebt wird. Normen sollten auf den gesicherten Ergebnissen von Wissenschaft, Technik und Erfahrung basieren und auf die Förderung optimaler Vorteile für die Gesellschaft abzielen. Es wird in verschiedene Normenarten unterschieden. Hierzu zählen z.B. die Grundnorm (Basisnorm), die ein weit reichendes Anwendungsgebiet hat oder allgemeine Festlegungen für ein bestimmtes Gebiet enthält, sowie die aufgrund ihres Inhalts definierten Arten, wie die —• Produktnorm oder die —• Prüfnorm. BR

Normalbeobachter (CIE standard colorimetrie observer) Obwohl eine —• Farbe durch ihre spektrale —> Reflexionskurve physikalisch eindeutig charakterisiert ist, vermittelt sie keinen visuellen Farbeindruck. Das menschliche Auge bewertet Farben mithilfe von 3 unabhängigen spektralen Empfindlichkeitsfunktionen, die von der —• CIE als Normspektralwertfunktionen (—> Normspektralwerte) festgelegt wurden. Bei dem Normalbeobachter entsprechen die Empfindlichkeitskurven genau diesen Normspektralwertfunktionen, die für ein Gesichtsfeld von 2° und 10° (unterschiedliche Größe des Beobachtungswinkels) aufgezeichnet sind. Ein Gesichtsfeld von 2° (10°) entspricht - bei einem Beobachtungsabstand von 25 cm - einer Kreisfläche von 16 mm (77 mm). Bei technischen —> Farbmessungen ist entweder der 2°-Normalbeobachter (gültig für ein Gesichtsfeld bis 4°) oder der 10°Normalbeobachter zu benutzen. PR

Normalfarben (standard inks) Der Wunsch nach einer Reproduzierbarkeit von im —• Druck erzielten Qualitäten hat zur Normung bei den —> Druckfarben und zur Festlegung der Methodik in der Beurteilung der Einfärbung geführt. Bei den Farben sind Normalfarben, Normfarben bzw. Skalenfarben (—> Farbskala) für verschiedene Anwendungen in Normen bzw. Standards definiert. Die Normalfarben waren ursprünglich von den Druckfarbenherstellern angebotene Farben für den —> Mehrfarbendruck. Diese wichen von Farbhersteller zu Farbhersteller leicht voneinander ab. Im Jahr 1954 wurden für den —»Buchdruck (DIN 16508) und 1955 für den Offsetdruck (DIN 16509) Normfarben (Bezeichnung: Gelb, —> Purpur, —• Cyan) für den Mehrfarbendruck in Deutschland hinsichtlich ihrer —• Farbmaßzahlen genormt. Die Vereinheitlichung unter europäischen Ländern führte schließlich zur Euroskala. Je nach —» Druckverfahren sind für die Primärfarben (Cyan, —> Magenta, Gelb) sowie die Sekundärfarben (C+M, C+Y, M+Y) die Normfarbmaßzahlen - in Verbindung mit Beobachtungswinkel, —> Normlichtart und Weißbezug - sowie z.T. Reihenfolge des Zusammendrucks vorgegeben. D I N 16538 und DIN 16539 haben sich im Bereich des Buchund Offsetdrucks als —> Europaskalen durchgesetzt. Sie geben neben den Normfarbmaßzahlen auch Bedingungen der Probenerzeugung und der Auswertung vor. UR

Normalklima (conditioning atmosphere) Papier steht aufgrund seiner —• hygroskopischen Eigenschaften in einer deutlichen Wechselbeziehung zur Luftfeuchtigkeit (—> relative Luftfeuchtigkeit) der Umgebungsluft. Die physikalischen Eigenschaften (z.B. Festigkeitseigenschaften) von Papier werden durch dessen —• Feuchtegehalt beeinflusst, der von der Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft abhängig ist. So nimmt z.B. der —> Bruchkraftindex mit wachsender relativer Luftfeuchtigkeit ab, während die —» Bruch-

348 dehnung zunimmt. Ziel der Papierprüfung ist es jedoch, vergleichbare und reproduzierbare Prüfergebnisse zu liefern. Aus diesem Grund muss das Papier vor der Prüfung seiner physikalischen Eigenschaften ins FeuchtegehaltGleichgewicht mit einem genormten Konstantklima (Normalklima) gebracht werden (—> Klimatisierung). Damit das Papier das durch die Klimatisierung erreichte Feuchtegehalt-Gleichgewicht während der Prüfung beibehält, wird die physikalische Papierprüfung im Normalklima durchgeführt. Nach D I N EN 20187 wird als Normalklima für die Papierprüfung von Zellstoff, Papier und Karton ein Prüfklima mit einer Temperatur von ( 2 3 ± 1 ) ° C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von (50 ± 2) % vorgeschrieben. In tropischen Ländern dagegen wird ein Normalklima mit einer Temperatur von 27° C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 65 % angewandt. Für die kontrollierte Einstellung dieser Normalklimata werden Klimaräume oder Klimazellen verwendet, die fortlaufend mit Luft konstanter Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit, erzeugt mithilfe von —> Klimaanlagen, beaufschlagt werden. WS

Die Normfarbwertanteile aller —• Spektralfarben bilden in der Farbtafel einen nicht geschlossenen, stetig gekrümmten Kurvenzug (Spektralfarbenzug), der bei der Wellenlänge von 380 nm beginnt und bei 780 nm endet. Dieser offene Spektralfarbenzug wird durch die —> Purpurgeraden geschlossen. Innerhalb der so umschlossenen Fläche liegen die Farborte aller reellen Farbarten, während außerhalb dieser Fläche die Farborte der virtuellen Farbarten vorzufinden sind. Etwa in der Mitte der Normfarbtafel befindet sich der —> Unbuntpunkt mit den Normfarbwertanteilen χ = y = ζ = 0,3333. Es ist der Farbort des energiegleichen Spektrums (Strahlungsfunktion Sx ist konstant über alle Wellenlängen) mit gleich großen Normfarbwerten X = Υ = Ζ = 100 (Mittelpunktsvalenz ). Dieser Farbort wird Mittelpunktsfarbart E genannt. Bei Körperfarben wird meist die Farbart des zur Beleuchtung verwendeten Lichts (Abb.) als Unbuntpunkt gewählt (—»Helniholtz-Maßzahlen). Die Unbuntpunkte für die Lichtarten A/10, C/2, D65/10 und D50/2 sind ebenfalls in der Abbildung eingezeichnet. Normfarbwertanteil y

Normallichtquelle (luminous Standard) —> Fotometrie

Normfarbtafel (CIE standard chromaticity diagram) Die —> Normfarbwertanteile χ und y können als Koordinaten eines —• Farborts in einer Ebene („Farbtafel") zur graphischen Darstellung der —> Farbarten verwendet werden. Von den vielen Darstellungsmöglichkeiten einer Farbtafel werden für das -^Normvalenz-System Tafeln mit rechtwinkligen Koordinaten verwendet, wobei der Normfarbwertanteil χ als Abszisse und der Normfarbwertanteil y als Ordinate genommen werden (DIN 5033-3). Diese CIE-Normfarbtafel ist für das 2°- und 10°-Normvalenz-System in der folgenden Abbildung wiedergegeben.

0,4 0,6 0,8 Normfarbwertanteil χ CIE-Normfarbtafel

349 Farborte, die auf einer Geraden vom Unbuntpunkt zum Spektralfarbenzug liegen, besitzen gleichen —• Buntton (—> bunttongleiche Wellenlänge). Die —• Sättigung nimmt auf dieser Geraden vom Mittelpunkt zum Spektralfarbenzug immer mehr zu (—> spektraler Farbanteil). —•Additive Farbmischungen zweier Farbarten liegen auf der Verbindungsgeraden der beiden Farborte. Die Normfarbwertanteile charakterisieren nur die —• Farbart eines Musters bei gleicher —• Helligkeit. Daher muss zur eindeutigen Kennzeichnung einer Farbvalenz auch der YReflexionsfaktor (—> Reflexionsfaktor) angegeben werden, der senkrecht auf der Normfarbtafel steht und durch den Unbuntpunkt geht. PR

Υ = Ζ = 100 gilt. Ferner charakterisiert der Normfarbwert Y direkt die —> Helligkeit eines Farbreizes. Die Normfarbwerte lassen sich, je nach Normspektralwertfunktionen, für den 2°- und 10°- —• Normalbeobachter berechnen. Die 10°-Normfarbwerte werden mit X i 0 , Yio und Zio bezeichnet. Nach DIN 53140 (Bestimmung der Normfarbwerte nach dem Dreibereichsverfahren) sind die Normfarbwerte auch aus den X-, Yund Z-Reflexionsfaktoren berechenbar. Es gilt folgender Zusammenhang: X = a-R x + b-R z Y = RY Ζ = c-Rz mit

Normfarbwerte (tristimulus values) Die Farbvalenz kann durch die Normfarbwerte X, Y und Ζ beschrieben werden. Sie berechnet sich für eine zusammengesetzte Strahlung aus dem Integral über dem Produkt aus —• Farbreizfunktion φχ und —> Normspektralwerten χ(λ),γ(λ),ζ(λ) gemäß: X =

Parameter C a 0,783 b 0,198 c 1,182 Normalbeobachter

^φλχ(λ)άλ

Y = kJ(pxy(W Ζ = ^φλζ(λ^λ Der Normierungsfaktor k wird für Körperfarben unter der Beleuchtung einer Lichtart mit der Strahlungsfunktion S\ (—> Normlichtart) zu

D65 0,770 0,180 1,089 2°

Normfarbwertanteile (chromaticy coordinates) Mithilfe der —> Normfarbwerte X, Y und Ζ kann man sich nicht vorstellen, wie ein —> Farbreiz in Wirklichkeit aussieht. Zur Kennzeichnung der —• Farbart dienen daher die Normfarbwertanteile x, y und z. Sie können aus den Normfarbwerten über folgende Beziehungen berechnet werden: X

berechnet. Durch die Normierung ergibt sich für den vollkommen mattweißen Körper (—> Reflexionsfaktor R(X) = 1) für jede Lichtart stets der Normfarbwert Y = 100, während bei energiegleicher Beleuchtung X =

A 1,057 0,054 0,352 10° PR

100 " jS xy(X)dX

Normlicht A D65 1,045 0,768 0,0054 0,180 0,356 1,073

X

~x+Y+Z Y

y

~X+Y+Z ζ

Z

~ X +Y + Z

350 Aus den Gleichungen folgt weiter, dass die Summe der 3 Normfarbwertanteile stets 1 ergibt: x+y+z=1 Es genügt daher die Angabe von 2 Normfarbwertanteilen. Man hat sich geeinigt, stets χ und y anzugeben. Die Normfarbwertanteile χ und y können als Koordinaten eines —> Farborts in einer Ebene (—• Normfarbtafel) zur grafischen Darstellung der Farbarten verwendet werden. Zur Kennzeichnung der —• Farbvalenz wird eine weitere unabhängige Größe benötigt. Bei Körperfarben wird dafür im 2 ° — • Normvalenz-System der Normfarbwert Y als —• Hellbezugswert benutzt (DIN 5033-3). Im 10°-NormvalenzSystem ist der Normfarbwert Yio anzugeben, der nicht mit dem Hellbezugswert identisch ist und keine Verbindung mit den fotometriPR schen Größen aufweist.

lung mit einem nach definiertem Verfahren gemittelten natürlichen —> Tageslicht überein. Gegenüber der Normlichtart C enthält sie einen höheren Anteil an langwelliger UVStrahlung (—> UV-Licht), die für die Anregung fluoreszierender Substanzen (z.B. —> optische Aufheller und Leuchtfarben) nötig ist. Für D65 gibt es keine empfohlene künstliche Lichtquelle. Durch gefilterte Xenon-, Leuchtstoff- oder Halogen-Metalldampflampen kann die Strahlungsfunktion nur angenähert angeglichen werden. Nach DIN 5033-7 soll die Farbvalenz bei Körperfarben nur in Ausnahmefällen bei nichtlumineszierenden Farben auf Normlichtart C bezogen werden. Tatsächlich sind bei vielen —• grafischen Papieren die —> Farbmaßzahlen bei Normlichtart C zu ermitteln, bei —> Zeitungsdruckpapier mit C oder D50. D65 nimmt man bei lumineszierenden Proben. Relative spektrale Strahlungsverteilung Sx /

Normlichtart (standard illuminant) Eine Strahlung mit einer bestimmten relativen spektralen Verteilung über dem Spektralbereich heißt Lichtart. Da die Beleuchtung Einfluss auf die —> Farbe von Materialien hat, sind bei der —> Farbmessung von Körperfarben besondere Normlichtarten nach DIN 5033-7 festgelegt worden. Zur Zeit gibt es die Normlichtarten A, C und D65, deren relative spektrale Verteilung die folgende Abbildung zeigt. 1) Die künstliche Beleuchtung durch Glühlampenlicht wird durch die Normlichtart A mit einer Farbtemperatur von 2 856 Κ simuliert und durch eine gasgefüllte WolframGlühlampe angenähert.

L.ichtart

/

D6ö C A

/

/

II /Ή /

^Wv / \ ν

/

// // i

/

/ y

/

/ /

^

/

/

/

/

/

/

H Titandioxid oder andere gut deckende —• Füllstoffe). Bevorzugt wird eine fibrillierende -> Mahlung der Faserstoffe. Die Papiere müssen gut bedruckbar (vorwiegend im Offsetdruck) und beschreibbar sein. Eine gelblich weiße Tönung und eine mattglänzende glatte Oberfläche sind weitere Voraussetzungen für ihren Einsatz als Notendruckpapier. RH

Notifizierungsverfahren (notification procedure) —• Grenzüberschreitende Abfallverbringung

353 ΝΟχ (NO χ, nitrogen oxides) ΝΟχ ist eine zusammenfassende Bezeicknung bzw. Abkürzung für die chemische Stoffgruppe der —> Stickstoffoxide, die auch als Stickoxide oder nitrose Gase bezeichnet werden. Insgesamt gehören dazu 9 Verbindungen, von denen 3 Stickoxide mit der allgemeinen Formel N O x (x = 1,2,3) beschrieben werden können und 6 Stickoxide der allgemeinen Formel N 2 O x (x = 1,2,3,4,5,6) zuzuordnen sind. Von technischer und ökologischer Bedeutung sind allerdings aufgrund thermodynamischer Stabilitätskriterien nur Distickstoffoxid, Stickstoff(I)oxid (N20, Lachgas), Stickstoff(II)oxid (NO, Stickstoffmonoxid) und Stickstoff(IV)oxid ( N 0 2 , Stickstoffdioxid), wobei insbesondere NO und N 0 2 umweltrelevant sind. Stickoxide entstehen unter natürlichen Bedingungen insbesondere dann, wenn Salpetersäure (HNO3) auf organisches Material oder Metalle einwirkt (z.B. bei saurer Spülung von Rohrleitungssystemen) oder bei verschiedensten Verbrennungsvorgängen fossiler Brennstoffe (Kohle-, Öl- und Gaskessel oder Verbrennungsmotoren). Die Umweltschädlichkeit besteht sowohl in der direkten toxischen Wirkung von NO und insbesondere N 0 2 als auch in ihrem Beitrag zur Bildung von Smog und saurem Regen. Fotochemisch initiierter Smog tritt auf, wenn in der Troposphäre Stickstoffoxide, Kohlenmonoxid und —• Kohlenwasserstoffe unter Energiezufuhr (z.B. intensive Sonneneinstrahlung) miteinander reagieren und oxidierende Substanzen (z.B. —> Ozon in der Atmosphäre) sowie Schwebeteilchen bilden. Bei entsprechender Intensität führt das zu den bekannten und gefürchteten Erscheinungen (z.B. Reizung von Augen und Schleimhäuten, Schädigung der Pflanzenwelt). Darüber hinaus tragen in die Atmosphäre emittierte Stickoxide unter gewissen Bedingungen durch Salpetersäure-Bildung zum sauren Regen bei. Daher sind ΝΟχ-freisetzende Prozesse, wie die oben angeführten Verbrennungsvorgänge, durch geeignete chemische und technisch-technologische Maßnahmen so zu führen (optimale Gestaltung der Verbren-

nung, prozessinterne Absorption der N O x Komponenten), dass die ΝΟχ-Emission in die Atmosphäre so gering wie möglich gehalten wird. AR

ΝΟχ-Abgasreinigung (ΝΟχ -exhaust gas purification) —• Entstickungsverfahren

NSSC-Halbzellstoff (NSSC pulp , neutral sulfite semi-chemical pulp) NSSC-Halbzellstoffe sind nach dem Neutralsulfit-Verfahren hergestellte —» Halbzellstoffe. Nach diesem Verfahren können sowohl Laubhölzer (—»Birke, -»Pappel, —»Eukalyptus, —> Eiche) wie auch Nadelhölzer (—•Fichte, —• Tanne) mithilfe von —•Natriumsulfit (Na2S03) und —• Natriumcarbonat (Na 2 C03) chemisch und anschließend mit —> Refinern zerfasernd aufgeschlossen werden. Unter schwach alkalischen Bedingungen kommt es zu einer ziemlich selektiven —• Delignifizierung durch das Sulfit-Ion (S0 3 " "). 50 bis 75 % des Lignins und 30 bis 45 % der —• Hemicellulosen gehen in Lösung, was zu einer Faserstoffausbeute von 70 bis 85 % führt. Die Faserstoffeigenschaften hängen in erster Linie vom eingesetzten Holz (in Form von —> Hackschnitzeln) ab. Die Festigkeitseigenschaften von Nadelholz-NSSC-Halbzellstoffen sind niedriger als die von —• Nadelholzzellstoffen, aber höher als die von Laubholz-NSSC-Stoffen. Das hauptsächliche Einsatzgebiet der ungebleichten NSSC-Halbzellstoffe ist die Erzeugung von —• Wellenpapieren, für die eine hohe Steifigkeit bzw. ein hoher —• Flachstauchwiderstand gefordert werden. Ungebleichte NSSC-Halbzellstoffe weisen einen —• Weißgrad von 45 bis 55 % auf. Mit einer Peroxidbleiche können —> Weißgrade bis 70 % erreicht werden, allerdings mit sehr hohen Bleichmittelkosten. FI

354 Nuancieren (shade) Unter Nuancieren versteht man ein Abtönen von —> Faserstoffen oder —> Streichfarben zur Einstellung einer bestimmten —• Farbvalenz. Alle bei der Papierherstellung verwendeten Faserstoffe und Streichfarben haben einen mehr oder weniger ausgeprägten Gelbstich, der durch die Stärke des Abfalls der —•Reflexionskurven im blauen Spektralbereich zwischen etwa 380 und 500 nm verursacht wird. Die Eigenart des menschlichen Sehsinns, dass gelbstichige Weißtöne als weniger intensiv (weiß) empfunden werden als gleichhelle oder sogar dunklere blaustichige, hat schon frühzeitig dazu geführt, den Gelbstich durch Zusatz blauer oder violetter Nuancierfarbstoffe zu unterdrücken. Der blauviolette Farbstoff absorbiert gelbgrünes Licht (Abb. 1). Es findet somit eine —• subtraktive Farbmischung mit der Komplementärfarbe Gelb statt, die für eine Nivellierung im Sinne eines parallelen Verlaufs der Reflexionskurve zur Abszisse führt, allerdings auf einem niedrigeren Niveau der —• Helligkeit. Der —• Farbort wird in Richtung des —• Unbuntpunkts verschoben, wie Abb. 2 am Beispiel der Nuancierung von —• Holzstoff (HS), —•Zellstoff (ZS) und einer Stoffmischung aus Holzstoff, Zellstoff und —• Kaolin (ST) zeigt. Spektraler Reflexionsfaktor, %

Wellenlänge λ, nm Abb. 1 : Einfluss der Nuancierung auf die Reflexionskurve

Eine Färbung weißer Papiere zur Eliminierung der Gelbstichigkeit wird in der Literatur auch als Weiß-Nuancierung bezeichnet. Als —• Farbmittel kommen in der Masse oder im —• Strich eingesetzte —• basische Farbstoffe, —• Direktfarbstoffe und —• Pigmente in Frage. In der Regel reichen Einsatzmengen von 20 bis 100 g/t Papier als Nuancierfarbstoff aus. Eine Blaufärbung, d.h. eine Kompensation der Gelbstichigkeit, ist mit —• optischen Aufhellern ohne Verlust an Helligkeit möglich, indem man den —• Reflexionsfaktor im blauen Spektralbereich anhebt (Reflexionskurven). Normfarbwertantell y 1 0,3501 HS (nicht nuanciert) 0,346

^

|C/2'| Nuancierung

0,342 ^ 0,338

ST ^ ^

\ ST (nicht nuanciert)

^ ^

» ZS (nicht nuanciert)

^•Jr*" 0,334

^ ^ ZS*"

0,330 0,310

• 0,314

0,318

0,322

0,326 0,330 Normfarbwertanteil χ

Abb. 2: Verschiebung des Farborts von Faserstoffen durch Nuancierung

Nuancierfarbstoffe dienen ferner zum Ausgleich von Farbschwankungen der —• Halbstoffe und Einstellung der vorgegebenen Farborte von Papieren. Oft benötigt man hierzu mehr als nur einen Nuancierfarbstoff. PR Nullreißlänge (zero-span tensile strength) Die Nullreißlänge stellt ein Maß fur die maximale Zugfestigkeit der Fasern eines Papiers gegenüber Zugbelastung dar. Beim normalen Zugversuch mit einer definierten Probenlänge und Probenbreite wird ein Probestreifen bis zum Bruch belastet, um z.B. die —• Bruchkraft von Papier zu bestimmen. Man erhält dadurch eine Aussage über die Festigkeit des Fasernetzwerks, nicht jedoch über die Festigkeit der Einzelfaser als Teil des Fasernetzwerks. Daher wurde das Verfahren zur Prü-

355 fang der Nullreißlänge entwickelt, das in TAPPI Τ 231 cm-96 normiert ist. Als Probenmaterial für die Prüfung der Nullreißlänge werden nicht Einzelfasern, sondern Papierstreifen verwendet. Die Festigkeit der Einzelfasern wird nur indirekt bestimmt. Um die Festigkeit von Einzelfasern anhand einer Papierprobe testen zu können, muss die Einspannlänge der Probe zwischen den Einspannklemmen des Prüfgeräts so klein sein, dass die einzelnen Fasern der Probe zerrissen werden. Man spricht von einer Einspannlänge von null, die in Realität im Zehntelmillimeterbereich liegt. Bei der Prüfung wird die Probe zwischen dem oberen und unteren Klemmenpaar des Zero-Span Pulmac-Testers festgeklemmt (Abb.). Nach dem Festklemmen der Probe fahren die Klemmen in horizontaler Richtung auseinander, so dass eine Zugkraft auf den Querschnitt der Probe zwischen den beiden Klemmen wirkt und die Probe entlang einer Linie auseinander gezogen wird.

Oberes Klemmenpaar

Schema der Klemmenanordnung für die Prüfung der Nullreißlänge

Die Proben für die Prüfung müssen eine Breite und Länge entsprechend den Abmessungen der verwendeten Klemmen aufweisen. Es wird empfohlen, die Proben seitlich jeweils 2,5 mm über die Klemmen überstehen zu lassen. Der beim Nullreißlängentest erhaltene Festigkeitswert wird als Nullreißlänge bezeichnet und in [N/cm] angegeben. Da standardmäßig —•Laborblätter für die Prü-

fung verwendet werden, die entsprechend den TAPPI-Vorschriften eine flächenbezogene Masse von 60 g/m 2 —• otro aufweisen, wird der gemessene Wert der Nullreißlänge auf eine flächenbezogene Masse von 60 g/m 2 korrigiert:

Nkorngiert

[N/cm] g-W

mit ^korrigiert· korrigierte Nullreißlänge in [N/cm] N: Messwert in [N] 60: flächenbezogene Masse eines idealen, nach TAPPI-Norm gebildeten Laborblatts in [g/m 2 ] g: tatsächliche flächenbezogene Masse des Prüfstreifens in [g/m 2 ] w: Breite der Klemmen in [cm] Bei der Prüfung ist zu beachten, dass die Papierprobe zwischen den Klemmen so eingespannt wird, dass es einerseits zu keiner übermäßigen Faserschädigung in den Klemmzonen kommt und andererseits möglichst kein Probenschlupf auftritt. Untersucht man die Abhängigkeit der Nullreißlänge vom Klemmendruck, so lässt sich feststellen, dass bei steigendem Klemmendruck die Nullreißlänge zunächst ansteigt, um nach Durchlaufen eines Maximalwerts wieder abzusinken. Ziel des Nullreißlängentests ist es, die Nullreißlänge bei dem Klemmendruck zu bestimmen, bei dem die Nullreißlänge ihren maximalen Wert erreicht. Durch Vorversuche ist dieser Klemmendruck zu ermitteln. Die Fasern sind mit dieser Prüfmethode standardmäßig in Form von Laborblättern zu prüfen. Es können jedoch auch industriell gefertigte Papiere untersucht werden, wobei diese sowohl in —> Längs- als auch —> Querrichtung geprüft werden müssen. Das Ergebnis des Nullreißlängentests wird von der Breite der Klemmen und von der Anzahl der Fasern, die sich über diese Breite verteilen, beeinflusst. Auch die Richtung der Fasern spielt eine Rolle, da eine parallel zu den Klemmen liegende Faser keinen Beitrag zur Festigkeit leistet, eine senkrecht dazu liegende Faser dagegen den maximal möglichen

356 Wert. Dieser Versuch liefert daher neben der Aussage über die Faserfestigkeit auch einen Hinweis auf die —> Faserorientierung. WS

Nummerndrucker (inkjet printer) Nummerndrucker sind Tintenstrahldrucker (—> Inkjet-Printer), die z. B. auf die Stirnseite unverpackter Papierrollen die zur Identifizierung erforderliche Rollennummer und einen Laufrichtungspfeil aufdrucken. Der Druck erfolgt in der Nähe der Rollenhülse (—•Hülse), damit auch bereits ausgepackte oder teilweise verbrauchte Rollen noch zweifelsfrei identifiziert werden können. Verwendet werden Spezialtinten, die die Papierlagen der Rollenstirnseite nicht verkleben. SZ

Nutzen (multiple copies , multiple-ups) Unter Nutzen versteht man die Anzahl gleicher Objekte, die aus dem gleichen Werkstoffstück gefertigt werden, so z.B. in der Drucktechnik die Anzahl gleicher Kopiervorlagen, Druckformen oder Drucke in einem gemeinsamen Werkstoffstück oder auf einem gemeinsamen Trägermaterial (DIN 16500-2). Bei der Berechnung der für einen Druckauftrag notwendigen Papiermenge bedeutet Drucknutzen die Anzahl von Exemplaren, die aus einem ungefalzten Druckbogen geschnitten werden können. So können in einem Druckbogen im Format A l (—> DINFormate) 16 Drucknutzen im Format A4 enthalten sein. Im —• Werkdruck enthält ein zum —•Umschlagen gedruckter Bogen 2 Drucknutzen. FA

357 Oberfilz

Oberflächenbehandlung

(topfeit) Oberfilze oder Obertücher sind nach dem Verfahren der —• Nadelfilze hergestellte —• Nassfilze, die in —• Tissuemaschinen eingesetzt werden. Die feuchte Papierbahn wird von oben mit einer —• Pick-up-Walze oder einem Schuh vom —• Sieb abgenommen und an den —> Yankee-Zylinder angepresst. Bei der Konstruktion des Filzes ist zu unterscheiden, ob die Tissuemaschine mit nur einem Oberfilz oder zusätzlich mit einem —•Unterfilz arbeitet. Die Oberfilze für die heute in Westeuropa überwiegend vorzufindenden Ein-Filzmaschinen müssen eine auf die Maschine gut abgestimmte Qualität haben, da sich schlechte Entwässerungseigenschaften eines Oberfilzes sofort in einem hohen Energieverbrauch (Dampf- und Gasverbrauch) des Yankee-Zylinders äußern.

(surface treatment) Unter Oberflächenbehandlung versteht man die Anwendung von Verfahren speziell an der Oberfläche von Papier und Karton zur Verbesserung optischer und gebrauchstechnischer Eigenschaften. Dabei ist zu unterscheiden zwischen dem Auftrag von z.B. —• Streichfarben, —> Leimungsmitteln, —• Farbstoffen, —• Wachsen oder —•Kunstharzen und einer rein mechanischen bzw. mechanisch-thermischen Behandlung, wie —• Glätten, —• Satinieren oder —• Prägen. Zu den mithilfe dieser Verfahren erzielten Eigenschaften zählen u.a. —• Glanz und —• Glätte, —> Rupffestigkeit, Sperrschichteigenschaften, wie —• Wasserdampfdichte oder —• Benetzbarkeit. Als Auftragsaggregate dienen z.B. —• Streichmaschinen, —* Leimpresse, —• Filmpresse, —• Glättwerke, —• Kalander oder —• Beschichtungsmaschinen. SE

Im Gegensatz zu den —• Pressfilzen haben Oberfilze meist eine geringere Kompressibilität, die bereits bei der Fertigung so eingestellt wird, dass sie über die gesamte Laufzeit konstant bleibt. Die Durchlässigkeit muss in sehr engen Grenzen eingehalten werden, weil eine zu hohe Durchlässigkeit eine geringe Kapillarität und damit ein schlechtes Entwässerungsverhalten bewirkt und eine geringe Permeabilität das Verstopfen des Filzes fördert. Bei Zwei-Filzmaschinen sind die Oberfilze wesentlich dichter und die Unterfilze wesentlich offener. Die meisten Obertücher sind zur Verminderung der Schmutzaufnahme, aber auch zur zusätzlichen Fixierung der Fasern, zur Verminderung des Abriebs und zur Verhinderung des Aufschmelzens der Polyamidfasern bei Berührung mit dem Yankee-Zylinder chemisch imprägniert. Bei Oberfilzen werden im Vergleich zu Pressfilzen häufiger Polyamid-66 Fasern statt Polyamid-6 Fasern gefunden. An der Oberfläche werden oft sehr feine Fasern von 3,3 dtex (= g/10 000 m Faserlänge) eingesetzt. Der Vliesanteil auf der Walzenseite ist in der Regel gering. Die Flächengewichte liegen meist in der Nähe von 1 250 g/m 2 . AL

Oberflächeneigenschaften (surface properties) Die Oberflächeneigenschaften von Papier, Karton und Pappe werden weitgehend von ihrer - > Oberflächenstruktur bestimmt. Rohstoff· und herstellungsbedingt können bezüglich dieser Struktur große Unterschiede auftreten. Prinzipiell ist zwischen —• Filzseite und —• Siebseite zu unterscheiden (—• Zweiseitigkeit), da sich bei gerichteter -»Entwässerung zum einen seitenspezifische oberflächenstrukturelle Unterschiede, z.B. bezüglich des - > Fein- und —• Füllstoffgehalts und in der Folge bezüglich der —• Porosität, ausprägen sowie zum anderen technologisch bedingte Oberflächenmarkierungen durch Siebe (—• Siebmarkierung) und Filze (—• Filzmarkierung) auftreten können. Die Gefahr von —• Markierungen besteht auch beim —• Nasspressen, wenn z.B. unter forcierten Bedingungen durch den Einsatz von —• Saugwalzen Lochschattenmarkierungen oder in —•Rillenpressen —•Rillenmarkierungen im Papier hervorgerufen werden. Insbesondere fur —•Druckpapiere besteht die Forderung nach möglichst geringer Zweiseitigkeit.

358 Die Struktur der Papieroberflächen steht u.a. in enger Wechselbeziehung zum jeweiligen Fein- und Füllstoffgehalt sowie zu Art und Qualität der —• Oberflächenbehandlung. Durch —• Pigmentieren und —• Streichen in Kombination mit —• Glätten und —• Satinage können Geschlossenheit und —• Glätte sowie ggf. der —• Glanz von Papieroberflächen nachhaltig verbessert bzw. Rauhigkeit (—»Rauheit) und —•Reibung entsprechend verringert werden. Durch —• Leimung - insbesondere durch —• Oberflächenleimung - können einerseits die —• Oberflächenfestigkeit erhöht und andererseits die —> Benetzbarkeit mit Flüssigkeiten und die —• Saugfähigkeit des Papiers verringert werden. Die Benetzbarkeitseigenschaften hängen von den effektiven —•Oberflächenspannungen des Papiers und der beteiligten Flüssigkeit sowie von der Grenzflächenspannung von Papier-Flüssigkeit ab. Bei kleinen —• Kontaktwinkeln eines Flüssigkeitstropfens liegt gute Benetzbarkeit, bei Kontaktwinkeln zwischen 90° und 180° unvollständige bzw. keine Benetzbarkeit (—• wasserabweisend) vor. Da das Benetzungsverhalten auch von der Größe und Textur der Oberflächenrauigkeit sowie von der Porosität beeinflusst wird, sollte es im Kontext mit der OberflächenTopographie bewertet werden. Der pH-Wert auf der Oberfläche von Papier hat Einfluss u.a. auf die Trocknung von —• Druckfarben und die Haltbarkeit von Verklebungen (—> Kleben). Bei Papieroberflächen mit sehr hohen elektrischen Oberflächenwiderständen (—•Leitfähigkeit) besteht bei Reibungsprozessen die Gefahr einer —• elektrostatischen Aufladung. Messung und größenmäßige Einordnung der aufgeführten Oberflächeneigenschaften sind aus den Ausführungen zu den jeweiligen Stichworten zu entnehmen. GÖ

Oberflächenfarbung (surface coloring) —• Färben

Oberflächenfestigkeit (surface strength) Die Oberflächenfestigkeit der Papierstruktur als Festigkeit der oberflächennahen FaserFüllstoff-Gefügestrukturen oder von Strichschichten (—• Strich) im Fall —• gestrichener Papiere definiert den Widerstand gegen das Herausreißen oder den —• Abrieb von Oberflächen-Fragmenten (Faserfragmente, Füllstoffteilchen) oder gegen das partielle Ablösen von Oberflächenbereichen (z.B. —• Mikroblistering bei Strichschichten oder Delamination bzw. Spalten bei Pappen). Insbesondere beim Druckprozess muss die Papieroberfläche einen hinreichend großen Widerstand gegen die Zugkräfte bieten, die beim Spalten des viskosen Druckfarbenfilms (—•Druckfarben) senkrecht zur Oberfläche des bedruckten Papiers auftreten. Erscheinungen des —• Rupfens oder —• Staubens treten dann auf, wenn die äußeren Zugkräfte auf die Oberflächenstruktur größer sind als die Kohäsionskräfte des Papiergefüges. Die —• Rupffestigkeit von Papier, Karton und Pappe wird u.a. durch eine Simulation des Druckprozesses bestimmt. Das in ISO 3783 standardisierte Messverfahren bestimmt die Rupffestigkeit über einen Bedruckbarkeitstest mit Standard-Öl bei konstanter Andruckkraft, aber variierbarer Geschwindigkeit. Analoge standardisierte Messverfahren für den Rupfwiderstand von —• gestrichenen und —• ungestrichenen Papieren, Kartons und Pappen sind festgelegt im Rahmen des - • TAPPI-Regelwerks in TAPPI um -591 und TAPPI Τ 514 cm-92. Die TAPPIMethode Τ 459 om-93 benutzt Wachsstifte mit jeweils ansteigenden Adhäsionskräften zur Bestimmung der Oberflächen- bzw. Rupffestigkeit (—• Dennison-Wachs-Test). Bei der Beurteilung der —• Scheuerfestigkeit trockener oder feuchter Papiere und Pappen nach DIN 53109 werden neben Normalkräften in starkem Maße auch Schubkräfte auf die zu prüfende Oberfläche ausgeübt. GÖ

359 Oberflächenleimung (surface sizing) Bei der Oberflächenleimung handelt es sich um den Auftrag von meist Hydroxylgruppen enthaltenden hydrophilen, in Wasser gelösten —• Polymeren auf eine getrocknete Papierbahn innerhalb von Papiermaschinen mithilfe von —• Leim- oder —• Filmpressen. Die Polymere sollen den Bindungsgrad zwischen den Fasern erhöhen und damit vor allem Papiereigenschaften, wie —• Bruchkraft, —• Berstfestigkeit, —• Falzzahl, —• Rupffestigkeit oder Abriebfestigkeit, verbessern. Mengenmäßig dominierend unter den hierfür eingesetzten Produkten ist die —• Stärke in abgebauter und/oder chemisch modifizierter, heute meist kationischer Form (—•kationische Stärke). In geringerem Umfang werden weiterhin allein oder in Kombination mit Stärke —• CMC, —• Galaktomannanderivate, —• Alginate, —• Polyacrylamide oder —• Polyvinylalkohol eingesetzt. Entscheidend für die mittels Leim- oder Filmpresse erzielten Effekte ist die vom Papier aufgenommene Menge an Hilfsmitteln. Dies ist u.a. abhängig von der Art und Konzentration des Mittels und damit der —• Viskosität der Lösung, der Maschinengeschwindigkeit, der —• flächenbezogenen Masse und des —• Leimungsgrads des Papiers. Bei der Verwendung von Leimpressenstärken liegen die Konzentrationen z.B. bei —•Feinpapieren zwischen 6 und 8 %, die Auftragsmengen bei 2 bis 4 g/m 2 . Der Filmpressenauftrag erlaubt höhere Stärkekonzentrationen (bis 12 %). Dies führt bei derselben Auftragsmenge im Vergleich zur Leimpresse zu einer Verringerung der bei der Endtrocknung des Papiers zu verdampfenden Wassermenge und damit zu einer Energieeinsparung. Im generellen Vergleich zwischen dem Auftrag von festigkeitserhöhenden Mitteln und ihrem Einsatz in der Masse weist die Oberflächenapplikation u.a. folgende Vorteile auf:

•

keine Probleme mit der Verschmutzung von —• Sieben oder —• Pressfilzen.

Nachteilig sind hingegen der erhöhte Energiebedarf durch den zusätzlichen Trocknungsschritt nach dem Auftrag sowie die limitierte Produktionsgeschwindigkeit bei zu geringer Kapazität der —• Nachtrockenpartie. Eine —* Leimung im klassischen Sinne zur Steuerung von —• Benetzbarkeit und Wasseraufnahme von Papieren ist durch die mittels Leim- oder Filmpresse aufgetragenen hydrophilen Hilfsmittel nicht gegeben. Insofern ist der Begriff Oberflächenleimung irreführend und nur dann gerechtfertigt, wenn, was in Spezialfällen gegeben ist, im Rahmen der Oberflächenapplikation auch hydrophobierende (wasserabweisende) Mittel verwendet werden, z.B. Polymerdispersionen auf Basis von Acrylat-Copolymeren. SE

Oberflächenmarkierung (mark on surface) Oberflächenmarkierung ist als Oberbegriff für —• Sieb- und —• Filzmarkierungen von PR Papier zu verstehen.

Oberflächenspannung (surface tension) Die zwischen den Molekülen einer Flüssigkeit wirkenden Kohäsionskräfte (—•Kohäsion) heben sich im Inneren der Flüssigkeit auf, da jedes Molekül allseitig von gleichartigen Molekülen umgeben ist. An der Oberfläche fehlen die nach außen gerichteten Kräfte. Deshalb entsteht eine resultierende Kraft ins Innere der Flüssigkeit. Um Moleküle gegen diese Kraft an die Oberfläche zu bringen, muss die Arbeit W verrichtet werden. Bezieht man die Arbeit dW zur Oberflächenvergrößerung auf die Oberflächenänderung dA, so ergibt sich die Oberflächenspannung σ. σ = dW/dA [mN/m]

• •

keine Retentionsprobleme gezielte Erhöhung spezieller Oberflächeneigenschaften, wie —• Rupffestigkeit

Da ein System immer den Zustand kleinstmöglicher potentieller Energie annimmt, sind Flüssigkeitsoberflächen stets Minimalflächen.

360 Oberflächenspannung Festkörper ση Oberflächenspannung Flüssig ceit σ η Leinöl 35,2 Hydrophobe Druckfarben 30-36 Flüssigkeiten Mineralöl 27,3 Ölsäure 32,5 Wasser 72,1 Wasser/10 % 42,5 Isopropanol Hydrophile Flüssigkeiten Wasser/25 % 30,3 Isopropanol Isopropanol 21,7

Papier PTFE/ PolyTeflon styren 18 33 22-23 0,5 0,9 0,6 - 0,7 0,5 - 0,6 0,9-1,1 0,6 - 0,8 0,8 0,7 1,2 0,6 0,7 1,0 0,25 0,5 0,3 0,4 0,8 0,5

Metalle Polyamid 46 >72 " 1,3 >2,0 1,3 - 1,5 >2-2,4 1,7 >2,6 1,4 >2,2 0,6 >1,0 1,1 ^ 1,7

0,6

1,1

0,5

1,5

>2,4

0,8

1,5

1,0-1,1

2,1

>3,3

Werte von Oberflächenspannungen von Festkörpern und Flüssigkeiten in [mN/m] und deren Verhältnis C= Oi2/Oi3 l)

Metalle adsorbieren aufgrund ihrer ursprünglich hohen Oberflächenspannung (über 1000 mN/m) vor allem Wasserdampf aus der sie umgebenden Atmosphäre und verringern somit ihre freie Energie. Damit sinkt die Oberflächenspannung auf die der adsorbierten Wasserschicht, d.h. etwa 72 mN/m. Daher nehmen sowohl die Tröpfchen einer Flüssigkeit als auch Gasblasen in Flüssigkeiten Kugelform an. Bildet sich die Oberfläche erst aus, so kann zu diesem Zeitpunkt eine Oberflächenspannung herrschen, die vom Gleichgewichtszustand abweicht. In diesem Falle spricht man von einer dynamischen Oberflächenspannung, nach Einpendeln in den Gleichgewichtszustand von einer statischen Oberflächenspannung.

einer Flüssigkeit und einem festen Körper von Grenzflächen. In diesem Fall handelt es sich um die Grenzflächenspannung. Die Oberflächenspannung ist für jede Flüssigkeit bzw. jeden festen Stoff eine charakteristische Materialkonstante, die mit zunehmender Temperatur abnimmt und z.B. durch Zugabe von —> Netzmitteln beeinflusst wird. Von Bedeutung ist die Kenntnis der Grenzflächenspannung für die Erklärung von Grenzflächenerscheinungen, z.B. von Benetzungsvorgängen (—•Benetzbarkeit), bei denen Wechselwirkungen von Molekülen an der Phasengrenze unterschiedlicher Stoffe stattfinden. Je nach Art der angrenzenden Phasen unterscheidet man: •

• Abb. 1 : Tropfen auf der Oberfläche einer festen Phase Während die Grenzfläche zwischen einer Flüssigkeit und einem Gas als Oberfläche bezeichnet wird, spricht man bei aneinandergrenzenden fluiden Phasen bzw. zwischen

Oberfläche der Phasengrenze zwischen einer kondensierten und einer nichtkondensierten Phase (z.B. fest/gasförmig, flüssig/gasformig) Grenzfläche zwischen 2 kondensierten Phasen (z.B. flüssig/flüssig, flüssig/fest).

Für letzteren Fall lassen sich 2 weitere grenzflächenenergetische Grundgrößen ableiten (Abb. 1):

361 Grenzflächenspannung σ23 (Spannung, die an der Grenzfläche zwischen Flüssigkeit und Festkörper wirkt) Rand- oder —• Kontaktwinkel δ (Abb. 2). Nichtbenetzung- theoretischer Grenzfall

für die Benetzbarkeit, d.h. das Vermögen von Flüssigkeiten, an festen Körpern zu haften. Je größer das Verhältnis der Oberflächenspannungen σι 2 /σΐ3, umso besser das Benetzungsverhalten (Spreiten). In der Tabelle sind einige Oberflächenspannungen von festen und flüssigen Stoffen und deren Verhältniswerte angeführt. EI

Oberflächenstruktur von Papier

Partielle Benetzung

0° < δ < 90° Spreitung - ideale Benetzung

Abb. 2: Tropfen auf der Oberfläche einer festen Phase bei unterschiedlicher Wechselwirkung

Die Benetzung eines Festkörpers durch eine Flüssigkeit wird durch die • Oberflächenspannung ö \ 2 (Festkörper/ Luft) • Oberflächenspannung GI3 (Flüssigkeit/ Luft) • Grenzflächenspannung σ23 bestimmt. Der Randwinkel δ, der den Winkel zwischen σ ι 3 und σ23 einschließt, ist ein Maß

(surface structure of paper) Die geometrische Papieroberfläche, die immer von der idealen Ebene abweicht, kann, entsprechend dem vorgegebenen Ziel in den durch die eingesetzten Rohstoffe und angewandten Herstellungsverfahren gegebenen Grenzen, vielfältig gestaltet werden. Die resultierenden Oberflächenstrukturen lassen sich einteilen in: 1) Deterministische Strukturen 1.1) Visuell erkennbar: - Wellen (z.B. gewelltes —»Wellenpapier) - Kreppung (z.B. —• Krepppapier) - Prägung (—• Prägen) - —• Wasserzeichen - —> Siebmarkierung - Oberflächenfehler (z.B. —> Rakelstreifen) 1.2) Mikroskopisch feststellbar: - Mattprägung (—• Mattsatinieren) - Oberflächenfehler (z.B. Walzenmarkierungen). 2) Stochastische Strukturen 2.1) Visuell erkennbar: - Oberflächenfehler (z.B. matte Flecken bei glänzend satiniertem Papier) 2.2) Mikroskopisch feststellbar: - Holz- und zellstoffbedingte Strukturen - Strich(Streichverfahren-)bedingte Strukturen - Oberflächenfehler (z.B. Pin holes). Unter Oberflächenfehlern sind alle diejenigen Strukturen zu verstehen, die grob von der durchschnittlichen Struktur der Oberfläche abweichen. Die Gründe für die Wahl einer

362 bestimmten angestrebten Oberflächenstruktur bei der Papierherstellung können sein: •

• •

Funktionalität ( z.B. —> Druckverfahren, Verpackungseigenschaften oder Gebrauchseigenschaften) Ästhetik (z.B. Prägung, Glanz- oder Mattcharakter) Wirtschaftlichkeit (z.B. Rohstoff- oder Fertigungskosten).

Die Strukturen, die die Topographie von ungestrichenen Papieroberflächen bestimmen, lassen sich durch —• Streichen und/oder —• Satinage verringern. Das Gussstreichverfahren (—• Gussstreichen) erzeugt Oberflächen mit den geringsten Strukturen. Im Allgemeinen ist eine Reduzierung der Strukturen mit einer Glanzerhöhung verbunden. Des Weiteren wird die Druckqualität (z.B. —> Druckglanz, —> Kontrast oder Auflösung) positiv beeinflusst. Zur messtechnischen Erfassung ist eine Vielzahl von z.T. unterschiedlichen Messverfahren entwickelt worden: 1 ) Direkte Messverfahren 1.1) Nichtberührende Messverfahren (z.B. —• Lichtschnittverfahren, dynamisches Fokussierungsverfahren oder konfocales Laser Scanning Mikroskop CLSM) 1.2) Berührende Messverfahren (z.B. Tastschnittverfahren) 2) Indirekte Messverfahren 2.1) Nichtberührende Messverfahren (z.B. Glanzmessgeräte) (—• Glanz) 2.2) Berührende Messverfahren (z.B. —> Glätteprüfer).

Bendtsen-, Bekk- und Parker Print SurfGerät). KE

Oberflächenwasser (surface water) Der Frischwasserbedarf (—• Frischwasser) von Zellstoff- und Papierfabriken wird zum überwiegenden Teil mit Oberflächenwasser gedeckt. Neben dem Aufkommen aus Bächen, Flüssen und Seen werden auch Uferfiltrat und angereichertes —• Grundwasser zum Oberflächenwasser gerechnet. Im Vergleich zum Grundwasser ist beim Oberflächenwasser mit großen jahreszeitlichen Schwankungen zu rechnen, die Aufkommen, Temperatur sowie Inhaltsstoffe mechanischer und chemischer Art betreffen. Grundwasser ist meist frei von suspendierten Stoffen (z.B. Sand, Huminstoffe), während beim Oberflächenwasser aus Flüssen und Seen mit einem hohen Anteil an Schwebstoffen (z.B. feinsten Tonteilchen) gerechnet werden muss. Aber auch —• Bakterien, kolloidal und echt gelöste organische Substanzen sowie gelöste anorganische Substanzen sind in unterschiedlichster Art und Menge enthalten. Problematisch ist oftmals die hohe Salzfracht von belastetem Flusswasser. Beim Einsatz als —> Kesselspeisewasser, aber auch bei der Verwendung als —• Fabrikationswasser in Zellstoff- und Papierfabriken mit eng geschlossenen Kreisläufen sind aufwendige mechanisch-chemische Verfahrenskombinationen in der —• Wasseraufbereitung erforderlich. SW

Obermesser Nur die direkten Messverfahren sind in der Lage, die Struktur der Oberfläche z.T. in guter Näherung wiederzugeben. Die indirekten Messverfahren vermögen nur die Auswirkung der Struktur auf andere Materialeigenschaften zu erfassen, wobei im Allgemeinen noch über unterschiedlich große Oberflächenbereiche integriert wird. Nach diesen Verfahren arbeiten die in der Papierprüfung weitverbreiteten —• Luftstrommessgeräte (z.B.

(top knife) In der —• Schneidpartie einer —> Rollenschneidmaschine werden Obermesser und Untermesser eingesetzt. Bei den Obermessern handelt es sich um —• Scheibenmesser oder —• Tellermesser, d.h. runde, flache und mit einer Schneide versehene Scheiben aus Stahl oder Keramik. Zu jedem Obermesser gehört ein —> Messerhalter. Die Messerhalter werden entweder von Hand oder automatisch durch die —• Messerpositionierung auf die zu

363 schneidenden Bahnbreiten eingestellt. Zum Schneiden werden die Obermesser automatisch in radialer und axilaler Richtung an die Untermesser herangeführt. Obermesser aus Keramik halten länger ihre Schärfe, sind aber gegen Stöße oder zu hohen seitlichen Druck sehr empfindlich und zerbrechen leicht. KT

Oberseite (felt side , top side) Die Bezeichnung Oberseite bezieht sich bei einem Papier auf die Seite, die bei der Produktion auf einer —• Langsiebpapiermaschine oben liegt. Des öfteren wird sie auch als —• Filzseite bezeichnet, weil das Papier mit seiner Oberseite von einem —• Filz (—• Pickup-Filz) vom —• Sieb der —• Siebpartie abgenommen wird. Ihr gegenüber liegt die —• Siebseite. Die Oberseite ist aufgrund der Filtrationswirkung beim —• Entwässern der Papierbahn in der Siebpartie füllstoff- und feinstoffreicher, was sich u.a. in einer höheren —• Glätte zeigt und zur —• Zweiseitigkeit und zu ungleichem Ausdruck im —» Schön- und —•Widerdruck führt. Bei Papieren, die auf —• Doppelsiebformern hergestellt werden, ist die Anwendung dieses Begriffs meist nicht sinnvoll, da die Zweiseitigkeit weitgehend gegenstandslos ist. EI

Obersieb (top forming fabric) Das Obersieb ist eine Ausführungsform der Blattbildungssiebe (—• Sieb) von Papiermaschinen, die bei —• Gapformern die Papierbahn nach oben entwässert. Durch eine —• Siebpartie mit Ober- und —> Untersieb wird in der Regel im Vergleich zu einem alleinigen Langsieb eine wesentliche Verbesserung der —•Zweiseitigkeit und der —»Formation erreicht. AL

Oberwalze (top roll) Die Oberwalze eines —» Kalanders ist üblicherweise eine —• Durchbiegungsausgleichs-

walze, die das Walzenpaket nach oben abstützt und die herrschenden Druckkräfte über das am Ständerkopf fixierte Oberlager in den —• Kalanderständer ableitet. Mit einer mehroder vielzonigen Unterteilung kann sie Einfluss auf das Linienkraftprofil über die Breite der Papierbahn nehmen. Die verschiedenen Kalander (—• Sofitkalander, —• Janus Concept· oder —• Superkalander, —• Glättwerke, —•Prägekalander) haben sehr unterschiedliche Oberwalzen: •

•

•

• •

Vollwalzen mit —• Bombierung für Kalibrierkalander (—• Kalander), oft hochglanzverchromt, z.B. für —• Friktionierkalander Durchbiegungsausgleichswalzen in ihren verschiedenen Ausführungen als —• Schwimmende Walze, hydrostatisch gestützte Durchbiegungsausgleichswalze (z.B. Nipcowalze) oder Profilkorrekturwalze, z.T. selbstbelastend, beheizbar, auch mit elastischem Bezug (—• Kunststoffwalze) —• Heizwalzen, z.B. in Softkalandern, peripher gebohrt, in direkt mit Dampf, Wasser oder Öl beheizten Kreisläufen Gravierte Walzen für —• Prägekalander mattierte Walzen für —> Mattkalander.

Hochverschleißfeste, sehr glatte Oberflächenbeschichtungen erlauben das Anlegen eines Schabers, ohne die Gefahr der bei Chromschichten gefürchteten Riefen und Schaberstreifen. Da auch die neuen Kunststoffwalzenbezüge schaberbar sind, kann an die Oberwalze, z.B. eines Janus Conceptoder Sofitkalanders, immer ein Schaber angelegt werden. SZ

Ofentrocken (oven dry, bone-dry , o.(L, b.d.) Unter ofentrocken (Abk.: otro) versteht man bei —• hygroskopischen Materialien (z.B. Faserstoffen oder Papier) den Zustand nach Trocknung bei 105° C in einem Wärmeschrank. Dieser Zustand wird z.B. bei der Bestimmung des —• Trockengehalts von hygroskopischem Material eingestellt.

364 Der Begriff otro wird dann bei Massenangaben verwendet (z.B. t otro), wenn zweifelsfrei dokumentiert werden soll, dass es sich nicht um eine beliebig feuchte Masse, sondern um eine rechnerisch auf den trockenen Zustand bezogene Masse handelt. Der Begriff otro hat die Bezeichnung atro (absolut trocken, —• absolutes Trockengewicht) seit längerem ersetzt, da ein derartiger Zustand mithilfe der üblichen —>Konvektions- oder —> Kontakttrocknung bei hygroskopischem Material nicht realisiert werden kann. D I N 6730 definiert „otro" als das prozentuale Verhältnis der Masse eines Materials nach Trocknung bei 105° C unter festgelegten Bedingungen zur Masse (z.B. —> lutro) bei der Probenahme. EI

Offene Wartezeit (open assembly time) —• Kleben

Offener Zug (open draw) Die unter Zugspannung stehenden freien Abschnitte einer laufenden Papierbahn in —» Maschinenrichtung (Laufrichtung, Längsrichtung) werden als offene Züge bezeichnet. Derartige Züge sind charakteristisch für den Bahntransport in der —• Pressenpartie und vor allem in der —•Trockenpartie von Papierund Kartonmaschinen, wie aber auch in —• Streichmaschinen. Es ist bei der Weiterentwicklung von Papiermaschinen das Ziel, diese offenen Züge in ihrer Länge möglichst gegen Null zu minimieren, da die Papierbahn aufgrund von Bahnflattern oder Fehlstellen (z.B. —• Splitter, Löcher) so überbeansprucht wird, dass sie im Bereich der offenen bzw. freien Züge reißen kann. Als Folge der Zugspannung im Bereich der offenen Züge wird die Bahn in Maschinenrichtung zwischen den verschiedenen Trockengruppen gedehnt, so dass im Summeneffekt die Papierbahn innerhalb einer Trockenpartie um mehrere Prozente (rund 5 %) länger wird, obwohl sie beim Trocknen das Bestreben hat, wegen der auch in Maschinenrich-

tung stattfindenden —• Schrumpfung im Prozentbereich kürzer zu werden. GG

Off-line Satinage (off-line calendering) Die off-line Satinage ist ein separater, dem Papierherstellungsprozess folgender Arbeitsgang (—> Satinage) zur thermo-mechanischen Oberflächenumformung von Papierbahnen außerhalb der Papier- oder —• Streichmaschine. Um der Produktion einer schnellen Papier- oder Streichmaschine folgen zu können, sind normalerweise mehrere —• Superkalander erforderlich, die wegen des Austausches der —> elastischen Walzen in kurzen Intervallen nicht im kontinuierlichen Betrieb arbeiten können. Mit der Automatisierung des Tambourwechsels durch —• Flying Splice- und —• Tambourhandlingsysteme kann der Durchsatz aber soweit gesteigert werden, dass nur mehr wenige (z.B. 2 statt bisher 3) Kalander zur Bewältigung der Produktion ausreichen. Der Superkalander ist eine off-line Satinagemaschine, mit der optimale Satinageergebnisse bezüglich Glätte- und Glanzerhöhung erzielt werden. Gleichwertige Ergebnisse werden on-line nur mit Kalandern nach dem —> Janus Concept erreicht. Auch die Satinage von Glassin-Papieren (z.B. —> Silikonrohund —> Pergaminpapieren) mit vielwalzigen Superkalandern ist ein typischer, bisher noch nicht in die Papiermaschine integrierbarer off-line Satinageprozess. SZ

Off-line Streichmaschine (offline coater) Eine off-line Streichmaschine wird separat aufgestellt und kann die Produktion von einer oder auch mehreren Papier- oder Kartonmaschinen verarbeiten (—• Streichen). Sie besteht aus einer —> Abrolleinrichtung für Streichmaschinen, von der die zu streichenden Papier- oder Kartonbahnen von —• Tambouren abgewickelt werden, einem oder mehreren, oft unterschiedlichen —• Streichaggregaten, den entsprechenden —> Trocknern, evtl. on-line Kalandern sowie der

365 —> Aufrolleinrichtung für Streichmaschinen, die ebenfalls mit Tambouren arbeitet. KT

Offsetdruck (offset, offset lithography , offset printing) Der Offsetdruck ist ein indirektes —• Flachdruckverfahren, bei dem das —• Druckbild von der —• Druckform zunächst auf einen mit einem —• Gummidrucktuch bespannten Zylinder und von diesem dann auf den —• Bedruckstoff übertragen wird. Der Offsetdruck hat sich zum bedeutendsten —»Druckverfahren entwickelt, dessen Vorteile in der raschen und einfachen Druckformherstellung, der hohen Druckgeschwindigkeit sowie der Möglichkeit liegen, raue und preiswerte Papiere mit einer entsprechend hohen —• Druckqualität zu verdrucken. Als Träger des Druckbilds (Offsetplatte) dienen Aluminiumdruckplatten (seltener Mehrmetallplatten), Kunststoffplatten und Die indirekt über einen GummidrucktuchzyPapier-Offsetdruckfolien. Das Druckbild linder erfolgende Farbübertragung hat den wird auf fotochemischem oder elektrografiVorteil, dass raue und harte Bedruckstoffe schem Wege, neuerdings auch durch Direktbedruckt werden können, ohne dass die belichtung auf die Platten übertragen, die so Druckform selbst beansprucht oder beschäpräpariert sind, dass sie an den druckenden digt wird. Im Offsetdruck werden —> BogenStellen farbannehmend (lipophil) und an den und —• Rollenoffsetdruckmaschinen im Einnichtdruckenden Stellen wasseraufnahmefäfarben- oder -»Mehrfarbendruck eingesetzt. hig (hydrophil) sind. Infolge des ständigen Bei Mehrfarbendruckmaschinen erfolgt ein Feuchtens der Druckform mit —> Feuchtmittel —•Nass-in-Nass-Druck, der an die Druckfarbleiben die nichtdruckenden Stellen farbabben (—• Offsetfarbe) spezielle Anforderungen stoßend. Eine Ausnahme bildet der —•wasstellt. NE serlose Offsetdruck. Die —• Druckwerke der —> Offsetdruckmaschine bestehen aus je einem DruckformzyOffsetdruckmaschine linder, einem Gummidrucktuchzylinder und (litho (offset) press, offset (printing) press) einem Gegendruckzylinder (Abb.). Auf dem Als Offsetdruckmaschine wird eine Druckformzylinder wird die Offsetplatte —• Druckmaschine bezeichnet, in der die (Druckform) aufgespannt. Jedes Druckwerk Übertragung der Druckfarbe (—> Offsetdruckeiner Offsetdruckmaschine besitzt sowohl ein farbe) von einer Druckform (—> Druckplatte) —• Feuchtwerk als auch ein —» Farbwerk. Das über einen Zwischenträger (—> GummidruckFeuchtwerk hat die Aufgabe, die Offsetplatte tuch) auf den bahn- oder bogenförmigen ständig zu befeuchten, wozu nur eine mini—• Bedruckstoff erfolgt. male Wassermenge (Feuchtmittel) notwendig Eine Offsetdruckmaschine besteht aus den ist, um an den bildfreien Stellen ein —• Tonen Baugruppen Bedruckstoffzu- und -abfuhrung, zu verhindern. —• Farbwerk, —> Feuchtwerk, —» Druckwerk sowie Fördereinrichtungen zwischen den Druckwerken. Die Druckwerke der Offsetmaschinen bestehen aus je einem Druckform-

366 nommenen —• Feuchtmittels in das Papier bewirkt eine Erhöhung des —> Tack der gedruckten Farbschicht und ermöglicht bzw. verbessert dadurch die Annahme der zweitgedruckten Farbe (—• Farbannahme). Offsetdruckfarben werden auch auf Rollendruckmaschinen verarbeitet, wobei man im Falle des —• Zeitungsdrucks von ColdsetfarOffsetfarben (Offsetdruckfarben) ben und bei Trocknung durch Wärmezufuhr (offset lithographie inks) Druckfarben fur den —> Offsetdruck sind Zu- von Heatsetfarben spricht. bereitungen, die durch gemeinsame ZufuhColdsetfarben für den Zeitungsdruck auf rung mit Wasser bzw. —» Feuchtmittel nur Rollendruckmaschinen enthalten neben den bildführende Partien der Offsetdruckplatte festen Bestandteilen (—• Pigment, —> Harz, benetzen und über ein Drucktuch Zusatzstoffe) vorwiegend dunkle, hochvisko(—> Gummituch) auf den —• Bedruckstoff se, aromatenreiche Mineralöle und trocknen übertragen werden. Dabei reicht der Farbaufausschließlich durch Wegschlagen der flüssitrag bei —> Volltonflächen von ca. 0,7 bis gen Bestandteile in das Papier. Zurück bleibt 1,3 g/m 2 im —• Bogen- und —> Rollenoffset ein Farbfilm, an den keine großen Anfordeund bis ca. 2,0 g/m 2 im Verpackungsoffsetrungen bezüglich Festigkeit und Echtheit gedruck. stellt werden können. Neuerdings werden anstatt der Mineralöle auch Pflanzenöle bzw. Der Aufbau konventioneller Bogenoffsetderen Derivate als flüssige Komponente eindruckfarben basiert auf einem fetten Bindegesetzt, in den USA vor allem Sojaöl. mittel, d.h. einer Lösung von verschiedenartigen —> Harzen in Pflanzen- und —> MineralBei Druckfarben für den Rollenoffsetöl. Konventionelle, an der Luft trocknende Heatsetdruck wird ein —• Kompositionsfirnis Bogenoffsetdruckfarben sind hochviskos durch Lösen von Harzen in flüchtigen Mine(Viskositätsbereich: 40 bis 100 Pa · s) und ralölen (Siedebereich: 240 bis 280° C) hergeenthalten als Hauptbestandteile zwischen 12 stellt, die durch Aufblasen von erhitzter Luft und 20 % —» Farbmittel (Pigment), je nach aus dem Druckfarbenfilm so weit verflüchtigt Anwendungszweck 20 bis 40 % eines unterwerden, dass nach Abkühlung der bedruckten schiedlich aufgebauten, pflanzenölbasierenBahn ein fester Farbfilm zurückbleibt. Entden —• Firnisses und 20 bis 40 % Mineralöl. sprechend der hohen Bahngeschwindigkeit Ein derartiger Aufbau erlaubt eine schnelle beim Rollenoffsetdruck ist die Viskosität von Vorverfestigung des Druckfarbenfilms durch Rollenoffsetdruckfarben niedriger als bei Bo—• Wegschlagen dünnflüssiger Mineralöle in genoffsetdruckfarben. Sie liegt im Bereich das Papier. Die endgültige nagelharte Trockvon 20 bis 75 Pa · s. nung (-> Trocknen der Druckfarbe) erfolgt Offsetdruckfarben, die durch energiereiche unter Luftzutritt im —> Stapel und dauert ca. Strahlung (UV- oder Elektronenstrahlen 24 h. (EB)) gehärtet werden, enthalten Bindemittel Durch Zufuhr von Wärme bei der Bestrahauf Acrylatbasis, bei denen durch die Belung durch infrarotes Licht (IR-Druckfarben) strahlung eine vernetzende —> Polymerisation werden einerseits durch Erniedrigung der ausgelöst und damit eine Härtung des Farb—• Viskosität der Druckfarbe das Wegschla- films erzielt wird. Anwendungsgebiete sind gen und andererseits die chemische Reaktion der Blechdruck, der Foliendruck und der beim oxidativen Trocknungsprozess beDruck auf schwerem Karton. RO schleunigt, so dass sich die Trocknungszeit von Bogenoffsetdruckfarben im Stapel auf etwa die Hälfte reduziert. Das Wegschlagen der dünnflüssigen Bestandteile der Druckfarbe, auch des aufge-

zylinder, einem Gummidrucktuchzylinder und einem Gegendruckzylinder, auch Druckzylinder genannt. Bei Offsetdruckmaschinen wird zwischen —> Bogen- und —• Rollenoffsetdruckmaschinen unterschieden. NE

367 Offsetpapier (Offsetdruckpapier) (offset paper , offset printing paper) Das Offsetdruckverfahren (—> Offsetdruck) stellt spezielle Anforderungen, die von Offsetpapieren erfüllt werden müssen. Offsetpapiere können —• holzfrei, —• holzhaltig, —• gestrichen oder —• ungestrichen sein. Der Bereich der flächenbezogenen Masse reicht von ca. 35 bis 300 g/m 2 . Offsetpapier wird in Rolle oder Format verarbeitet. Das Bogenoffsetverfahren (—• Bogenoffsetdruck) ergibt qualitativ die besten Drucke. Das Papier muss eine ausreichende —• Rupffestigkeit besitzen, da die —• Lösemittel der —• Druckfarbe in das Papier wegschlagen und sich dadurch die Klebkraft der Druckfarbe (—•Tack) erhöht. Das Wegschlagen muss schnell genug erfolgen, damit die Druckgeschwindigkeit nicht wegen Zusammenklebens der Bogen im Stapel herabgesetzt werden muss. Andererseits muss aber die Druckfarbe so weit an der Oberfläche gehalten werden, dass ein möglichst hoher —• Druckglanz entsteht. Durch ungleichmäßige —• Farbannahme und ungleichmäßiges Rückspalten der Farbschicht in den nachfolgenden —• Druckwerken kann eine Wolkigkeit im Druckbild entstehen (—• Mottling). Weitere Anforderungen an Bogenoffsetpapiere sind: —• Dimensionsstabilität, gute —• Planlage, ausreichende —• Biegesteifigkeit, gute —»Opazität und Gleichmäßigkeit der Eigenschaften von Bogen zu Bogen. Die speziellen Anforderungen an Rollenoffsetpapiere ergeben sich aus der Tatsache, dass die Druckfarbe durch Temperatureinwirkung getrocknet wird (heatset). Die damit verbundene Austrocknung des Papiers kann zu folgenden Problemen führen: Blistern, Wellenbildung und Falzbruch. Blistern entsteht bei —•gestrichenen Papieren dadurch, dass das Wasser aus dem —• Rohpapier durch die luftundurchlässige Strichschicht nicht schnell genug entweichen kann. Es entstehen mehr oder weniger große Blasen auf der Oberfläche. Bei einem solchen Fehler müssen die —• Porosität des —• Strichs und/oder die —• Spaltfestigkeit des Rohpapiers (internal bond) erhöht werden. Wellenbildung entsteht durch ungleichmäßiges Quellen/Schrumpfen

der Fasern. Die Wellenbildung ist nur selten ganz zu vermeiden, so dass ein im Rollenoffset bedrucktes Papier oft hieran erkannt werden kann. An —• Rollenoffsetdruckmaschinen wird häufig on-line gefalzt (—•Falzen). Da das Papier noch stark ausgetrocknet ist, ist es spröde und es kommt zum Bruch im Falz (—•Brechen im Falz). Auch wenn mittlerweile viele Maschinen mit einer Rückbefeuchtungsanlage ausgestattet sind, spielt die —• Falzfestigkeit noch immer eine große Rolle. Die typischen Sorten sind vor allem —• Bilderdruckpapiere, —• Kunstdruckpapiere (Format) sowie verschiedene ungestrichene Papiere. —• Zeitungsdruckpapiere werden in der Regel nicht zu den speziellen Offsetpapieren gerechnet, obwohl sie außer im —•Buchdruck auch im Rollenoffset, allerdings ohne Temperaturanwendung (coldset), bedruckt werden. Eingesetzt werden Offsetpapiere für jede Art von Druck, vom Formulardruck bis zu höchstwertigen Kunstdrucken. PA

Öko-Audit (eco audit) Das Öko-Audit (Audit = unverhofft durchgeführte Überprüfung) beruht auf der Verordnung 1836/93 des Rates über die freiwillige Beteiligung gewerblicher Unternehmen an einem Gemeinschaftssystem für das Umweltmanagement und die Umweltbetriebsprüftmg vom 29. Juli 1993. Die im angelsächsischen Sprachraum auch Environmental Management and Audit Scheme (EMAS) und im deutschen Sprachgebrauch „Öko-AuditVerordnung" genannte Verordnung ist seit dem 04. Oktober 1995 in allen Mitgliedsstaaten der Europäischen Gemeinschaft direkt in Kraft. Die Öko-Audit-Verordnung hat zum Ziel, für Unternehmen mit gewerblichen Tätigkeiten eine freiwillige Beteiligung an einem Gemeinschaftssystem für das Umweltmanagement und die Umweltbetriebsprüfung zu schaffen. Das System soll die Bewertung und die kontinuierliche Verbesserung des betrieblichen Umweltschutzes im Rahmen von gewerblichen Tätigkeiten und zur geeigneten

368 Unterrichtung der Öffentlichkeit durch eine —• Umwelterklärung schaffen. Die Umwelterklärung der Öko-Audit-Verordnung erfolgt in mehreren Phasen (Abb.) und schließt die Erstellung einer Umwelterklärung für den jeweiligen Standort ein. Der Standort wird in Deutschland durch die Industrie· und Handelskammern oder die Handwerkskammern registriert.

Schema zur Umsetzung der Öko-Audit-Verordnung

Die gültige Umwelterklärung, in der das Unternehmen das Umweltprogramm und unternehmenspezifische Daten, wie z.B. Lärm-, Luft- und Abwasseremissionen und das Abfallaufkommen, beschreibt, muss der Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden. In Deutschland haben sich bereits mehrere hundert Industrieunternehmen nach der ÖkoAudit-Verordnung eintragen lassen. Darunter befinden sich auch schon die ersten Standorte von Papierfabriken. GT

Ökobilanz (ecobalance, life cycle analysis) Der Begriff Ökobilanz wurde aus dem Lateinischen (bilanx = Waage) abgeleitet. Der Bilanzbegriff rechtfertigt sich durch das Gleichgewicht ein- und ausgehender Stoffund Energieströme in definierten Prozessen oder Systemen (z.B. Unternehmen). Die Ökobilanz ist eine Erfolgs- bzw. Misserfolgsrechnung im Sinne einer Flussrechnung, die eine Möglichkeit zur Erfassung aller stofflichen und energetischen Ströme eines Produkts über dessen gesamten Lebenszyklus hinweg bietet. Anhand der erfassten Daten werden die Wirkungen der Stoff- und Energieströme der untersuchten Produktart auf die Umwelt beurteilt. In der Ökobilanz erfolgt eine Strukturierung und Aufbereitung von Daten als Mengeneinheiten, wie z.B. Kilogramm, Liter und Kilowatt. Ergebnis ist ein Überblick über ein- und ausgehende stoffliche und energetische Ströme. Das Prinzip der Ökobilanz beruht darauf, dass alle in einen definierten Prozess eingebrachten Stoffe und Energien grundsätzlich erhalten bleiben und lediglich in andere Formen umgewandelt werden. Der Begriff Ökobilanz wird auch als Oberbegriff für die bilanzierende und beurteilende Betrachtung eines ökologisch relevanten Systems verwendet. Danach unterscheidet man zwischen Betriebs- und Prozessbilanz sowie betrieblicher Produktbilanz und ganzheitlicher Produktbilanz als eigenständige Ökobilanz. Die Ökobilanz dient einem möglichst umfassenden Vergleich der Umweltauswirkungen zweier oder mehrerer unterschiedlicher Produkte, Produktgruppen, Systeme, Verfahren oder Verhaltensweisen. Je nach Informationsbedarf und Informationsnutzer ist die Ökobilanz Planungs- und Kontrollinstrument. Sie liefert wertvolle Informationen u.a. zur Identifizierung von Schwachstellen, zur Erkennung von Kostensenkungspotentialen, zur Entwicklung von Umweltstrategien und Verwirklichung ökologischer Ziele, zur Verbesserung der Umwelteigenschaften der Produkte sowie der Produktentwicklung, -Optimierung und Designgestaltung. Sie dient

369 weiterhin als Grundlage für Handlungsempfehlungen an das Management, zur Motivation der Mitarbeiter und als Datenbasis für die innerbetriebliche Fortbildung. Unternehmensextern dient die Ökobilanz insbesondere zur Befriedigung der Informationsansprüche bestimmter Kommunikationspartner (Kunden, Lieferanten, Behörden, Aufsichtsämter, Versicherungen und andere Interessengruppen), z.B. durch Angabe über die Umweltfreundlichkeit bzw. Umweltunfreundlichkeit eines Produkts. Die Glaubwürdigkeit einer Ökobilanz wird um so größer, je einheitlicher die zugrunde gelegten Modelle sind. Daher hat insbesondere das Bundesumweltministerium (BMU) auf konsensfähige Bewertungskriterien für Ökobilanzen gedrängt, weil es die Ökobilanz als wichtige Entscheidungshilfe in der Bewertung konkurrierender Alternativen zur Lösung von Umweltproblemen hält. Nach der im August 1997 veröffentlichten D I N EN ISO 14040, die Prinzipien und allgemeine Anforderungen von Okobilanzen festlegt, folgte im September 1997 ein Normentwurf D I N EN ISO 14041. Er beschäftigt sich mit den ersten beiden von insgesamt 4 Phasen einer Ökobilanz. •

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In der ersten Phase erfolgt die Zieldefinition mit der Festlegung des Bilanzierungsrahmens, der Gründe der Untersuchung und deren Verwendung und Zielgruppe. Die zweite Phase (Sachbilanz) umfasst die Sammlung und Berechnung der stofflichen und energetischen In- und Outputs im Produktlebenszyklus und somit der Faktoren, die Umweltveränderungen bewirken können (Stoff- und Energiebilanz). In der dritten Phase der Ökobilanz wird eine Wirkungsbilanz aufgestellt, d.h. die in der Sachbilanz erhobenen gleichartigen Fluss- und Bestandsgrößen werden zu ihren Einflüssen auf mögliche globale, regionale und lokale Wirkungen in Bezug gesetzt und beurteilt. Hierzu liegt der Normentwurf D I N EN ISO 14042 vor.

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Die Auswertung der Ergebnisse der Sach- und Wirkungsbilanz erfolgt auf der Basis betriebsintern festgelegter Beurteilungsmaßstäbe. Sie stellt die vierte Phase einer Ökobilanz dar. Diese Bilanzbewertung ist im Normentwurf D I N EN ISO 14043 beschrieben.

An eine Ökobilanz werden sowohl methodische als auch pragmatische Anforderungen gestellt. Erstens muss die Ökobilanz in Abhängigkeit vom Untersuchungsziel und der Datenverfügbarkeit vollständig sein. Zweitens muss sie die Datenquellen, die zugrunde liegende Methodik und die getroffenen Annahmen beschreiben (Transparenz). Die Registrierung der In- und Outputs nach Art und Menge (Differenziertheit), die Überprüfbarkeit der Ergebnisse durch Dritte (Verifizierbarkeit) und die Vergleichbarkeit von Untersuchungen mit derselben Zielsetzung sind weitere methodische Anforderungen an eine Ökobilanz. Pragmatische Anforderungen sind eine sinnvolle Kosten-Nutzenrelation (Wirtschaftlichkeit), die Möglichkeit zur Datenaktualisierung (große Anwendungsbreite), die Nachvollziehbarkeit der Aussagen (Eindeutigkeit) und die Nützlichkeit, d.h. die Deckung des Informationsbedarfs der Adressaten. Literatur: Krcmar, H.; Dold, G.: Aspekte der Ökobilanzierung: Ansprüche, Ziele und Computerunterstützung. Wiesbaden, 1996 MO

Ökologie (ecology) Ökologie ist die Wissenschaft von den Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen und unbelebter (abiotischer) sowie belebter (biotischer) Umwelt bzw. von —» Ökosystemen. Auf den 3 Ebenen der Organismen, der Populationen und der —»Biozönosen befasst sich die Ökologie im weiteren Sinne mit Kausal- und Funktionszusammenhängen. Sie beschäftigt sich mit der Erfassung der klimatischen Verhältnisse in ihrer räumlichen und zeitlichen Entfaltung und untersucht Proble-

370 me in ihrer Entwicklung sowie Mechanismen des Wiederaufbaus von Gleichgewichten. Warum bestimmte Populationen nur in bestimmten Gebieten vorkommen und warum bestimmte Populationen sich nicht bzw. kaum merklich ausbreiten, ist eine der grundlegenden Fragestellungen in der Ökologie. Dabei bedient sich die Ökologie als primär deskriptive Wissenschaft verschiedener Nachbarwissenschaften unter dem Aspekt, inwieweit sie Beiträge zur Erforschung von Beziehungen der Lebewesen zu ihrer Umwelt liefern. Die Ökologie umfasst folgende Teilgebiete: •

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Humanökologie (Untersuchung der Beziehungen zwischen Mensch und Umwelt). AutoÖkologie (Untersuchung der Umwelteinflüsse auf die Individuen einer Art). Demökologie (Untersuchung der Umwelteinflüsse auf ganze Populationen einer bestimmten Tier- und Pflanzenwelt). Synökologie (Untersuchung von Wechselbeziehungen der Lebewesen einer Gemeinschaft sowie zwischen diesen und der natürlichen Umwelt).

Nach dem Umweltgutachten 1994 des Rates von Sachverständigen fur Umweltfragen stellt die Ökologie Basiswissen für einen sachgerechten, sparsameren, d.h. schonenderen Umgang mit den natürlichen Existenzgrundlagen des Menschen und damit der Natur bereit. Die Ökologie erlangt insbesondere durch die Folgen der Umweltbelastung, oft als Konsequenz eines verengten ökonomischen Denkens, wachsende Bedeutung. „Die Kenntnis von Wirkungszusammenhängen, Grundstrukturen und Belastungsgrenzen der die menschliche Existenz tragenden ökologischen Systeme ist unverzichtbare Grundlage jeder Umweltpolitik." Literatur: Der Rat von Sachverständigen für Umweltfragen: Umweltgutachten 1994. Für eine dauerhaft-umweltgerechte Entwicklung. Stuttgart: Verlag Metzler-Poeschel, 1994 MO

Ökosystem (ecosystem) Ein Ökosystem ist eine umfassende strukturelle und funktionelle natürliche Einheit aus Organismen und unbelebter Natur (Lebensraum) einer Lebensgemeinschaft, die Pflanzen· und Tierwelt sowie —• Mikroorganismen mit ihren Wechselbeziehungen zueinander (—• Biozönose) und zu den abiotischen Faktoren (Atmosphäre, Lithosphäre, Hydrosphäre) umfasst. Das Ökosystem bildet durch die vielfältigen Wechselwirkungen zwischen den belebten und unbelebten Komponenten ein mehr oder weniger gleichbleibendes System mit einer gewissen Anpassungsfähigkeit an Störungen. Über längere Zeit ungestörte Ökosysteme befinden sich weitgehend in einem Gleichgewichtszustand. Störungen beeinflussen grundsätzlich das Gleichgewicht der Ökosysteme. Durch Rückkopplungen gleichen sich die natürlichen Kreisläufe in einem Ökosystem wieder aus, so dass sich das sog. dynamische (oder Fließ-) Gleichgewicht einstellt. Zu einer gravierenden Störung des gesamten ökologischen Gleichgewichts oder Schädigung des Ökosystems reicht unter Umständen bereits die Änderung einer einzigen Komponente aus, da aufgrund der zahlreichen Wechselwirkungen über die ausgelöste Kettenreaktion die Möglichkeiten zur Selbstregulierung überschritten werden können. Naturferne Ökosysteme (z.B. durch Urbanisierung entstandene künstliche Systeme) haben die Fähigkeit zur Selbstregulierung weitgehend aufgegeben, während naturnahe Ökosysteme (natürliche Lebensgemeinschaften) diese in hohem Maße besitzen. Die kleinste Grundeinheit eines Ökosystems ist das Biogeozön, die größte Grundeinheit eines Ökosystems ist das Eubiom. Ökosysteme lassen sich bei ähnlichen klimatischen Gegebenheiten zu größeren Einheiten zusammenschließen. Ozeane, Wüsten oder tropische Regenwälder sind Beispiele für derartige Einheiten. Sie ähneln sich im äußeren Erscheinungsbild und weisen vergleichbare Funktionszusammenhänge auf. Alle Ökosysteme unterscheiden sich grundsätzlich durch spezifische Eigenarten. Die

371 Kausalabläufe im Ökosystem werden überwiegend von den wechselseitigen Beziehungen der Organismen bestimmt. Je nachdem, ob der Einfluss von arteigenen oder artfremden Individuen ausgeht, wird zwischen intraund interspezifischen biotischen Faktoren unterschieden. Die Organismen selbst stellen neben der Strahlungsenergie der Sonne, den Mineralien und dem Wasser des Bodens sowie dem Kohlendioxidgehalt der Luft die wichtigsten Energie- und Nahrungslieferanten für andere Organismen dar. Diese Tatsache bestimmt die gesamten Energiebeziehungen im Ökosystem. Grüne Pflanzen leiten durch —• Fotosynthese den Stoffkreislauf und den Energiefluss ein und spielen somit als Primär-Produzenten im Ökosystem die Hauptrolle. Die vielfaltigen Beziehungen zu den abiotischen und biotischen Faktoren begründen eine spezifische Stellung eines jeden Organismus innerhalb eines Ökosystems. Besteht ein Beziehungszusammenhang zwischen Organismus und Umwelt, der die Existenz eines Organismus, einer Population oder einer Art ermöglicht und bedingt, wird von einer ökologischen Nische gesprochen. Nach dem Gesetz der natürlichen Auslese überleben nur diejenigen Arten, die sich in der jeweiligen spezifischen Lebensgemeinschaft erfolgreich vermehren können. Der Artenreichtum und die Artenmannigfaltigkeit eines Ökosystems lassen sich quantitativ ausdrücken (—•Artenvielfalt). Die wissenschaftliche Behandlung der Ökosysteme erfolgt durch die —• Ökologie. MO

Ölabscheider (oil separator) Ein Ölabscheider dient als Einrichtung zur Abscheidung von freiem Öl aus Wasser. Abgeschieden wird direkt das aufschwimmende Öl. Ölabscheider werden daher zur Abscheidung von Leichtflüssigkeiten eingesetzt, die ein geringeres spez. Gewicht als Wasser aufweisen. Dem Ölabscheider wird in der Regel ein Schlammfang vorgeschaltet, um Verstopfungen zu vermeiden. Die Verweilzeit im Ölab-

scheider beträgt in der Regel 3 bis 7 min. Die Leichtflüssigkeit schwimmt auf, während das Wasser unter einem Wehr aus dem Ölabscheider abfließt. Die Ölabscheider werden üblicherweise ohne kontinuierlichen Ölaustrag betrieben (Benzin/Ölabscheider nach DIN 1999). Mit Ölabscheidern können Restölgehalte von 100 bis 500 —> ppm erzielt werden. Soll eine noch weitergehende Abscheidung erfolgen, werden im Ablauf des Ölabascheiders Koaleszenzabscheider angeordnet. Das Wirkungsprinzip des Koaleszenzölabscheiders entspricht dem einer feinen offenporigen Filtration, wobei sich das Öl an der oleophilen Filteroberfläche zu größeren abscheidbaren Tröpfchen agglomeriert. Voraussetzung für das Funktionieren eines Koaleszenzabscheiders ist ein Dichteunterschied zwischen Öl und Wasser von mindestens 0,1 kg/1. Mit Koaleszenzabscheidern kann ein Restölgehalt von bis zu 5 ppm erreicht werden, sofern keine emulgierten Öle vorliegen. Emulgierte Öle können mit den beschriebenen Abscheidern nicht abgetrennt werden. Für diesen Zweck ist eine Spaltung der Emulsion notwendig. Ein typischer Einsatz für Ölabscheider sind die Abwässer mechanischer Werkstätten (Wartung, Instandhaltung). Diese sind z.B. durch (Alt)öl oder bei der Zerspanung eingesetzte Emulsionen verunreinigt. Auch in der Papierverarbeitung, insbesondere in der Tissuepapierkonfektionierung, können Kühlwässer mit Öl verunreinigt sein. Eine Vorreinigung kann mit einem Ölabscheider vor einer Wiederverwendung oder Ableitung in die —• Abwasserreinigungsanlage erfolgen. DE

Öldrucklack (oil varnish) —• Lackieren

Öle (oils) Öle sind ein wichtiger Bestandteil von pastösen —• Druckfarben für den —> Offset- und —> Buchdruck. Sie dienen als —• Lösemittel

372 für —• Harze zur Herstellung von —• Firnissen für pastose Druckfarben. Es wird hauptsächlich zwischen vegetabilen (pflanzlichen) Ölen und —• Mineralölen unterschieden. Tierische Öle, wie Fischöle, sind wegen ihres meist starken Geruchs von untergeordneter Bedeutung fur die Druckfarbenherstellung. Öle der erstgenannten Gruppe, wie —• Leinöl, —•Holzöl, Rizinusöl, Sojaöl und Safloröl, stellen Ester des Glycerins mit verschiedenen langkettigen Fettsäuren dar. Enthalten diese —•Fettsäuren, wie Linolsäure, Linolensäure und Elaestearinsäure, eine oder mehrere ungesättigte Bindungen, so gehen die entsprechenden Öle eine vernetzende —• Polymerisation unter Beteiligung des Luftsauerstoffs ein. Sie werden daher trocknende oder halbtrocknende Öle genannt und dienen als funktioneller Bestandteil der konventionellen, oxidativ trocknenden —• Offset- und Buchdruckfarben. Sojaöl, ein vegetabiles, halbtrocknendes Öl, wird vor allem in den USA anstelle des Mineralöls für Zeitungsoffsetdruckfarben eingesetzt. —• Rizinusöl, ein nichttrocknendes Öl, dient vielfach für Schreibmaschinenfarbbänder, aber auch als —•Weichmacher in Druckfarben. Zur Herstellung von Firnissen von pastösen Druckfarben für den Offset- und Buchdruck werden zur Lösung der Harze (—•Kompositionsfirnis) neben vegetabilen Ölen auch Mineralöle eingesetzt. Sie stellen paraffinische, naphtenische und aromatische Kohlenwasserstoffe dar, die durch Crackprozesse und fraktionierte Destillation des Erdöls gewonnen werden, wobei man verschiedene Siedebereiche unterscheidet, z.B. Spindelöle (240 bis 360° C) und Engschnittöle (270 bis 340° C). Mineralöle mit niedrigem Siedebereich von 240 bis 280° C kommen in Heatsetdruckfarben zur Anwendung und lassen sich durch Heißluft aus dem gedruckten Farbfilm verflüchtigen. Neuerdings werden für diesen Zweck auch Fettsäuremonoalkylester pflanzlichen Ursprungs herangezogen, die eine ausreichende Flüchtigkeit besitzen (z.B. Dodecylacetat). Zur Herstellung der Firnisse für Bogenoffsetdruckfarben werden neben den vegetabilen Ölen Mineralöle höher siedender Bereiche (> 280° C) eingesetzt, die

beim Kontakt der Druckfarbe mit dem Papier schnell wegschlagen und dadurch eine Vorverfestigung des gedruckten Farbfilms und das Stapeln ohne die Gefahr des —• Abliegens ermöglichen. RO

Olfaktometrie (olfactometry) Die Olfaktometrie ist eine Methode zur Beurteilung von Gerüchen im Rahmen einer Emissionsüberwachung (—• Geruchsimmissions-Richtlinie). Mehrere Probanden (Testriecher) werden dabei einer Sinnesprüfung (Geruchssinn) unterzogen. Mithilfe einer Mischapparatur (Olfaktometer) wird eine Luftprobe stufenweise so weit verdünnt, bis die Probanden keinen Geruch mehr wahrnehmen. Die hierzu notwendige Verdünnung zur Erreichung der Geruchsschwelle wird als Zahlenwert in —> Geruchseinheiten bzw. als Geruchszahl angegeben und gilt als Maß fur den Grad der Geruchsintensität. MO

Ölpapier (oil paper , oiled paper) Holzfreies Papier, dessen dauerhafte Transparenz durch Tränken mit trocknenden Ölen erreicht wird (DIN 6730). Ölpapiere werden oft auch als Paraffinpapiere bezeichnet. Sie sind meist orangefarben, einseitig glatt oder satiniert ( - • Satinage). Ölpapiere sind Verpackungs- oder Isoliermaterialien aus sehr festen Zellstoffen, z.T. unter Zusatz geringer Mengen an Holzstoff, die auf besonderen Maschinen mit erwärmten Ölen ( - • Leinöl, Mohnöl, Firnis) unter Sauerstoffzufuhr zur Beschleunigung des Oxidationsprozesses imprägniert werden. Sie erhalten dadurch wasserdichte, wasserdampfdichte und wasserabweisende Eigenschaften, die z.B. für Überseeverpackungen von Maschinen und Maschinenteilen erwünscht sind. Die flächenbezogene Masse der Ölpapiere beträgt ca. 90 bis 150 g/m 2 . RH

373 Ölpenetrationstest (oilpenetration test) Mithilfe des Ölpenetrationstests wird der Penetrationswiderstand (—• Penetration) bzw. die Absorptionsfähigkeit (—• Absorption) von Papier, Karton und Pappe gegen Öl beurteilt. Allgemein wird der Ölabsorptionstest nach Cobb-Unger (SCAN-P 37:77) durchgeführt. Danach ist die Ölabsorption die auf eine Flächeneinheit bezogene Masse —•Rizinusöl, die einseitig von Papier, Karton oder Pappe unter festgelegten Bedingungen aufgenommen wird, wobei das Öl nicht bis zur anderen Probenseite durchgedrungen sein darf. Die an das —• Normalklima von 23° C und 50 % —• relativer Luftfeuchtigkeit angeglichene Probe wird mithilfe des Deckels in einen zylindrischen Behälter eingespannt, in dem sich 250 ml Rizinusöl bestimmter Spezifikation bei 23° C befinden. Durch Schwenken des Behälters um 180° wird die Probe einseitig, wahlweise mit der —> Oberseite oder mit der Unterseite, für eine bestimmte Zeitdauer (6, 10 oder 30 s) dem Einfluss einer Rizinusölsäule von 25 mm Höhe ausgesetzt und danach von anhaftendem Öl durch Abwischen befreit. Die Prüfdauer (Zeit der Einwirkung der Ölsäule) wird als Index vermerkt. Üblicherweise wird CUio gemessen. Falls das Öl dabei die Probe durchdringt, wie es z.B. bei —» Zeitungsdruckpapier von weniger als 50 g/m 2 flächenbezogener Masse möglich ist, muss CUö bestimmt werden. An Proben mit geringem Ölabsorptionsvermögen wird CU30 ermittelt. Die Penetrationsfläche ist 100 cm 2 . Die Massezunahme infolge der Ölabsorption wird durch Wägen bestimmt, auf 1 m 2 umgerechnet und als Ölabsorption nach Cobb-Unger in [g/m 2 ] ausgedrückt. Literatur: Franke, W. (Hrsg.): Prüfung von Papier, Pappe, Zellstoff und Holzstoff. Berlin, Heidelberg: Springer Verlag, 1993; Bd. 3, Töppel, O.: Physikalisch-technologische Prüfung der Papierfaserstoffe. BR

On-line Satinage (on-line calendering) Die —• Satinage ist ein thermo-mechanischer Materialumformungsprozess zwecks Erhöhung von —> Glätte und —> Glanz an Papieroberflächen. Seit den 60er Jahren wurde versucht, einfachere Papiersorten (z.B. einseitig glatte -•Tapeten- und —>Etikettenpapiere) in der Papiermaschine zu satinieren, indem man die Mittelwalzen von —»Maschinenglättwerken mit elastischen Bezügen versah. Der elastische Walzenspalt benötigt aber für ausreichende Pressdrücke wegen der Spaltverbreiterung unter Druck viel höhere —• Linienkräfte als das Glättwerk. So blieben die Effekte mäßig, zumal die verwendeten Bezüge den thermischen und mechanischen Beanspruchungen noch nicht standhielten. Erst mit standfesten und temperaturresistenten Walzenbezügen konnte man —• Kalander für die on-line Satinage erfolgreich in die Papiermaschine integrieren und die mit der Vermeidung des personalintensiven, separaten Arbeitsgangs verbundenen wirtschaftlichen Vorteile nutzen. Viele Papiersorten, wie tiefdruckfähiges —> Zeitungsdruckpapier und mfc-Papier (engl.: machine finished coated), werden heute vorwiegend mit —> Softkalandern online satiniert, weil die schonende und gleichmäßige on-line Satinage bessere Druckeigenschaften und Verarbeitungsqualitäten ergibt als Glättwerke. Die on-line-Satinage mit Kalandern nach dem —• Janus Concept genügt bei allen mit Papier- oder Streichmaschinen gefahrenen Geschwindigkeiten (1 500 bis 1 800 m/min) hohen Ansprüchen an die Qualität der Satinage. Die erreichten Effekte bezüglich —> Bedruckbarkeit und Laufeigenschaften stehen denen des —• Superkalanders nicht nach oder übertreffen diese sogar bei einigen —* gestrichenen Papieren. SZ

On-line Streichmaschine (on-line coater) Eine on-line Streichmaschine ist eine in einer Papiermaschine oder Kartonmaschine angeordnete —> Streichmaschine. Sie besteht aus

374 einem oder mehreren, oft unterschiedlichen —• Streichaggregaten und den entsprechenden - • Trocknern für Streichmaschinen. KT

Opakes Zeichenpapier (opaque tracing paper) Ausschließlich aus gebleichtem —• Zellstoff und/oder —> Baumwolle (Linters) hergestellte Sorten, die hauptsächlich zur Erstellung von künstlerischen Zeichnungen und Bildern verwendet werden. Opake Zeichenpapiere besitzen charakteristische Eigenschaften, wie Vollleimung in der Masse (—> Leimung), evtl. als Kombination von —• Masse- und —• Oberflächenleimung mithilfe einer —• Leimpresse oder —• Filmpresse in der Papiermaschine (auch an radierten Stellen muss das Papier noch voll geleimt sein), hohe —• Opazität, hohe Radierfestigkeit und eine hohe mechanische Festigkeit. Die Oberfläche kann glatt, matt oder geprägt (—• Prägen) strukturiert sein. Aufgrund dieser besonderen Merkmale sind opake Zeichenpapiere besonders geeignet für die Anwendung von z.B. Bleistift, Tusche, Wasser- und Ölfarben sowie der modernen Air-brush-Technik (Aufsprühen von wässrigen Farben mit kleinen Spritzpistolen). Für derartige Kunstobjekte spielt die Alterungsbeständigkeit (—• Alterung) eine überragende Rolle. Für das Papier heißt dies, dass es neutral hergestellt (—• neutrale Fahrweise) und frei von sauren Bestandteilen, wie z.B. —• Harzsäuren oder Alaun (—• Aluminiumsulfat), sein muss. Außerdem sollte es mindestens 3 % Carbonai (z.B. —• Calciumcarbonat) als Puffer beinhalten (—• Frankfurter Forderung). PA

Opazität (opacity) Unter Opazität versteht man die Lichtundurchlässigkeit eines Papiers. Die Opazität spielt insbesondere bei —• Schreib- und —• Druckpapieren eine große Rolle. Der Aufdruck oder die Schriftzeichen auf der Rückseite eines Papierblatts sollen nicht durchscheinen und somit den —• Druck oder die Schrift auf der Vorderseite störend beeinflus-

sen. Da die Opazität mit sinkender —• flächenbezogener Masse abnimmt, ist es bei leichtgewichtigen Papieren schwieriger als bei Papieren mit höherer flächenbezogener Masse, eine ausreichende Opazität zu erzielen. Durch die Auswahl entsprechender —» Faserstoffe und —• Füllstoffe, durch —•Färben, technologische Maßnahmen oder durch —• Streichen kann das Opazitätsniveau angehoben werden. Zur objektiven und quantitativen Bewertung der Opazität Ο nach D I N 53146 bildet man das Verhältnis des Reflexionsfaktors Ro zum Reflexionsfaktor R«, (—• Reflexionsfaktor) und multipliziert das Ergebnis mit 100. Demnach gilt:

Ο = — 1 0 0 [%]

mit Ro: Reflexionsfaktor eines Probeblatts über einer vollkommen schwarzen Unterlage (Hohlkörper) in [%] Ro«: Reflexionsfaktor des gleichen Probeblatts über einem Stapel von Blättern des gleichen Papiers, der dick genug ist, um kein Licht hindurchtreten zu lassen, in [%] Ebenso wie der Reflexionsfaktor ist die Opazität wellenlängenabhängig. D I N 53146 schreibt deshalb vor, Ro und R« als YReflexionsfaktoren (Y-Farbmessfilter) bei der - • Normlichtart D65 für den 2°- oder 10°—• Normalbeobachter oder bei der Normlichtart C für den 2°-Normalbeobachter zu bestimmen. Für einige Druck- und Datenverarbeitungspapiere sind Mindest-Opazitäten von 90 % vorgeschrieben, wobei dieser Wert in Abhängigkeit von der flächenbezogenen Masse dieser Papiere auch abgestuft wird. So empfiehlt das internationale ZeitungsdruckpapierKomitee der —•IFRA, Darmstadt, dass die Opazität von 52 g/m 2 schwerem Zeitungsdruckpapier 94 % betragen soll, während bei 45 g/m 2 lediglich 92 % als Mindestwert einzuhalten sind.

375 Die internationale Prüfmethode für die Opazität nach ISO 2471 oder nach der TAPPI-Methode Τ 519 om-91 (-> Druckopazität) sind mit der D I N 53146 weitestgehend identisch. Gemäß TAPPI-Methode Τ 425 om-86 ist die Probe mit Normlichtart A diffus zu beleuchten und das unter 15° von der Normalen zur Probenebene reflektierte Licht zu messen. Alternativ ist es auch möglich, die Probe unter 15° zur Probennormale zu beleuchten und das diffus reflektierte Licht zu messen. Im Gegensatz zu den obigen Prüfmethoden verwendet man kleinere Messflächen und anstelle des Papierstapels als Probenunterlage einen Weißstandard mit einer Reflexion von 0,89 (Ro,89) bzw. 89 %. Diese Opazität Co,89, manchmal auch als KontrastVerhältnis (contrast ratio) bezeichnet, ergibt sich aus dem Verhältnis von Ro zu Ro,89 und wird ebenfalls in Prozent angegeben:

Co.89 = " Γ

Μ 0 0

[%]

0,89

Opazität Ο und —• Transparenz Τ sind komplementäre Größen. Als Faustformel gilt: Opake Papiere: Transparente Papiere:

Τ 2 + Ο « 100 % Τ + 0 « 100 % PR

Optische Aufheller (optical brighteners) Optische Aufheller sind chemische Substanzen, die über chemisch-physikalische Wechselwirkungen die optischen Eigenschaften von Papier beeinflussen. Sie absorbieren —> UV-Licht im Wellenlängenbereich von 300 bis 400 nm und strahlen die aufgenommene Energie im blauen Bereich des sichtbaren —> Lichts (400 bis 450 nm) ab. Dies führt zu einer Verschiebung des Gelbstichs von —• Fasern und —» Füllstoffen in den blauen Weißbereich und letztlich zu einer Steigerung des —• spektralen Reflexionsfaktors. Wegen ihrer Echtheitseigenschaften sind in der Papierindustrie die Derivate der Diaminostilbendisulfonsäure die am besten geeigneten optischen Aufheller.

Die verschiedenen Aufheller-Typen unterscheiden sich nur in der Zahl der Sulfosäuregruppen (-NaS0 3 ) in den Seitengruppen. Differenziert wird zwischen hochsubstantiven Typen, die keine Sulfosäuregruppen in den Seitengruppen haben, mittelsubstantiven Typen mit 2 Sulfosäurengruppen in den Seitengruppen und niedrigsubstantiven Typen mit 4 Sulfosäuregruppen in den Seitengruppen. Mit 80 % haben die mittelsubstantiven Typen den größten Marktanteil in der Papierindustrie. Optische Aufheller werden fast ausschließlich als flüssige Formulierungen eingesetzt, die zusätzlich noch Trägersubstanzen enthalten. Der Wirkstoffgehalt (—• Wirkstoff) dieser Formulierungen liegt zwischen 20 und 30 %. Optische Aufheller können in der Masse, zur Oberflächenapplikation in —>Filmund —• Leimpressen oder in —> Streichfarben eingesetzt werden. Die auf Handelsware bezogenen Einsatzmengen liegen üblicherweise bei der Masseanwendung bei etwa 1 %, bei der Oberflächenapplikation und im Strich bei 1,5 %, wobei in speziellen Fällen auch höhere Mengen zugegeben werden. Seit Beginn der Verwendung von optischen Aufhellern, hauptsächlich in Waschmitteln, bei der Textilveredelung und bei der Papiererzeugung, werden Bedenken wegen möglicher Gesundheitsgefährdungen geäußert. Neben einer Hautunverträglichkeit bei der Einwirkung optischer Aufheller, verbunden mit der Auslösung allergischer Reaktionen (—•Allergene), wurden eine mögliche Verzögerung der Blutgerinnung und eine Hemmung der Wundheilung in Betracht gezogen. Vermutet wurde auch eine erbgutschädigende und krebserzeugende Wirksamkeit. Neuere Forschungsarbeiten widerlegen diese früher geäußerten Verdachtsmomente. Nach derzeitigem Kenntnisstand sind optische Aufheller aus allergologischer und toxikologischer Sicht als unbedenklich einzustufen. Das Bundesinstitut für gesundheitlichen Verbraucherschutz und Veterinärmedizin (BgVV) erlaubt als Nachfolgeinstitution des Bundesgesundheitsamts (BGA) daher auch die Verwendung von optischen Aufhellern in Papieren für den Lebensmittelkontakt und in —> Hygienepapie-

376 ren. Voraussetzung ist jedoch, dass kein —• Ausbluten dieser Stoffe stattfindet. Optische Aufheller als Bestandteil von Papieren oder Papierfabriksabwässern sind biologisch nicht abbaubar (—> biologische Abbaubarkeit). Allerdings werden sie durch fotolytischen Abbau unter Wirkung des UVAnteils von Licht zersetzt. Literatur: Roick, Th.; Köcher, M.: Aufheller am Beispiel Feinpapier. Das Papier 51 (1997), Nr. 6A, V I 14 - V I 17

Im —> Druck dient die Dichtemessung bei vollflächigem Druck der Kontrolle der Farbschichtdicke. Beim Rasterdruck wie auch bei Farbauszugsfilmen wird die Dichtemessung zur Ermittlung der —• Flächendeckung herangezogen. Häufig ist in —• Densitometern moderner Bauart die Bestimmung des Flächendeckungsgrads auf Basis der Murray-DaviesGleichung implementiert. Der Flächendeckungsgrad cpR errechnet sich danach zu: _ 1Q- Pp - 1 0 " D r Φ κ

Klaschka, F.: Zur Diskussion toxikologischer Eigenschaften von optischen Aufhellern. Dermatosen 42 (1994), Nr. 2, 66 - 70 HA

Optische Dichte (optical density) Die optische Dichte D ergibt sich aus dem negativen dekadischen Logarithmus des Remissionskoeffizienten β oder des Transmissionskoeffizienten τ. D = -log β bzw. D = -log τ Der Remissionskoeffizient β ist definiert als Verhältnis des von der Probe zurückgestrahlten Lichtstroms Φ Ρ zu dem von einem weißen Vergleichsstandard zurückgestrahlten Lichtstrom O w bei einer Beleuchtung von 45° und Messung von 0° zur Flächennormalen.

Der Transmissionskoeffizient τ ist definiert als Verhältnis des Lichtstroms Φ Ρ nach Passieren einer transparenten Probe zum Lichtstrom Φ 0 vor der Probe:

" 10"dP - 1 0 ' D v

Dp kennzeichnet die Dichte des Bedruckstoffs, Dr die Dichte des Rastertons und D v die Dichte des Volltonfelds (-+ Vollton). Der Wert ist im Druck nicht gleichbedeutend mit der tatsächlich bedruckten Fläche, die im Allgemeinen kleiner ist. Er kennzeichnet die „optisch" bzw. „visuell" wirksame Flächendeckung, die durch den —> Lichtfang höher ist als die tatsächliche Flächendeckung. Die Gleichung nach Yule-Nielsen erlaubt über einen Lichtfangfaktor η eine Beschreibung des Bedruckstoffs hinsichtlich seines Lichtfangs und damit eine genauere Bestimmung des optisch wirksamen Flächendeckungsgrads (Pr: -Dp -dr _ 10 n -10 n 9r ~ -Dp -Dy

10

n

-10

n

Für den Faktor η sind in der Literatur, abhängig vom —• Bedruckstoff, Werte von 1,4 bis 2,7 genannt. Die optische Dichte wird sowohl für schwarze als auch bunte —> Druckfarben gemessen. Die Remission und die Transmission sind von der Wellenlänge abhängige Größen. Deshalb sind für die Druckfarben —• Cyan, —> Magenta und Gelb jeweils zugeordnete Filter im Messgerät notwendig. In den Wellenlängenbereichen, in denen die entsprechende Farbe stark absorbiert, müssen die Filter schmalbandig eine hohe Transmission aufweisen. Für Schwarz findet ein Filter An-

377 wendung, das im Ergebnis eine Bewertung der Remission/Transmission mit der Charakteristik der Heilempfindlichkeitskurve des CIE—> Normalbeobachters zur Folge hat. UR

Optische Eigenschaften (optical properties) Die optischen Eigenschaften der Stoffe bedingen deren Einfluss auf die Wechselwirkungen mit —• Licht, womit im Wesentlichen der sichtbare Teil des elektromagnetischen Strahlungsspektrums im Bereich von 380 bis 780 nm bezeichnet wird. Die Theorie zur Beschreibung dieser Wechselwirkungen basiert auf wellen- und korpuskulartheoretischen Modellen. Die wichtigsten makroskopischen Erscheinungsformen sind: •

•

•

—> Glanz: Hauptsächlich verursacht durch die reguläre —•Reflexion (Spiegelreflexion), die durch die Beer'sehen Gleichungen für das Reflexionsvermögen optisch schwach absorbierender (z.B. Papier) oder stark absorbierender (z.B. Metall) Stoffe beschrieben wird. Sehr glatte metallische Oberfachen besitzen das höchste Reflexionsvermögen. Dies ist der Grund für die Verwendung als Rückseitenbeschichtung von Spiegeln. Brechung: Richtungsänderung des Lichts an der Grenzfläche zweier Medien unterschiedlicher Brechzahl, beschrieben durch das Snellius'sche Brechungsgesetz, das die beiden Lichtrichtungen mit den Lichtgeschwindigkeiten in den beiden Medien verknüpft. Streuung: Richtungsänderung des Lichts aufgrund von Wechselwirkungen mit sehr kleinen Teilchen bis zur Größe von Elektronen. Die Streuung ist wellenlängenabhängig. Je nachdem, ob eine Phasen· und Frequenzänderung mit der Streuung verknüpft ist oder nicht, spricht man von inkohärenter oder kohärenter Streuung (z.B. ist die wellenlängenabhängige kohärente Streuung der Sonnenstrahlung in der Atmosphäre die Ursache des blauen Himmelslichts).

•

•

•

•

•

•

Absorption: Wellenlängenabhängige Aufnahme von Lichtenergie und Umsetzung in andere Energieformen. Farbe: Die Farbe von Nicht-Selbstleuchtern (z.B. Papier) wird durch deren —• spektrale Reflexionsfaktoren beschrieben. Diese sind von —> Lichtstreuung und —• Lichtabsorption abhängig—> Opazität, —•Transparenz: Größen zur Beschreibung der Lichtundurchlässigkeit bzw. Lichtdurchlässigkeit. Beide Größen werden durch Lichtstreuung und Lichtabsorption bestimmt (z.B. wird bei der —• Satinage das Lichtstreuvermögen des Papiers gemindert, was zu einer Opazitätsminderung, im Extremfall zur sog. —• Schwarzsatinage und letztlich zu hoher Transparenz führen kann). Polarisation: Im Wellenmodell des Lichts die Beschreibung der Schwingungsrichtung des Lichtvektors. Bei der Lichtbrechung und regulären Lichtreflexion ändert sich die Polarisation. Lumineszenz: Lichtemission gewisser Stoffe (Luminophore), wobei die Anregung nicht thermisch bedingt ist (—> Fluoreszenz). Fotoeffekt: Auch lichtelektrischer Effekt genannt, ist die Übertragung der Lichtenergie auf Elektronen (z.B. Ionisation). Grundlage für die Funktion der in der —• Fotometrie verwendeten Fotozellen und Halbleiterdetektoren. ΚE

Optische Zustandsebene (plane of optical status) Multipliziert man den —> dichtebezogenen Lichtstreukoeffizienten S und den —• dichtebezogenen Lichtabsorptionskoeffizienten Κ mit der —> flächenbezogenen Masse m A eines Papierblatts, so erhält man die dimensionslosen Parameter Lichtstreuvermögen (S · m A ) und Lichtabsorptionsvermögen (K · m A ) . Ein hiervon aufgespanntes Koordinatensystem (Ordinate: S · m A , Abszisse: Κ · m A ) wird als optische Zustandsebene bezeichnet und zeigt die Abhängigkeiten zwischen S, K, —• Opazi-

378 tät und —• Reflexionsfaktor R« (als YReflexionsfaktor) auf. Wie aus einem Ausschnitt aus der optischen Zustandsebene in der folgenden Abbildung hervorgeht, laufen durch den Koordinatenursprung Isogeraden des flächengewichtsunabhängigen Eigenreflexionsfaktors R« , der lediglich von dem Verhältnis K/S bzw. Κ · m A / S · m A abhängt. Aufgrund eines komplexeren Zusammenhangs haben die Linien gleicher Opazität - dargestellt zwischen 80 und 99 % - einen hyperbelähnlichen Verlauf. Die Auswirkungen technologischer Prozesse bei der Zellstoffbleiche und Papierherstellung auf die —• optischen Eigenschaften können in dieser optischen Zustandsebene leicht überblickt werden. Dazu einige Beispiele: 1) Wenn man, vom Zustandspunkt 1 ausgehend, bei gleicher flächenbezogener Masse allein den dichtebezogenen Lichtabsorptionskoeffizienten Κ z.B. durch Zugabe von Nuancierfarbstoff (—> Nuancieren) bei der Papierherstellung erhöht, so gelangt man zum Zustandspunkt 3. Eine höhere Opazität wird also auf Kosten sinkender Reflexion R« (—• Helligkeit) gewonnen.

2). Ein solcher Prozess spielt sich bei der —> Bleiche von z.B. —> Zellstoff ab, wobei allerdings noch eine leichte Zunahme von S beobachtet wird (Bleiche 4 nach 5). 3) Eine Teilsubstitution des Faserstoffs in einem durch den Zustandspunkt 6 charakterisierten Papier durch helleren —• Füllstoff mit höherer spez. Oberfläche und höherem Brechungsindex führt zu einer Anhebung des Lichtstreuvermögens und zu einer Abnahme des Lichtabsorptionsvermögens. Das Papier weist nach dieser Füllstoffzugabe bei gleichbleibendem m A eine höhere Opazität und eine größere Helligkeit auf (Zustandspunkt 7), die allerdings über eine —> Satinage teilweise wieder rückgängig gemacht wird (Satinage: 8 nach 9). Diese Beispiele setzten voraus, dass die flächenbezogene Masse konstant blieb. Proportional zu m A steigen Lichtstreu- und Lichtabsorptionsvermögen an (Zustandspunkt 10 nach 11). Dadurch erhöht sich die Opazität, während R« konstant bleibt. PR

Optischer Abtaster (scanner) Gerät, das ein zu untersuchendes Objekt 2) Gelingt es umgekehrt, allein Κ zu reduziepunkt- und zellenförmig berührungslos abtaren, so steigt Reo, während nun die Opazität stet und die ermittelten Daten digital aufabnimmt (Zustandspunkt wandert von 1 nach zeichnet und weiterverarbeiRef l e xt o nsf a kt o r R Q Q , % ^ s-m tet, wie z.B. ein fotoelektriA 12 80 90 \ scher Scanner bei Bildschirmgeräten als Eingabege10 1 - / rät einer DV-Anlage (z.B. als α V > —• Barcodeleser). 2 3 X / 1k . In der Reprotechnik haben \ 1\ / sich Farbscanner etabliert, mit deren Hilfe Farbauszüge nL/10 von mehrfarbigen Vorlagen V (z.B. Foto, Diapositiv) herge__ 50 stellt werden können. 90 80 85 Scanner finden in der Pa0,40 0,60 pierindustrie neben den er0,20 KmA wähnten Einsatzgebieten, wie Die optische Zustandsebene mit Beispielen für optische Zustandsän- Barcodeleser, vor allem als derungen: Nuancierfarbstoffzugabe Fa (1—>3); Bleiche B1 ( l - » 2 und optische Abtaster sowohl off4->5); Füllstoffzugabe Fü (6—>7); Satinage Sa (8—>9); höhere flä- line (z.B. Dot Counter) zur chenbezogene Masse Ma ( 1 0 — 1 ) Schmutzpunktsmessung als

AJ/

±

&

379 auch on-line (z.B. mittels Zeilenkamera sowie Ulman- —» Lochdetektor) zur Formationsmessung (—• Formation) bzw. Registrierung von Löchern und —• Schmutzpunkten in der Papierbahn Anwendung. TI

Opto-elektronisches Kontrollsystem (opto-electronical control system) Das opto-elektronische Kontrollsystem ist eine Einrichtung zur on-line Qualitätskontrolle der Papierbahn am —• Sortierquerschneider zur Erzeugung von Formatpapier. Je nach Bedarf wird entweder einseitig oder beidseitig im Auflicht und/oder Durchlicht die —• Reflexion bzw. Transmission des Lichts über die gesamte —• Bahnbreite erfasst. Jede Veränderung des optischen Signals z.B. durch Fehler der Papierbahn, wie Flecken, Falten oder Löcher, bewirkt im opto-elektronischen Wandler eine Änderung der Stromspannung, die als Fehler registriert wird und zum —• Ausschleusen des fehlerhaften Bogens in die Sortierschleuse für —•Ausschussbogen führt. NE

Ordner (file folder) Behälter aus Pappe oder Kunststoff mit vorgegebenem festem Rücken und einer Hebelmechanik zur Aufnahme von z.B. Schriftstücken (Schriftgut), Heftstreifen (—•Briefordner). ΜΖ

Organohalogenverbindungen (organohalogene compounds) Organohalogenverbindungen sind KohlenwasserstoffVerbindungen, bei denen ein oder mehrere Wasserstoffatome durch Halogenatome (z.B. Chloratome, —• Chlor) substituiert sind ( —• halogenierte Kohlenwasserstoffe). MO

Organosolv-Verfahren (organosolv pulping) Zu den Organosolv-Verfahren zählen diejenigen —• Aufschlussverfahren zur Zellstoff-

erzeugung, bei denen organische —> Lösungsmittel, meist im Gemisch mit Wasser, als Aufschlusschemikalien eingesetzt werden. Im Labormaßstab wurde u.a. die Eignung der Lösungsmittel —• Methanol, —• Ethanol, Ethylenglykol, Propandiol, Tetrahydrofurfiirylalkolhol, Phenol, Kresol, Dimethylsulfoxid und Dioxan, teilweise in Kombination und unter Anwendung von Katalysatoren, untersucht. Aus diesen vielfältigen Aufschlussversuchen erreichten 2 Organosolv-Verfahren Anwendungsreife: • •

das Alcell-Verfahren das Organocell-Verfahren.

1) Das in Kanada entwickelte AlcellVerfahren verwendet zum Holzaufschluss 50 %iges Ethanol. Das Verfahren ist jedoch nur auf leicht aufschließbare —• Laubhölzer wie —• Pappeln anwendbar. Seit 1989 betreibt die Repap Enterprises Inc. in Newcastle, New Brunswick (Kanada), eine Pilotanlage mit einer Produktionskapazität von 15 t/d. 2) Beim Organocell-Verfahren werden zum Aufschluss von —• Nadelhölzern —•Natronlauge, Anthrachinon und Methanol eingesetzt. Der auf Holz bezogene Methanoleinsatz liegt zwischen 30 und 50 %. Methanol nimmt zwar nicht an der chemischen Reaktion des Holzaufschlusses teil, verbessert jedoch die Penetration der Natronlauge und löst im Holz enthaltene Extraktstoffe (—* Harze, —• Fette). Die —• Chemikalienrückgewinnung des Organocell-Verfahrens besteht im Wesentlichen aus Methanolrückgewinnung, Schwarzlaugeneindampfung, Schwarzlaugenverbrennung, —• Kaustizieranlage und Kalkregenerierung. Sie unterscheidet sich, abgesehen von der Methanolrückgewinnung mittels Rektifikation, nicht von der Chemikalienrückgewinnung beim Sulfatverfahren ( - • Sulfatzellstoff). 1992 ging in Kelheim/Donau eine Organocell-Anlage mit einer max. Tagesproduktion von 380 t in Betrieb. Das Upscaling vom Pilot- in den Produktionsmaßstab bereitete jedoch erhebliche Probleme. Aufgrund wirtschaftlicher Schwierigkeiten wurde Ende 1993 die Produktion stillgelegt.

380 Literatur: Umweltverträgliche Holzaufschlußverfahren. Schriftenreihe „Nachwachsende Rohstoffe", Bd. 8, Münster: Landwirtschaftsverlag GmbH, 1997 HA

Originalgestrichenes Kunstdruckpapier (real art paper) Es handelt sich um ein —> Kunstdruckpapier, dessen Zusatz „originalgestrichen" in den 50er Jahren entstanden ist. Nachdem bis zu dieser Zeit —»gestrichene Papiere nur als Kunstdruckpapiere auf dem Markt waren, wurden die preisgünstiger herzustellenden —• maschinengestrichenen Papiere (—> Maschinenstreichen) eingeführt. Um sich von diesen abzusetzen, wurde der Begriff „originalgestrichen" eingeführt. Aus dieser Zeit stammt auch der Begriff —•Chromopapier für ein —• einseitig gestrichenes Papier. PA

Orthotropie (orthotropy) Der Begriff Orthotropie kommt aus dem Griechischen (griech.: tropé = (Hin)wendung) und charakterisiert in der Werkstoffkunde das Materialverhalten eines Körpers. Generell lassen sich Werkstoffe hinsichtlich der Orientierung ihrer Eigenschaften durch die beiden Begriffe —• Isotropie und —> Anisotropie beschreiben. Während Isotropie bedeutet, dass die Werkstoffeigenschaften richtungsunabhängig sind, besagt Anisotropie, dass die Eigenschaften eines Materials richtungsabhängig sind. Bei der Orthotropie handelt es sich um einen Sonderfall der Anisotropie. Orthotropes Materialverhalten wird deswegen auch als orthogonal anisotrop bezeichnet. Ein anisotropes Material verhält sich in verschiedenen Raumrichtungen physikalisch unterschiedlich. Die Richtungsabhängigkeit eines orthotropen Materials ist dagegen auf 3 senkrecht aufeinander stehende Vorzugsrichtungen beschränkt. Die 3 senkrecht aufeinander stehenden Vorzugsrichtungen des Materialverhaltens sind bei Papier die —> Längsrichtung, die —• Quer-

richtung und die Dickenrichtung (—> z-Richtung). Die Orthotropie beschränkt sich bei Papier jedoch auf industriell hergestelltes Papier. Die Orthotropie bei Industriepapieren wird durch den Blattbildungsvorgang auf der Papiermaschine verursacht, bei dem die Fasern vorzugsweise in Maschinenlaufrichtung, also in Richtung der gebildeten Papierbahn, ausgerichtet werden. Laborblätter (—> Laborblatt) zeigen im Gegensatz zu Industriepapier in der Blattebene ein isotropes Materialverhalten. WS

Oszillierender Schaber (oscillating doctor) —• Schaber dienen der Reinigung von —• Trockenzylindern und Walzen (z.B. Oberwalzen von —• Nasspressen) in Papiermaschinen. Je nach Materialpaarung (Schaberklinge gegen Walze bzw. Trockenzylinder) ist das Klingenmaterial auszuwählen. Bei stationären Schabern kommt es zum Einlaufen von Zylinder und/oder Schaberklinge mit Riefen auf der Zylinderoberfläche. Abhilfe bringt die Oszillierung des Schaberbalkens mit seiner eingebauten Klinge. Schaberbeweger sind mechanische Exzenter mit Motorantrieb, pneumatisch oder ölhydraulisch bewegte Kolben mit entsprechender Steuerung. Heute sind hydraulische wie elektrische Antriebe (sog. Linearantriebe) im Einsatz, die für eine stetige Bewegung des Schaberbalkens in Bezug auf den rotierenden Zylinder auch im Umkehrpunkt der Schaberbewegungsrichtung sorgen. KL

Otro (oven dry, o.d bone-dry, b.d.) —• Ofentrocken

OX (OX, organic halogens) OX ist die in Deutschland übliche Abkürzung für den Gehalt an organisch gebundenen Halogenen (das X steht für Halogen) in Faserstoffen, Papieren und Papierprodukten. Im Unterschied zum Summenparameter

381 —>AOX, der den Gehalt an adsorbierbaren organischen Halogenverbindungen (—> Organohalogenverbindungen) in Wasser und —> Abwasser angibt, kennzeichnet der OXGehalt den Gesamtgehalt dieser Verbindungen in Feststoffen. Die Bestimmung des OX-Gehalts erfolgt nach einem von der Papiertechnischen Stiftung (—> PTS), München, entwickelten Analysenverfahren (PTS-Methode RH 12/90), das sich eng an das Verfahren zur Bestimmung von adsorbierten organischen Halogenverbindungen in —> Schlämmen und Sedimenten (DIN 38414-18) anlehnt. Bei dieser Methode werden Faserstoffe, Papiere oder Papierprodukte in einer Kugelmühle zerrieben. Mit einer salpetersauren Nitratwaschlösung werden anorganische Halogenverbindungen verdrängt. Die gewaschene Masse wird zusammen mit —» Aktivkohle im Sauerstoffstrom verbrannt. Dabei werden organische Halogenverbindungen in Halogenwasserstoffe umgesetzt. Der Massenanteil der Halogenwasserstoffe wird mittels Coulometrie oder anderer Detektionsverfahren bestimmt und umgerechnet in Chlorid als mg Chlorid/kg Faserstoff bzw. Papier angegeben. Die Nachweisgrenze des Verfahrens liegt bei 30 mg/kg Trockensubstanz. Für den Eintrag organischer Halogenverbindungen in den Papierkreislauf sind hauptsächlich folgende Quellen verantwortlich: • • • •

—• Zellstoffbleiche mit —• Chlor- und —• Chlorchemikalien AOX-haltige —• Nassfestmittel auf Epichlorhydrin-Basis weitere chemische —• Hilfsstoffe zur Papierherstellung und Papierverarbeitung Farbpigmente in —> Druckfarben.

Der aus der Zellstoffbleiche mit Chlor und Chlorverbindungen resultierende OX-Eintrag hat sich in den letzten Jahren deutlich verringert und wird auch in Zukunft weiter abnehmen, da bei der Papierherstellung zunehmend ECF- und TCF-Zellstoffe Verwendung finden. Unter den Hilfsmitteln zur Papiererzeugung können insbesondere die als Nassfestmittel eingesetzten —> Epichlorhydrinhar-

ze zu einem höheren OX-Gehalt im Papier beitragen. Allerdings sind inzwischen Epichlorhydrinharze auf dem Markt erhältlich, die OX-arm bzw. OX-frei sind. Andere Hilfsmittel, wie z.B. Entschäumer (—> Schaumverhütungsmittel), —» Streichereihilfsmittel, —• Schleimverhinderungsmittel, —• Flockungsmittel und —> Reiniger, können in Einzelfällen zwar relativ hohe OX-Gehalte aufweisen. Aufgrund der auf Faserstoff bezogenen geringen Einsatzmengen dieser Substanzen ist ihr Anteil am OX-Gehalt in Papieren jedoch sehr gering. Eine weitere Quelle von organischen Halogenverbindungen stellen chlorhaltige Druckfarbenpigmente dar. Dabei handelt es sich hauptsächlich um die Diarylgelbpigmente PY 12 und Ρ Y 13 mit einem Chlorgehalt von jeweils etwa 10 %. Bei der —> Druckfarben—> Deinkingverfahren entfernung mittels werden diese Pigmente zum größten Teil entfernt. Die OX-Gehalte des erzeugten —• Altpapierstoffs werden deutlich erniedrigt, es findet allerdings eine Aufkonzentrierung im —• Deinkingschlamm statt. Derzeit laufen Druckversuche mit dem Ziel, die chlorhaltigen Gelbpigmente durch chlorfreie —> Pigmentfarbstoffe zu ersetzen. HA

Ozon als Bleichmittel (ozone as a bleaching agent) Ozon (O3) ist eine Modifikation des —• Sauerstoffs (O2). Es wird technisch durch stille elektrische Entladung in Luft oder reinem Sauerstoff gewonnen. Diese Entladung von niederfrequenter Hochspannung (50 bis 500 Hz, 10 bis 20 kV) erfolgt in gekühlten Glasröhren. Die Anforderungen an die Reinheit der Luft bzw. des Sauerstoffs sind hoch. Spuren von —> Methan und Wasserdampf beeinträchtigen die Ausbeute an Ozon negativ. Der Strombedarf ist bei der Verwendung von reinem Sauerstoff niedriger als bei der Verwendung von Luft. Die Ozonausbeute wird durch die Spannung und Frequenz sowie die angestrebte Ozonkonzentration beeinflusst. Üblich sind Konzentrationen von etwa 5 % Ozon in Luft und bis über 10 % Ozon bei der Verwendung von Sauerstoff.

382 Ozon ist ein sehr starkes Oxidationsmittel, dessen Standardreduktionspotential in saurer Lösung + 2,076 V beträgt. Beim Einsatz zu Bleichzwecken ist es daher wichtig, die Substrate (z.B. —• Zellstoff) mit möglichst hoher Intensität mit der Ozon/Sauerstoff-Gasmischung zu vermischen, um eine lokale Überoxidation zu vermeiden. Bei der —• TCF-Bleiche von —• Sulfatzellstoff ist Ozon die Chemikalie der Wahl zur Oxidation unter sauren Bedingungen. Allerdings ist es notwendig, die Einsatzmengen sorgfältig abzustimmen, um die Depolymerisation (—• Polymerisationsgrad) der —> Cellulose in den Fasern zu begrenzen. Bei der —• ECF-Bleiche kann Ozon gemeinsam mit —• Chlordioxid eingesetzt werden. Für —> Holzstoffe und damit auch für die Mehrzahl der —• Deinkingstoffe ist Ozon als Bleichmittel nicht geeignet, da es stark delignifizierend (—• Delignifizierung), jedoch weniger bleichend wirkt. Durch in Lösung gehende Oxidationsprodukte (z.B. —• Lignin, —> Kohlenhydrate) verstärkt sich die —> Abwasserbelastung. SÜ

Ozon in der Atmosphäre (ozone in the atmosphere) Ozon (griech.: das Duftende) ist ein in hoher Konzentration tiefblaues Gas (Siedepunkt: -111°C, Schmelzpunkt: -192,7° C) mit durchdringendem Geruch, das sich unter Einwirkung von atomarem Sauerstoff aus molekularen Sauerstoff bildet, aber leicht wieder gemäß 0 3 0 2 + Ο und 2 Ο -> 0 2 zerfällt. Durch das Auftreten atomaren Sauerstoffs ist Ozon ein starkes Oxidationsmittel und wird daher z.B. als —• Bleichmittel bei der Zellstofferzeugung sowie bei der Trinkwasseraufbereitung (—• Trinkwasser) zur Entkeimung eingesetzt. Ozon bildet sich auch durch Einwirken ultravioletter Strahlung in der Stratosphäre (Ozonsphäre: 20 bis 45 km über der Erdoberfläche), von wo es in Spuren durch atmosphärische Transportvorgänge auch in erdnahe

Schichten gelangt. Daneben bildet sich Ozon in der unteren Atmosphäre durch luftchemische Reaktionen aus —• Stickstoffoxiden und —•Kohlenwasserstoffen (Ozon zählt hierbei zu den sog. Fotooxidantien). Ozon stellt die Leitkomponente des fotochemischen Smogs dar. Ozon kann durch seine oxidierende Wirkung Schäden an Materialien, Pflanzen und an der menschlichen Gesundheit hervorrufen. Bereits in relativ niedrigen Konzentrationen können beim Menschen Funktionsstörungen der Lunge, funktionell-biochemische Wirkungen und Schleimhautreizeffekte auftreten. Die Maximale Immissions-Konzentration (MIK-Wert) beträgt 120 mg/m 3 für eine halbe Stunde. Ozon und andere Fotooxidantien sind insbesondere in höheren Mittelgebirgslagen an der Waldschädigung beteiligt. Das stratosphärische Ozon übt eine wichtige Schutzfunktion aus, indem es die für den Menschen hautkrebsverursachende UV-B Strahlung der Sonne ausfiltert (—• Ozonabbau). HU

Ozonabbau (ozone degradation) Seit Mitte der 70er Jahre wird in der Antarktis ein stetig zunehmender Ozonabbau in der Stratosphäre, vor allem im antarktischen Frühling (September/Oktober), festgestellt. Derartige „Ozonlöcher" in der Stratosphäre werden seitdem insbesondere auf der Nordhalbkugel der Erde registriert. Im Jahre 1974 äußerten die amerikanischen Forscher Rowland und Molina aufgrund von Modellberechnungen, die durch zahlreiche Messungen später bestätigt wurden, die Befürchtung, dass die auf der Erde emittierten Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) aufgrund ihrer chemischen Stabilität im Laufe der Jahre bis in die Stratosphäre aufsteigen und die dort befindliche Ozonschicht schädigen würden (—• Ozon in der Atmosphäre). HU

Ozonloch (ozone hole) —• Ozonabbau

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Der Euro ist ein zukunftsweisendes Signal für die deutsche Wirtschaft im Zeichen der Globalisierung. Nicht nur das Finanz- und Rechnungswesen, sondern auch die marktorientierten Unternehmensfunktionen Einkauf und Logistik sind davon betroffen. Mit dem vorliegenden Leitfaden von Robert Fieten, Mitglied des Vorstandes des Bundesverbandes Materialwirtschaft, Einkauf und Logistik, BME, Frankfurt, wird den Führungskräften eine wertvolle Hilfestellung bei der Einführung einer unternehmensspezifischen Euro-Strategie für den Bereich Beschaffung gegeben. Die Schrift zeigt nicht nur auf, welche Chancen für Materialwirtschaft, Einkauf und Logistik durch den Euro entstehen, sondern gibt auch Aufschluß darüber, welche konkreten Schritte bei der Einführung des Euro in der Materialwirtschaft vorgenommen werden müssen. Diese Untersuchung geht über die Darstellung der volkswirtschaftlichen Bedeutung der Einführung des Euros hinaus. Robert Fieten skizziert aus betriebswirtschaftlicher Sicht die Chancen und den Handlungsbedarf für das Einkaufs- und Logistikmanagement. H B Deutscher Betriebswirte-Verlag GmbH · Bleichstr. 20-22 · D-76593 Gernsbach R t f Tel. 0 72 24 / 93 97-0 · Fax 0 72 24 / 93 97-80

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387 Packpapierschneidständer (cutting rack for packaging paper) Ein Packpapierschneidständer wird überall dort eingesetzt, wo aus Packpapierrollen Bogen unterschiedlicher Bahnlänge benötigt werden. Sie bestehen aus der Rollenhalterung und der Schneidleiste, die in einem gemeinsamen Gestell angeordnet sind. Die Schneidleiste ist üblicherweise als gezahnte Metallleiste ausgebildet. Das Packpapier wird manuell bis zur gewünschten Länge abgerollt und mithilfe der Schneidleiste genau senkWN recht zur —> Längsrichtung abgerissen.

Packtischanlage (packaging table facility)

Pagina ( folio , page number) Pagina ist eine veraltete Bezeichnung für die Seitenzahl in Büchern, Broschüren und Zeitschriften (lat. : pagina = Blatt, Seite). NE

Palettentransportanlage (palette conveying system) Palettentransportanlagen sind Teil der Materialflusstechnik in der Formatausrüstung von Papier- oder Kartonfabriken. Sie transportieren die am —> Querschneider anfallenden Paletten in die Palettenpackanlage, von dort zum Lager (Palettenlager, —• Papierlager, —> Hochregallager) und bei der Expedition aus diesem zur Verladerampe bzw. zum Lkw. Bei Bedarf enthalten sie Zeilenlager als Pufferstrecke für die Bereitstellung von Kommissionen oder Versandpartien. Den Aufgaben im Materialfluss der Ausrüstungsanlage und den räumlichen Gegebenheiten angepasst, findet man für jede Anlage eine individuelle Zusammenstellung von Transportgeräten: •

Arbeitsschritte auf einer Packtischanlage

Arbeitstisch zum manuellen Verpacken von Waren in Umverpackungen (z.B. Wellpappeschachteln). Packtischanlagen verfugen oft über eine automatisierte oder teilautomatisierte Bereitstellung von Waren und Umverpackungen sowie über Geräte zum Verschließen der befüllten Umverpackungen z.B. mit Klebebändern oder Klebestreifen und —» Etikettendrucker zur Kennzeichnung der Verpackungseinheiten. Die Abbildung zeigt die Arbeitsschritte auf einer Packtischanlage. W N

• • •

•

Plattenund Lamellentransporteure, meist stationär, oft dreh-, schwenk- und verfahrbar, auch integriert in Hub-, Senk- und Drehtische oder Palettenlifte Rollgänge mit separat angetriebenen Röllchen (mit kleinem Durchmesser, auf denen die Paletten nicht schaukeln), teilweise eingerichtet für Richtungsänderungen und die Überwindung von Niveauunterschieden Führerlose Transportsysteme (FTS, engl.: a g ν = automatic guided vehicle).

Palettentransportsysteme sind vorzugsweise eingebunden in die Logistik der Ausrüstungsanlage und werden von einem Lagerverwaltungsrechner gesteuert. Sie erfordern neben standardisierten Palettenabmessungen Datenerfassungs- und Übertragungsgeräte, die jederzeit die Position einer Palette in der Anlage von der Aufgabe bis zur Entnahme angeben. An der Palette befindet sich ein Barcode (—•Etikett), anhand dessen jede

388 Palettenbewegung registriert und verfolgt wird (—> Barcodeleser). Darüber hinaus sind oft Ausweich- oder Pufferstrecken eingeplant, die verhindern sollen, dass bei Störfällen oder Wartungsarbeiten MaterialflussBlockaden auftreten, die zu Produktionsstillständen fuhren könnten. SZ

•

• Papier (paper) Papier ist ein flächiger Werkstoff, der meist aus natürlichen —• Faserstoffen besteht und in Abhängigkeit von der jeweiligen —• Papiersorte unterschiedliche Anteile von —»•Füllstoffen (weiße Mineralien) und chemischen —> Hilfsstoffen enthält (—> ungestrichene Papiere) oder der einseitig oder beidseitig mit einem —> Strich aus —> Pigmenten und —> Bindemitteln versehen ist (—• gestrichene Papiere). In Abgrenzung zum —• Karton erstreckt sich die flächenbezogene Masse von Papier bis in den Bereich von maximal 225 g/m 2 , wobei die Grenzen fließend sind. Der Begriff Papier stammt vom griechischen Wort papyros, dem ursprünglich in Ägypten aus der Papyrusstaude hergestellten Beschreibstoff (—• Papyrus). Papier wird auch heute noch nach dem von den Chinesen vor der Zeitwende entwickelten Verfahren hergestellt, allerdings auf hochproduktiven, großdimensionierten und hochautomatisierten Papiermaschinen: •

•

Eine —• Fasersuspension hoher Verdünnung (um 1 % Stoffdichte) wird mithilfe eines Siebgewebes (—> Papiermaschinensieb) unter dem Einfluss der Schwerkraft und zusätzlich durch Unterdruck bis zu einem Trockengehalt von etwa 20 % entwässert. In dem so gebildeten —• Faservlies als endlose Bahn sind die Fasern bevorzugt in Bahnlaufrichtung ( - » Maschinenrichtung) orientiert. Die nasse Papierbahn durchläuft anschließend 3 bis 4 Walzenspalte in der —• Pressenpartie, wo durch mechanische Kräfte als Folge der —• Linienkraft zwischen den angepressten Walzen eine

weitere Entwässerung bis zu einem Trockengehalt von etwa 50 % erfolgt. Anschließend wird die feuchte Papierbahn durch die —• Trockenpartie geführt, in der sie mithilfe von dampfbeheizten Zylindern auf den endgültigen Trockengehalt zwischen 90 und 95 % getrocknet wird. Am Ende der Papiermaschine wird die getrocknete Papierbahn mithilfe eines —•Poperollers aufgewickelt. Diese Papierrollen ( - » Mutterrollen) haben in Abhängigkeit von der jeweiligen Papiersorte und dem Alter der Papiermaschine eine Breite von rund 2 bis maximal 10 m sowie einen Durchmesser zwischen etwa 1 und 3,5 m.

In der Trockenpartie und am Ende der Papiermaschine können weitere Aggregate zur Veredelung von Papier installiert sein. Im Fall von gestrichenen Papieren wird mithilfe von —> Streichaggregaten ein ein- oder beidseitiger Strich aufgetragen. A m Ende der Papiermaschine sorgt vor der Bahnaufrollung ein —> Glättwerk für die Erzeugung einer begrenzten —•Glätte (—> maschinenglattes Papier). Neuerdings verwendet man am Ende der Papiermaschine anstelle des Glättwerks einen —> Softkalander, mit dem in 2 Walzenspalten eine höhere Glätte erzielt werden kann. Ungestrichene wie auch gestrichene Papiere, die eine sehr hohe Glätte aufweisen müssen, werden entweder am Ende der Papiermaschine mit einem on-line Kalander (z.B. —> Janus Concept) oder in einem off-line Superkalander satiniert (—• satiniertes Papier). Die entweder direkt von der Papiermaschine oder einer nachgeschalteten —» Streichmaschine und/oder einem Superkalander kommenden Papierrollen werden schließlich in kleinere Rollen (—> Rollenpapiere) oder in Bögen (Formate) geschnitten, je nach den Anforderungen der Kunden in den Druckereien oder in der —> Papierverarbeitung (z.B. Wellpappenindustrie). Gegenüber zahlreichen anderen Werkstoffen (z.B. Kunststoffe, metallische Werkstoffe) basiert Papier in der Hauptsache auf

389 nachwachsenden Rohstoffen (—•Holz oder —• Einjahrespflanzen). Zur Herstellung von Papier werden Wasser und Energie benötigt. In den letzten Jahren und Jahrzehnten wurde der Frischwasserverbrauch in 1/kg Papier bzw. m 3 /t Papier dank immer enger geschlossener innerbetrieblicher Wasserkreisläufe (—> Wasserkreislaufsystem) auf ein Minimum reduziert. Das Gleiche gilt auch für den Energieverbrauch in Form von elektrischer Energie in kWh/t Papier und thermischer Energie (als Prozesswärme) in GJ/t Papier, wobei vor allem der elektrische Energieverbrauch von der Papiersorte bzw. von der stofflichen Zusammensetzung des Papiers abhängt (—• Zellstoff, —> Holzstoff, —• Altpapierstoff, —• Deinkingstoff). Ein großer Vorteil von Papier ist die Möglichkeit, gebrauchte Papierprodukte nach ihrem Konsum - sei es als Druckerzeugnis oder als Verpackungsmaterial - im Rahmen des —•Recycling wieder als Rohstoff zur erneuten Papierherstellung einzusetzen. So beträgt in Deutschland der Altpapieranteil am stofflichen Input über 50 %. Insgesamt ist Papier ein Vielzweckprodukt, das für eine —•nachhaltige Entwicklung modellhaft prädestiniert ist. GG

Papierabfall (waste paper) Der Begriff Papierabfall - wie auch der Begriff Abfallpapier - sind nicht rechtlich definiert. Entscheidend für die rechtliche Einordnung nach dem 1996 in Kraft getretenen —• Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz (Gesetz zur Förderung der Kreislaufwirtschaft und Sicherung der umweltverträglichen Beseitigung von Abfallen) (—•Kreislaufwirtschaft) ist die Frage, ob —•Abfall vorliegt oder nicht. Dabei ist etwa die Verwertung von —• Altpapier im Rahmen einer —• anlageninternen Kreislaufführung (—•Ausschuss) oder als Produkt-/Rohstoffeinsatz (auch als Neben-, Zwischen- oder Koppelprodukt) kein Einsatz von Abfall (—• Abfallvermeidung). Beim Einsammeln von Altpapier ( - » Abfallerfassung) in privaten Haushalten liegen

Maßnahmen der —• Abfallverwertung vor, bis der Sortiervorgang abgeschlossen ist oder das Altpapier als —•Altpapiersorte zum Einsatz in der Papierindustrie bereitsteht. So haben z.B. Randbeschnitt oder —• Stanzabfälle sowie Druckmakulatur (—• Makulatur) direkt Rohstoff- oder Produktqualität - sind also kein Abfall - wenn sie von anderen Chargen separiert, in marktfähiger Form nach Maßgabe der —• Altpapiersortenliste für einen konkreten Einsatz zweckbestimmt und tauglich zur Verfügung gestellt werden. Nach dem Willen des Gesetzes steht nur nichtverwertbares Altpapier für die Abfallbeseitigung zur Verfügung (—• Abfallentsorgung), wobei die —•Abfallbehandlung sowohl im Falle der Abfallverwertung als auch der Abfallbeseitigung (—• Abfallverbrennung) möglich ist. Gebrauchtes Papier stellt erst dann einen Abfall zur Beseitigung dar, wenn es in jene Abfallströme gelangt, die endgültig auf —• Deponien abgelagert oder gemeinsam mit anderen Komponenten in einer Müllverbrennungsanlage ohne energetische Nutzung behandelt werden. Diese für eine Verwertung nicht hinreichend getrennten bzw. sortierten gebrauchten und sonstigen zu entsorgenden Papiere sind also kein Altpapier im technischen Sinne einer Verwertbarkeit. Der Begriff Papierabfall wird also teilweise verwendet für solche gebrauchten und zu entsorgenden Papiere, die aus technischen oder sonstigen Gründen von vornherein nicht für eine Verwertung als Altpapier in Betracht kommen, die also außerhalb der Altpapierverwertung - nämlich im Rahmen der Abfallbeseitigung - entsorgt werden müssen. Literatur: Weidemann, C.: Ist Altpapier Abfall oder Rohstoff? In: Weidemann, C.: Abfall oder Rohstoff? Köln, Heymanns, 1998, S. 51 - 97 PU Papierausrüstung (historisch) (paper finishing) (historical) Bei allen alten Papieren wie auch bei den Vorläufern des Papiers ist eine Ausrüstung festzustellen. Zählt man die nachträgliche

390 Tauch- oder Strichleimung nicht dazu, beschränkt sie sich in der Regel aufPressen und Formatschneiden. Die fürs Schreiben bestimmten Sorten erhalten oft eine Oberflächenbehandlung (Glätten oder Polieren, oft nach Aufbringen eines mineralischen —• Strichs). Dies gilt auch für den altägyptischen —• Papyrus. Das europäische Handpapier wird durch Befeuchten und nachträgliches wiederholtes Pressen „beruhigt". Ein Planieren durch Bestreichen mit stark verdünntem Leimwasser und Pressen findet vor oder nach dem Drucken statt. Das Glätten mit Stein, Bein oder Flasche, bei besonders rauen Papieren vorgängig mit Bimsstein, ist für gute Schreibund Dekorpapiere die Regel. Seit dem 16. Jh. wird auch mit dem Glättehammer oder der Walzenpresse geglättet. In der zweiten Hälfte des 19. Jh. werden die Papiermaschinen am Ende mit einem —•Glättwerk ausgerüstet. Das Rollenpapier wird auch nachträglich auf dem —• Kalander satiniert oder in der Achat-Glättemaschine poliert. Für spezielle Ausrüstungen (—•Beschichten, —• Kaschieren, —• Prägen) werden besondere Maschinen konstruiert, die endlos (z.B. Prägefilze) oder bogenweise arbeiten. Dazu gehören auch Feucht- und —• Bürstmaschinen, die nach dem Umwickelprinzip arbeiten. Die seit 1828 eingeführten Längsund —• Querschneider für Papierrollen finden sich in jeder Papierfabrik, weil die Kunden Formatpapiere beziehen. —• Rollenpapiere werden nur an wenige Großausrüster und Papierverarbeiter geliefert. Erst mit dem Aufkommen des Rotationsdrucks (—•Buchdruck: 1862; -•Tiefdruck: 1910; -•Offsetdruck: 1904) wächst die Nachfrage nach Rollenpapieren. Da einige Arbeiten im Sortiersaal (Qualitätskontrolle, Zählen, Verpacken) in der Regel nach dem Ausrüsten erfolgen, sind sie ebenfalls dieser Arbeitsstufe zuzuordnen. Zumindest teilweise Handarbeit ist sogar in großen Papierfabriken bis zur Mitte unseres Jahrhunderts die Regel. Erst mit der Einfuhrung der automatisierten on-line Kontrollen an der Papiermaschine sind auch diese Tätig-

keiten völlig mechanisisert und automatisiert worden. TS

Papierbahn-Brechvorrichtung für Querschneider (web decurler for sheet cutter) Papier- oder Kartonbahnen nehmen die Krümmung der —• Rolle an, von der sie abgewickelt werden. Dabei unterliegen die inneren Lagen einer Rolle einer stärkeren Krümmungsneigung als die äußeren Lagen. Um die geschnittenen Bogen möglichst planliegend im —• Ableger für Querschneider ablegen zu können, muss diese Krümmung durch eine Papierbahn-Brechvorrichtung egalisiert werden. Eine Papierbahn-Brechvorrichtung besteht üblicherweise aus 2 Stützwalzen und einer zwischen diesen Walzen angeordneten Brechleiste oder rotierenden Brechwalze. Die Brechleiste oder Brechwalze kann in ihrer Position verstellt werden, so dass der Umschlingungswinkel der Papier- oder Kartonbahn sich je nach Bedarf vergrößert oder verkleinert. Eine maximale Brechung der Bahn wird bei einem Umschlingungswinkel von 90° erreicht. Der Radius von Brechleiste oder Brechwalze ist je nach Material unterschiedlich. Dünne Papiere werden mit kleineren Radien, Kartonbahnen mit größeren Radien gebrochen. Brechwalzen sind mit Stützrollen zur Vermeidung von Durchbiegungen versehen. Die Verstellung der Brechvorrichtung erfolgt üblicherweise motorisch. Es gibt auch automatische Brechvorrichtungen, die mit abnehmenden Rollendurchmesser und entsprechend größer werdender Krümmung der Bahn automatisch nachgestellt werden. KT

Papierbecher (paper cup) Papierbecher werden in —• Papierbechermaschinen als Trink- und Automatenbecher hergestellt. Der Rauminhalt der Becher liegt etwa zwischen 0,1 und 2 1. Als Basismaterial wird unbeschichtetes Papier bzw. einseitig oder zweiseitig beschichtetes Papier oder

391 Becherkarton verwendet. In der Abbildung ist schematisch der Querschnitt durch einen Papierbecher dargestellt.

Schematischer Querschnitt durch einen Papierbecher

Bei der Herstellung eines Papierbechers werden ein Bodenteil sowie ein vorgestanzter und bedruckter Bechermantel zusammengefügt. Dabei wird der Bechermantel mittels einer Klebebindung oder einer Heißsiegelnaht (—> Heißsiegeln) zusammengeklebt. Die Dichtigkeit der Verbindung zwischen Boden und Mantel wird durch Einrollen und Verpressen beider Teile erzeugt. Ein zusätzliches Versiegeln oder Verkleben der Verbindungsstelle ist möglich. A m oberen Becherand wird mittels eines Werkzeugs eine Mundrolle (etwa 3 mm im Durchmesser) angeformt. HM

Papierbechermaschine (paper cup machine) Bei der Fertigung von —• Papierbechern können Papierbechermaschinen (Papierbecherautomaten) eingesetzt werden. Dabei werden Maschinenleistungen - abhängig von der Größe und dem Material der Becher - von bis zu 120 Becher je Minute erreicht. Der Rauminhalt der Becher liegt etwa zwischen 0,1 und 2 1. Die Becherhöhen betragen etwa 40 bis 180 mm. Verarbeitet werden unbeschichtete Papiere bzw. ein- oder zweiseitig beschichtetes Papier oder Becherkarton.

Bei der Becherfertigung wird ein Bodenteil ausgestanzt und mit einem vorgestanzten und bedruckten Bechermantel zusammengefügt (eingerollt und verpresst). Zusätzlich wird der Bechermantel mittels einer Klebebindung oder einer Heißsiegelnaht (Siegeln mittels —> Ultraschall oder Heißluft) abgedichtet. Weitere Verarbeitungsschritte sind das Einrollen einer Mundrolle am oberen Becherrand, das Kalibrieren der Becher sowie das Zählen und Stapeln. HM

Papierberechnung (estimate of paper quantity , paper quantity calculation) Papier, Karton und Pappe werden zur Weiterverarbeitung in Druckereien oder in der Verpackungsindustrie als Bogen- oder Rollenware gehandelt. Bogenpapier wird nach Anzahl der Bogen verkauft. Das Gewicht (Masse) wird in Kilogramm für 1 000 Bogen angegeben (1 000-Bogen-Gewicht). Auch der Preis für eine bestimmte —* Papiersorte bezieht sich auf jeweils 1 000 Bogen (1 000Bogen-Preis); ferner werden Angaben zur —> flächenbezogenen Masse des Papiers sowie zum —> Format gemacht. —> Rollenpapier wird nach Gewicht (Masse) gehandelt. Die Rollenbreite und die flächenbezogene Masse des Papiers sind weitere Angaben im Papierhandel, wobei sich der Papierpreis auf 100 kg einer bestimmten Sorte bezieht (100kg-Preis). Zur Kalkulation z.B. des Papierbedarfs für einen Druckauftrag sowie der Lager- und Transportkapazitäten müssen die Maßangaben des Papierlieferanten in den Druckereien umgerechnet werden (Tab.). Die hierzu notwendigen Formeln und Umrechnungszahlen fasst man unter dem Begriff Papierberechnungen zusammen. Darüber hinaus gibt es auch Rechenhilfsmittel, wie Nomogramme und spezielle Rechenschieber, um z.B. bei gegebenem Rollengewicht und -durchmesser sowie der flächenbezogene Masse die Länge der Papierbahn zu bestimmen. NE Eine Tabelle mit den Papierberechnungen findet sich auf der folgenden Seite.

392 Definition/Bezeichnung Symbol Bogenpapier (Β = Papierbogen)

FB

cm cm cm 2

Breite eines Bogens Länge eines Bogens Fläche eines Bogens

m

kg

Masse (Papiergewicht) von η Bogen

mB

g

Masse des Bogens (Bogengewicht)

bB 1B

ΓΠΡ

NILOOOB

MY

g/m

2

kg g/cm 3

Formeln

FB = V 1

m = —-— 1000 Fb,II1f

mB =

10000 mB-10000

Flächenbezogene Masse mP =

F F bΒ · m F

_

Masse pro 1000 Bogen ( 1000-Bogen-Gewicht)

M

Scheinbare Dichte (früher Rohdichte)

I000B ~

JQ

mF mv = v

Anzahl der Bogen

η

B

ILIO · η

— s·1000 m·1000

η = s

mm

mB mF

Dicke des Papiers

m v · 1000 Rollenpapier (R = Papierrolle) cm Breite einer Rolle bR cm Rollendurchmesser d (ohne rechnerische Berücksichtigung der Hülse) cm Hülsendurchmesser dH cm Rollendurchmesser dR (inkl. Hülse) m Länge der auf einer Rolle 1R gewickelten Bahn (Bahnlänge) 2 Flächenbezogene Masse m? g/m

HILM

g/m

D

/1 r S 1 0 4

_

MY

VR

kg

m R - 1000 M

,

g/cm 3 M

3

m

Scheinbare Dichte (früher Rohdichte) Volumen einer Rolle

, S

IM

'

B

R

m R 100000 mF = — h'K BP · ΙΏΡ

m F · L - bp _ — — —R 100000

100 M

R

_Γ

_ d 2 - b R -π-MY mR — R 1 000-4

R

.

m

ν

.jooo

_ mlm-lR mR = R 1000 ΙΏΡ

mv = v

Y

_(d R

Papierberechnungen

V R -100

_

1R

Masse pro Laufmeter Rollenmasse (Gewicht der aufgewickelten Papierbahn, ohne Hülse und Verpackung)

1 R - m F -10-4 γ m v · 1000 · π

lm

mR

_

π

V

1R ~

d

R

2

— V R -1000

-dH2)'bR^

1000000-4

v R

_

d2-bR - π

1000000-4

393 Zur Kalkulation z.B. des Papierbedarfs für einen Druckauftrag sowie der Lager- und Transportkapazitäten müssen die Maßangaben des Papierlieferanten in den Druckereien umgerechnet werden (Tab.). Die hierzu notwendigen Formeln und Umrechnungszahlen fasst man unter dem Begriff Papierberechnungen zusammen. Darüber hinaus gibt es auch Rechenhilfsmittel, wie Nomogramme und spezielle Rechenschieber, um z.B. bei gegebenem Rollengewicht und -durchmesser sowie der flächenbezogene Masse die Länge der Papierbahn zu bestimmen. NE Funktionsprinzip einer Papierbohrmaschine

MZ

Papierbindfaden (paper packthread) Papierbindfaden werden aus speziellen langfaserigen Papieren durch Verdrillen schmaler Papierstreifen (typische Streifenbreite: 10 mm) hergestellt. Aufgrund ihrer hoher Reißfestigkeit und ihrer problemlosen Rezyklierbarkeit (—> Recycling) werden sie bevorzugt zur Herstellung von Trageschlaufen für —• Papiertragetaschen eingesetzt. WN

Papierbohrmaschine (paper drilling machine) Papierbohrmaschinen werden eingesetzt, um Papierstapel mit Löchern zu versehen, z.B. für —> Ringbuch-Einlagen. Es wird hierbei ein rotierender Hohlbohrer mit verschiedenen Durchmessern verwendet (Abb.). Es können je nach Maschinensystem Rundlöcher beliebiger Größe in Papierstapel gebohrt werden. Hierbei handelt es sich im Gegensatz zum Stanzen nicht um einen reinen Druckschnitt, sondern durch das rotierende Werkzeug um einen ziehenden Druckschnitt, wobei ein geringerer Kraftaufwand notwendig ist. Es gibt Maschinen, bei denen gleichzeitig mit mehreren Bohrern gearbeitet wird und somit das Bohren von Reiheniochungen möglich ist. Durch die Verwendung eines Hohlbohrers wird das herausgetrennte Papier durch das Innere des Bohrers herausbefördert.

Papierchemie (historisch) (paper chemistry) (historical) Genau genommen sind Anfänge einer Papierchemie bereits bei den —> Rindenbaststoffen (Tapa) und bei der Papyrusherstellung (—•Papyrus) festzustellen, wo das Faulen (Enzymwirkung) und das Abkochen in Aschenlauge (chemischer Faseraufschluss) eine Rolle spielen. Auch die Grundbeobachtung eines festeren Faserzusammenhalts in Wasser bei der Nassvliestechnik (—»Erfindung des Papiers) gehört in diesen Zusammenhang. Später sind es die Eigenschaften von —• Streichfarben, —• Leimungsmitteln und —> Füllstoffen, die das Gebiet der Papierchemie (unabsichtlich) tangieren. Erst mit dem Aufkommen der modernen europäischen Chemie im 18. Jh. kann von Papierchemie im eigentlichen Sinne die Rede sein. Die ersten Untersuchungen betreffen die Bleiche (1785: Chlorbleiche, Berthollet), den Aufschluss von Stroh (1800: Koops), die saure —• Leimung (1807: Iiiig) und die Färberezepte. Das erste Papiermacherhandbuch, das die Papierchemie wesentlich berücksichtigt, ist das Werk „Die Fabrikation des Papiers aus Stroh und vielen anderen Substanzen im Grossen" von Louis Piette, erschienen 1838 in Köln. Das Vorhandensein von Wasserstoffbrücken wird erstmals durch van der Waals nachgewiesen. Die Zellstoffproduktion (1854: Tilghman, Mellier; 1870: Mitscherlich) eröffnet das Zeitalter der Papierchemie,

394 das mit der Einführung zahlreicher, meist synthetischer Hilfsmittel, Färb- und Zusatzstoffe in der zweiten Hälfte unseres Jahrhunderts zusammen mit den Entwicklungen der Papiermaschinenkonstruktionen die moderne Papiermacherei kennzeichnet. TS • Papierdicke ( thickness , caliper) —• Dicke (von Papier, Karton und Pappe) • Papierdruckplatte (paper master , paper plate) Bei einer Papierdruckplatte handelt es sich um ein speziell beschichtetes Papier, das durch bildmäßiges Beschichten auf einem Bürokopierer oder Laserdrucker zur —• Druckform für den Kleinoffset wird. DO

Papiereigenschaften (paper characteristics , paper properties) Papiereigenschaften sind einzelne Eigenschaften, die für die —> Papierverarbeitung und für das —• Drucken von —• Papier, —• Karton und —• Pappe sowie für den Gebrauch von Produkten aus Papier, Karton und Pappe relevant sind. Für jeden Anwendungsbereich von Papier werden sortenspezifische Eigenschaften gefordert, die mithilfe von Stoffkomponenten (—» Primärfasern, —> Sekundärfasern, —• Füllstoffe, —» Pigmente, —• Hilfsstoffe), —> Aufschlussverfahren (Zellstoffherstellung, Holzstofferzeugung), der —• Stoffaufbereitung (—• Altpapieraufbereitung, —> Mahlung) und der Verfahrenstechnik der Papierherstellung (—• Blattbildung, —> Entwässerung, —• Nasspressen, —»Trocknen) und -Veredelung (—• Streichen, —> Satinage) eingestellt werden können. Diese Papiereigenschaften werden bei der —• Papierprüfüng ermittelt. Papier lässt sich durch Inhomogenität, Hygroskopizität, —• Anisotropie und —•Viskoelastizität gegenüber anderen Werkstoffen abgrenzen: •

Die Inhomogenität des Papiers ergibt sich aus der Beschaffenheit und Größe

•

seiner Stoffkomponenten. So können z.B. bei der Blattbildung durch Faserflockung Inhomogenitäten (—• Formation) bezüglich der Massenverteilung und damit der lokalen Stoffzusammensetzung im Papierblatt entstehen. Die Hygroskopizität des Papiers ergibt sich aus seinem Bestreben, mit dem Umgebungsklima einen Gleichgewichtszustand (—» Gleichgewichtsfeuchte) einzustellen. Die Anisotropie von Papier hat ihren Ursprung zum einen in den anisotropen Eigenschaften der Einzelfaser. Zum anderen erfolgt bei der Papierherstellung eine Ausrichtung der Fasern mit einer Vorzugsrichtung in —> Längsrichtung (—• Faserorientierung). Die Viskoelastizität von Papier ist eine Folge der Überlagerung der Eigenschaften von Einzelfasern und des aus ihnen gebildeten Fasernetzwerks.

Die Papiereigenschaften unterteilen sich in physikalische (allgemeine physikalische sowie mechanische und optische), chemische, biologische, wärmetechnische und elektrische Eigenschaften sowie in Oberflächeneigenschaften und in Eigenschaften, die das Verhalten von Papier gegenüber Flüssigkeiten und Gasen bzw. Dämpfen charakterisieren. Zu den allgemeinen physikalischen Papiereigenschaften zählen: • • • • • • •

—> Flächenbezogene Masse —• Dicke - > Dichte —> spez. Volumen —• Porosität —• Formation (Durchsicht) Faserorientierung.

Zu den mechanischen Eigenschaften gehören vorwiegend die Festigkeitseigenschaften von Papier: • • •

—> Bruchkraft (—• Reißlänge) —> Bruchdehnung —• Arbeitsaufnahmevermögen

395 • • • • • • • • • •

—• Nullreißlänge —> Berstfestigkeit —• Durchreißwiderstand, —• Weiterreißarbeit —> Falzzahl —• Nassbruchkraft —• Spaltfestigkeit —> Biegesteifigkeit —• Flachstauchwiderstand —> Ringstauchwiderstand —• Streifenstauchwiderstand.

Die • • • • • • • • • •

optischen Eigenschaften umfassen: —• Spektraler Reflexionsfaktor —• Weißgrad —> Hellbezugswert —• Helligkeit —> Farbort (—• Farbmaßzahlen) —• Opazität Transparenz —> Glanz —• Dichtebezogener Lichtstreukoeffizient —• Dichtebezogener Lichtabsorptionskoeffizient.

Zu den Oberflächeneigenschaften zählen: • —• Glätte, —> Rauheit bzw. —• Rauhigkeit • —> Reibungskoeffizient. Eigenschaften, die das Verhalten von Papier gegenüber Flüssigkeiten und Gasen bzw. Dämpfen beschreiben: • —• Leimungsgrad • —• Saugfähigkeit • —• Wasseraufnahmevermögen • —> Kontaktwinkel (—• Benetzbarkeit) • —• Wasserdampfdichte • —• Fettdichtigkeit • —• Luftdurchlässigkeit • —• Farbaufnahmevermögen • —• Beschreibbarkeit • —> Dimensionsstabilität, Feuchtdehnung. Bei den chemischen Eigenschaften sind u.a. zu nennen:

• • • •

—> pH-Wert (im Extrakt oder an der Oberfläche) —> Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB) OX-Gehalt Gehalt an Salzen und Spurenelementen (—• Schwermetalle).

Zu den biologischen Eigenschaften gehören u.a.: • Oberflächenkeimzahl (—> Keimzahl) • Gesamtkeimzahl • —> Biochemischer SauerstoffVerbrauch (BSB). Die wärmetechnischen Eigenschaften beinhalten u.a.: • —» Wärmeleitfähigkeit • Wärmeübergangskoeffizient (—• Wärmeübergang). Bei den elektrischen Eigenschaften sind zu nennen: • —• Leitfähigkeit • Spez. Durchgangswiderstand • Oberflächenwiderstand. Für die —• Probenahme und Probenvorbereitung sowie für die Durchführung der Prüfungen auf die genannten (und nicht genannten) Eigenschaften existieren entweder internationale (—• ISO-, —• EN-Normen) oder nationale Normen (z.B. —• TAPPI-Regelwerk, SCAN- oder DIN-Normen), abgesehen von nationalen Standards der Papierwirtschaft (z.B. ZELLCHEMING-Merkblätter). Dank dieser verschiedenartigen Normen soll sichergestellt sein, dass die Prüfungen an beliebigem Ort zu beliebiger Zeit durch beliebige Personen reproduzierbar und wiederholbar durchfuhrbar sind, sofern definierte Rahmenbedingungen (z.B. —• Klimatisierung von Proben) eingehalten werden. RE

Papierfabrik (paper mill) Eine Papierfabrik ist dadurch gekennzeichnet, dass sie normalerweise einlagige Produkte (—• Druck-, —> Verpackungs-, —» Hygiene-,

396 Spezialpapiere) entweder mit einer konventionellen —> Langsiebmaschine oder mit einer modernen —• Doppelsiebmaschine im Flächengewichtsbereich zwischen 10 und etwa 150 g/m 2 erzeugt. Eine Sonderform stellen —> Yankee-Maschinen (—• Selbstabnahmemaschinen) zur Erzeugung von Hygienepapieren (z.B. Toilettenpapier) oder von einseitig glatten, dünnen —> Verpackungspapieren (z.B. —• Seidenpapier zum Einwickeln von Blumen) dar. Nach deutschem Sprachgebrauch werden in Papierfabriken auch höhergewichtige, zweitägige Papiere, wie —»Wellen- und —• Deckenpapiere, für die Wellpappenindustrie produziert. Diese beiden Papiersorten zählen jedoch in anderen Ländern (z.B. Nordeuropa) zum Kartonbereich, zumal deren flächenbezogene Masse 150 g/m 2 deutlich überschreiten kann. GG

Papierfabrik (historisch) (paper mill, paper factory) (historical) Die Papierfabrik ist aus den großen Manufakturen der Handpapiermacherzeit hervorgegangen. Bereits im 16. Jh. vereinigen geschäftstüchtige Meister mehrere Mühlen in einer Hand und leiten sie zentral. Den einzelnen Arbeitsgängen werden spezielle Gebäude zugeordnet (Hadernaufbereitung, —> Stampfwerk, Leimsiederei, (beheiztes) Trockenhaus, Lager, Sortier- und Verpackungshaus). Da das Handwerk Kost und Logis beim Meister vorschreibt, entstehen auch Gesellenhäuser. Die größten Manufakturen des 18. Jh. mit Dutzenden von Bütten beschäftigten bis zu 800 Arbeitskräfte. Es liegt auf der Hand, dass die finanzkräftigen Besitzer von Manufakturen als erste die neuen, teuren Papiermaschinen aufstellten und betrieben. Wo es die Verhältnisse zuließen, wurden die Manufakturbauten den neuen Produktionsbedingungen entsprechend angepasst und erweitert. In vielen Fällen war jedoch der Neubau eines zentralen Fabrikgebäudes unumgänglich. Kennzeichen der neuen Fabriken waren die Hochkamine der Dampfzentralen. Im Unterschied zur Papiermühle, der kleinen Familien-Werkstatt, hat sich im deut-

schen Sprachgebrauch der Begriff Papierfabrik für die nichthandwerkliche Produktionsstätte bis heute erhalten, während im Englischen auch die größte Zellstoff- oder Papierfabrik pulp mill bzw. paper mill genannt wird. TS

Papierfaser (papermaking —» Faser

fiber)

Papierformate (historisch) (paper sizes) (historical) Die historischen Papierformate haben sich aus ursprünglich technisch bedingten Größen regional und lokal weiterentwickelt. Ihre Vielfalt spiegelt die Gebrauchsvariationen ebenso wider wie zeitlich-regionale kulturelle Strömungen. Während das ursprüngliche, in Nepal und Tibet noch zu findende längsrechteckige Papierformat für buddhistische Schriften an deren ursprünglichen Schriftträger, das Palmblattbuch, erinnert, leitet sich das älteste chinesische Eingieß-Format (rund 44 cm χ 56 cm) von der Breite der Seidenrollen (rund 44 cm), die vorgängig auch als Schriftträger benützt wurden, ab. Größere Formate wurden hergestellt, indem man die frisch geschöpften Papierblätter an den Rändern zusammengautschte. Das chinesische Format findet sich in den arabischen Formaten (z.B. Mansuri 45 cm χ 67 cm; Alt-türkisch 44 cm χ 54 cm) wieder, und diese wiederum beeinflussen die europäischen Formate. Die ältesten bekannten europäischen Formate sind in Bologna um 1308 als SteinInschrift festgehalten worden: Imperiale (500 mm χ 740 mm), Reale (450 mm χ 620 mm), Mezzane (350 mm χ 520 mm) und Reçute (320 mm χ 450 mm). Ihre Bezeichnungen haben sich durch die Jahrhunderte in ganz Europa erhalten. In der Folge von regionalen Entwicklungen finden sich häufig ursprünglich individuelle Wasserzeichen als Kennzeichen für Formate wieder.

397 Historische Papierformate: Deutschland: Bischof 380 mm χ 480 mm Klein Median 440 mm χ 560 mm Lexikon 500 mm χ 650 mm Regal 500 mm χ 720 mm Super Royal 540 mm χ 680 mm Imperial 570 mm χ 780 mm Frankreich: Carré 450 mm χ 560 mm Couronne 460 mm χ 720 mm Royal 480 mm χ 630 mm Raisin 500 mm χ 650 mm Jésus 560 mm χ 760 mm Soleil 580 mm χ 800 mm Grand Aigle 700 mm χ 1040 mm Holland: Pro Patria 340 mm χ 430 mm Bijenkorf 360 mm χ 450 mm Kl. Post 370 mm χ 480 mm Kl. Median 440 mm χ 540 mm Gr. Median 470 mm χ 560 mm Roy aal 520 mm χ 620 mm Imperial 560 mm χ 750 mm Olifant 620 mm χ 720 mm England: Crown 3 80 mm χ 510 mm Demy, writing 395 mm χ 510 mm Foolscap 345 mm χ 420 mm Large Post 420 mm χ 535 mm Medium 460 mm χ 560 mm Royal 485 mm χ 610 mm Imperial 560 mm χ 760 mm Elephant 585 mm χ 710 mm

Erst nach dem Ersten Weltkrieg hat sich die DIN-Reihe (—• DIN-Formate), die von der Fläche eines Quadratmeters ausgeht, international durchgesetzt. Die angelsächsischen Länder jedoch haben für Zeitungen, Bücher und Briefe bis heute ihre alten Formate beibehalten. TS

Papierfremde Bestandteile (non-fiber components) Im —• Altpapier vorkommende papierfremde bzw. artfremde Bestandteile können bei dessen Verarbeitung zu Schäden an den Maschinen, übermäßigem Verschleiß oder Störungen während der Papierherstellung fuhren sowie Wertminderungen im Fertigprodukt zur Folge haben. Zu den papierfremden Bestandteilen zählen u.a. Metall, Kunststoffe, Glas, Sand, Steine, Kordel, Holz und Textilien.

Anorganische —• Füllstoffe und —> Pigmente gehören dagegen ebenso wie Papierchemikalien (—> Hilfsstoffe) nicht zu den papierfremden Bestandteilen, da sie auch bei der Papierherstellung aus —• Primärfasern gezielt der —• Stoffsuspension zugegeben oder auf das —> Rohpapier appliziert werden. Ebenso fallen formungeeignete Faserbestandteile, wie —> Stippen, —> Splitter oder —> Faserbündel, nicht in die Kategorie der Fremdstoffe. PU Papiergeld (paper money) —> Wertpapiere (historisch)

Papiergeschichte (paper history) Die Anfange der Papiergeschichte gehen ins 17. Jh. zurück (Athanasius Kircher). Auch später werden immer wieder - unsystematisch > Wasserzeichen im Papier zur Herkunftsbestimmung und Datierung herangezogen. Die systematische Beschäftigung mit der Papiergeschichte, auch unter Beizug technischer Aspekte, beginnt im 18. Jh. mit der Frage nach der Erfindung des Papiers (Ludewig, Hering, Kaempfer, Balck). Im 19. Jh. legt der Genfer Charles-Moïse Briquet den Grundstein zur modernen Papiergeschichte, dessen Hauptwerk, das rund 16 000 Wasserzeichenpausen mit Datierungen und Kurzkommentar wiedergebende vierbändige „Les Filigranes", 1907 erschien. Aus der reinen Wasserzeichenkunde herausführend, hat vor allem der Amerikaner Dard Hunter in den 30er Jahren die Papiergeschichte zur Hilfswissenschaft gemacht, bis nach dem Zweiten Weltkrieg die durch den Verein —• ZELLCHEMING geförderte Forschungsstelle Papiergeschichte in Mainz ihre Forschungs- und Koordinationstätigkeit aufnehmen konnte. Die 1959 in Bamberg gegründete Internationale Arbeitsgemeinschaft der Papierhistoriker hat - zusammen mit dem papierhistorischen Verleger Joseph Labarre in Hilversum - den Ausbau zu einer eigenständigen Disziplin ermöglicht, die heute neben der Wasserzeichenkunde Themen wie

398 Papierhandel, Papieralterung, Papierrestaurierung, Papiertechnik, Dekorpapier, Drucktechniken, Buchbindetechniken, Archivierungstechniken u.a.m. bearbeitet. Das der Deutschen Bücherei (Teil der Deutschen Bibliothek) angeschlossene Deutsche Buchund Schriftmuseum in Leipzig beherbergt die bedeutendste papierhistorische Bibliothek und Sammlung im deutschsprachigen Raum. TS Papiergewicht (grammage, substance) Es handelt sich hierbei um einen überholten und zugleich falschen Begriff für —• flächenbezogene Masse (früher: Flächengewicht). WS Papierhandel (historisch) (paper trade) (historical) Papier ist - wie seine Vorläufer - seit jeher über weite Strecken gehandelt worden, da regional kaum ein der Produktion entsprechender Eigenverbrauch besteht. Neben der Tätigkeit von Großhändlern, die neben anderen Waren auch Papier mitfuhren, entstehen in China und Japan auf Papier und Papierwaren spezialisierte Handlungen, die ihre Ware direkt vom Papiermacher bzw. vom Verarbeiter beziehen. Dasselbe gilt für den indischen und islamischen Raum. Europa lernt das Papier durch den OrientGroßhandel der italienischen Seestädte (Amalfi, Genua) kennen. Kaufleute finanzieren die kapitalintensiven Papiermühlen Italiens und sorgen für den Transport und Verkauf ihrer Produkte im In- und Ausland. Nördlich der Alpen ansässige Handelsunternehmen übernehmen diese Praxis und errichten anschließend die ersten —»Papiermühlen außerhalb Italiens. In der Regel verpachten sie die Mühlen und schließen mit den Pächtern, meist italienischen Papiermachern, Verträge über Abnahme und Vertrieb der Produktion zu festgesetztem Preis. Später werden oft Papiermacher zu Papierhändlern und liefern an Großkunden, besonders an die Buchdrucker, direkt. Der Papiergroßhandel behält aber seine Bedeutung. Oft diktieren die Papierhändler dem Papiermacher nicht nur

die Lieferbedingungen, sondern verlangen auch das Anbringen von Eigenmarken als —• Wasserzeichen. Während der Papier-Kleinmengenhandel zunächst von Apothekern, dann allgemein von Gemischtwarenhandlungen übernommen wird, gründen Papier-Großproduzenten seit dem 18. Jh. eigene Vertriebsgesellschaften, die zu den spezialisierten Papierhandlungen in Konkurrenz treten; umgekehrt erwerben Großverbraucher (Verlage) und Großhändler Papiermühlen oder Papierfabriken oder beteiligen sich daran. Diese Situation hat sich in der heutigen Zeit der Globalisierung kaum verändert. TS

Papierhandlung (historisch) (stationer's shop) (historical) Die ersten Papier- und Papierwarenhandlungen finden sich in den Basarstrassen Asiens (China, Japan, Indien, arabische Länder), weil die Papiermacher meist außerhalb der Marktzentren arbeiten. Im Spätmittelalter wird das europäische Papier in Kleinmengen entweder bei der Niederlassung eines Großhändlers oder beim mit Fernwaren handelnden Apotheker bezogen. In den Universitätsstädten übernimmt der „Stationarius" den Papier-Kleinhandel. Sein aus der Antike übernommenes Geschäft besteht darin, auf Verlangen der Kunden Manuskripte in einem oder mehreren Exemplaren von Hand (vor Gutenberg) abschreiben zu lassen. Der Name, der in England noch heute die Schreibwarenhandlung kennzeichnet, ist vom „Stationieren" der Manuskripte hergeleitet, von denen er eine Anzahl - zumindest der aktuellsten an Lager halten musste. Später ging dieser Kleinhandel an Gemischtwarenläden oder an die Verkaufsläden der Verlagsbuchhandlungen, manchmal auch an Buchbindereien über. Daraus entwickelten sich im 19. Jh. die reinen Papier- und Schreibwarenhandlungen, die auch Zeichenmaterial sowie Büromaschinen und -geräte vertrieben. Heute sind an deren Stelle Spezialfirmen (Büro, Computer, Grafikbedarf) oder die Fachabteilungen der Warenhäuser und Einkaufszentren getreten. TS

399 Papierhandwerk (historisch) (paper crafimanship) (historical) Das hier gesellschaftlich verstandene Papierhandwerk steht als „freies Handwerk" im Gegensatz zu den Zunfthandwerken, die lokal organisiert - in allen technischen, kaufmännischen und sozialen Belangen eine lokale Monopolstellung ausüben. Es versteht sich als die internationale Gemeinschaft aller das Handwerk ausübenden Männer und anerkennt in Handwerksangelegenheiten nur die eigenen, möglicherweise geringe regionale Unterschiede aufweisenden Regeln („Gebräuche"), die von den höchsten Landesfürsten mit Privileg bestätigt werden. Im übrigen unterstellt es sich der lokalen Gesetzgebung. In allen Tätigkeiten, die nicht direkt das Papiermachen betreffen, steht der Papiermacher unter dem lokalen Zunftzwang. Treibt er z.B. Papierhandel, muss er einer Kaufmannszunft beitreten und sich den lokalen Regeln fügen. Oberstes Organ des Handwerks ist der fallweise regional einberufene „Tag", an dem Meister und Gesellen gemeinsam Streitigkeiten schlichten. Als schärfste Strafe wird das „Schelten" ausgesprochen. Ein gescholtener Geselle findet nirgendwo mehr Arbeit, und kein Geselle darf bei einem gescholtenen Meister arbeiten. Häufig werden Geldstrafen verhängt. Die Wahrung der Handwerksehre („Ehrlichkeit") ist das Hauptziel. Unehrlich wird, wer gegen die (ungeschriebenen) Gebräuche verstößt oder ehrliche Mitglieder des Handwerks beleidigt. Der wichtigste Zusatz zum Eid, der bei der Freisprechung als Geselle zu schwören ist, lautet: „nichts Neues auf- und nichts Altes abkommen zu lassen." Dessen wörtliche Auslegung hat in zünftischer Weise oft zu großem Streit und zur Behinderung des technischen Fortschritts geführt. Die „Gebräuche" regeln aber auch soziale Pflichten, wie z.B. die Versorgung bei Krankheit oder im Alter, und bestimmen europaweit die Rechte der Gesellen (Kost und Logis, Reisepfennig auf Wanderschaft, Lehrzeit, Anstellungs- und Kündigungsformalitäten). Kleinste Betriebseinheit ist die Werkstatt, der neben ungelernten Hilfskräften mindestens der Meister, ein Geselle und ein Lehijunge anzugehören haben.

Auf der untersten Stufe der HandwerksHierarchie steht der Lehrling, dessen Lehrzeit 4 bis 5 Jahre beträgt. Nach dem Freispruch als Geselle (Fest des sog. „Lehrbratens") beginnt eine 2- bis 4-jährige Wanderschaft, nach deren Absolvierung der Papiermacher als vollwertiger Geselle anerkannt wird. Innerhalb der Werkstatt gilt unter den Gesellen die Rangfolge Büttgeselle - Leger - Gautscher. Der oberste Rang eines Altgesellen wird durch Wahl in ein lokales Handwerksamt (z.B. Verantwortlicher für die Gesellenlade) erreicht. Den Meistertitel erlangt man durch Übernahme einer entsprechenden Stellung mit nachfolgender Anerkennung durch die anderen regionalen Meister. Man unterscheidet den Werkstattmeister (unselbstständigen Betriebsleiter) vom Meister (selbstständigen Betriebsleiter, Pächter) und vom Herrn und Meister (Besitzer und Betriebsleiter). Als Herr wird der nicht dem Handwerk angehörende Besitzer einer —> Papiermühle bezeichnet. TS

Papierhilfsstoffe (additives) Hilfsstoffe

Papierholz (pulpwood) —> Faserholz

Papierhülse (paper core) Aus Papier hergestellte —> Hülse.

Papierhülsenmaschine (paper core machine) Maschine zur Herstellung von —> Hülsen aus Papier. In aller Regel handelt es sich um —> Hülsenwickelmaschinen. WN

400 Papierindustrie (paper industry) Der Begriff Papierindustrie beinhaltet im weitesten Sinne nicht nur —» Papier- und —> Kartonfabriken mit oder ohne integrierte(r) —• Holzschliff- bzw. —• Holzstofferzeugung, sondern auch mit integrierten Zellstofffabriken. Im engeren Sinne schließt allerdings dieser Begriff Zellstoffwerke aus, die unter Zellstoffindustrie firmieren. Die Papierindustrie der Welt produzierte 1996 rund 280 Mio t Papier und Karton, unterteilt in folgende Rangordnung der wichtigsten Produktionsländer: USA Japan China Kanada Deutschland Finnland Schweden Frankreich

82 Mio t 30 Mio t 26 Mio t 19 Mio t 15 Mio t 10 Mio t 9 Mio t 9 Mio t

Als Rohstoffe wurden folgende Komponenten herangezogen (1996): • • • • •

—• Altpapier 122 Mio t - > Zellstoff 130 Mio t - > Holzstoff 33 Mio t —> Füllstoffe/—• Pigmente ca. 20 Mio t Chemische —• Hilfsstoffe ca. 10 Mio t

Wegen der StoffVerluste bei der Papierherstellung, vor allem bei der —» Altpapieraufbereitung, ist der Rohstoffeinsatz größer als die Papierproduktion. Neben den Herstellkosten von Papier und der technischen Ausstattung der Werke einschließlich der erzielbaren Produktivität spielen alle Maßnahmen, die dem Umweltschutz zugute kommen, vor allem in den Industrieländern, aber auch in den Schwellen- und Entwicklungsländern eine immer größere Rolle. Dies bezieht sich auf folgende Aspekte: •

Energieeinsparung mit Reduzierung von C02-Emissionen aus der Verbrennung

• •

•

• •

fossiler Primärenergieträger (z.B. Erdgas, Heizöl, Kohle) Frischwassereinsparung mit verringertem Abwasseranfall Reduzierung von wassergetragenen und luftgetragenen —> Emissionen (z.B. CSB, BSB 5 , Schwefeldioxid) Reduzierung von Produktionsabfällen (z.B. —> Deinkingschlamm, Verbrennungsrückstände) Lärmverminderung (z.B. bei der —• Entrindung von Holz) Geruchsverminderung (z.B. bei der Produktion von —> Sulfatzellstoff).

Letztlich ist die Papierindustrie dank des Einsatzes nachwachsender Rohstoffe (—• Holz, —• Einjahrespflanzen), der verstärkten Verwendung von Altpapier sowie der immer engeren innerbetrieblichen —> Wasserkreislaufsysteme, verbunden mit stetig verminderten Emissionen in die Umweltkompartimente Boden, Luft und Wasser, ein industrieller Modellfall für die —•nachhaltige Entwicklung zugunsten heutiger und zukünftiger Generationen. Angesichts eines niedrigen Pro-KopfPapierverbrauchs von rund 50 kg im Weltdurchschnitt (1996) besteht vor allem in den Schwellen- und Entwicklungsländern noch ein großer Nachholbedarf. Deshalb zählt die Papierindustrie zu den Wachstumsindustrien, auch wenn die Produktion um nicht mehr als rund 3 % pro Jahr weltweit wächst. GG

Papierlager (paper storage) In der Papierindustrie ist die Lagerung von Papier in Rollen oder palettierten Formaten (Paletten) aus mehreren Gründen erforderlich: • • •

Materialflussbedingte Zwischenlagerung Pufferung von Produktionsüberhängen Lagerung von Fertigprodukten als Bevorratung von Standardformaten zur Belieferung „ab Lager" und Just in time.

401 Die Lagerbestände sollen ausreichend, aber wegen Kapitalbindung und Kosten möglichst gering bleiben. Wo und wie gelagert wird, ist abhängig von der Art des zu lagernden Guts und dessen Verpackung, vom Materialfluss und dem zur Verfügung stehenden Platz, der Lagerorganisation (Logistik), der Anpassung an die Markterfordernisse und der Flexibilität des gewählten Lagersystems. Rollen werden im —> Rollenlager normalerweise in 6 bis 10 m hohen Kaminen in nummerierten Lagerfeldern (Blocklager) von Staplern mit —> Rollenklammer oder mit speziellen Rollen-Hebeeinrichtungen (z.B. Saugheber, Rollenzangen) ausgestatteten Kränen (Kranlager) gestapelt. In Regallagern (—• Hochregallager) werden Rollen liegend oder stehend auf Paletten eingelagert. Die Lagerung von palettierten Formaten wird, abhängig von Papier, Palettierung, Materialfluss und Auftragsabwicklung, in den Papierfabriken sehr unterschiedlich gehandhabt, wobei für die automatische Lagerung viele unterschiedliche, dem jeweiligen Bedarf angepasste Systeme eingesetzt werden. In den einfacheren Lagern für stapelbare Produkte werden die zu lagernden Paletten in vorgegebene Felder mit —• Gabelstaplern einund ausgelagert. Diese Blocklager sind für —• Feinpapiere nur bedingt geeignet, weil deren Formatvielfalt die Einlagerung oft relativ kleiner, auch individuell angefertigter Auftragsmengen erfordert. Die Lagerfläche Prozessschritt Stoffaufbereitung Blattbildung Nasspressen Trocknung Glätten

Leimung

kann dann nur mit etwa 1 t/m 2 genutzt werden. Außerdem sind Beschädigungen der eingelagerten Paletten nicht auszuschließen. Es liegt nahe, fur empfindlichere Güter eine Lagerart einzusetzen, die in den Materialfluss der Ausrüstung integriert ist und das palettierte Produkt automatisch bis in das Lager bewegt. In einzelplatzverwalteten Regallagern werden die Paletten von Förderzeugen übernommen und zu dem vom L V R (Lagerverwaltungsrechner) zugewiesenen Lagerplatz gebracht (Hochregallager). Literatur: Welge, S.: Lager und Lagerformen. Wochenblatt für Papierfabrikation 120 (1992), Nr. 3, 91-94 SZ

Papiermaché (paper mâché) Schon die alten Ägypter benützten aus Papyrusfragmenten (—• Papyrus) unter Benützung von Harz und Klebstoff verfertigte Massen als Ersatz für das seltene Holz zur Herstellung von Masken, Plastiken, Sarkophagen und Grabbeigaben. Auch im alten China zog man oft eine mit Klebstoff durchtränkte Papiermasse als Rohmaterial für Masken oder Lackwaren heran. Die älteste Erwähnung von Papiermaché in Europa findet sich im Nürnberger Kunstbuch des Katharinenklosters (15. Jh.). Vorher und

Industrielles Papiermachen Handwerkliches Papiermachen Mahlen mit Refiner Mahlen mit Stampfwerk oder Holländer (seit 17. Jh.) Schöpfen mit dem Schöpfsieb Blattbildung auf dem Sieb der Papiermaschine Pressen von Papier-Filzstapeln, Nasspressen in einer Pressenpartie mit 3 ursprünglich in einer Weinpresse bis 4 Pressspalten Einzelblatttrocknung an der Luft Trocknung in der Trockenpartie Glätten im Maschinenglättwerk Manuelles Glätten mit einem und/oder in einem Kalander/SoftkalanStein der Tierleimung von getrockneten Saure Harzleimung oder neutrale LeiEinzelblättern mung mit synthetischen Mitteln, zugegeben vor der Papiermaschine

Prozessschritte des Papiermachens

402 nachher ist dieses Material (auch Pappmasse genannt) vielerorts für Gefäße, Plastiken und im Kunsthandwerk als Füll- und Spachtelmasse verwendet worden. Am bekanntesten sind die daraus hergestellten Puppen- und Puppenspiel-Figurenteile sowie die zinnsoldatenähnlichen, flachen Spielfiguren. Erst die Erfindung des Celluloids (1869) und in neuester Zeit der Kunststoffe hat Papiermaché als Werkstoff praktisch völlig verdrängt. TS

Papiermachen (papermaking) Der Begriff Papiermachen, der auch in anderen Sprachen gebräuchlich ist, stammt aus der vorindustriellen Zeit der handwerklichen Herstellung von —• Büttenpapieren bzw. handgeschöpften Papieren (—• Schöpftechnik). Ohne jeglichen semantischen Bruch wird er weiterhin für die heutige industrielle Papierherstellung verwendet. Technologisch entsprechen sich die Prozessschritte des Papiermachens in der vorindustriellen und industriellen Zeit (siehe Tabelle vorherige Seite). GG

Papiermaschine (paper machine) Die Papiermaschine besteht aus folgenden Gruppen: •

•

- > Stoffauflauf Siebpartie Pressenpartie Leim- oder —* Filmpresse (optional) Trockenpartie Streichanlage (optional) Glättwerk oder —• Softkaiander Aufrollung (—> Poperoller).

Jede dieser Gruppen hat spezifische Aufgaben zu erfüllen (siehe Stichwortquerverweise). Je nach Produkt und Maschinengeschwindigkeit sind Funktion und Aufbau der Gruppen etwas unterschied-

lich. Papiermaschinen stellen maßgeschneiderte Lösungen für den Betreiber dar. Maschinen bis zu einer Arbeitsbreite von ca. 10 m und Maschinengeschwindigkeiten von 2 200 m/min bei Tissuepapieren 1 200 m/min bei Verpackungspapieren 1 800 m/min bei Druckpapieren sind derzeit Spitzenwerte. Bei der Herstellung von —> Verpackungsund —> Druckpapieren sind folgende Tendenzen festzustellen: • • •

Die Maschinengeschwindigkeiten nehmen weiter zu. Die flächenbezogenen Massen einzelner Sorten werden verringert. Der Altpapiereinsatz (—> Altpapier) wird weiter gesteigert.

—• Testliner wird zunehmend zweilagig hergestellt, meist auf 2 Langsieben mit unterschiedlicher Aufbereitung des —> Altpapierstoffs für 2 Rohstoffstränge. Der Aufbau einer Testliner-Papiermaschine folgt dem Trend von grafischen Papieren (Abb.): Zweischicht-Stoffauflauf, —• Gapformer, 2 Schuhpressen, erste -»einreihige Trockengruppen, zweireihige Trockengruppen, —• Leimpresse, ein- und zweireihige Trockengruppe, Rollapparat (—• Poperoller). Mit dem Zweischicht-Stoffauflauf wird die —> Suspension mit 0,75 bis 1,8 % Stoffdichte und einer Strahldicke von 12 bis 15 mm zwischen 2 Sieben entwässert und nach 2 Siebseiten hin entwässert. Die Siebtrennung erfolgt bei einem —• Trockengehalt der Bahn

Testliner-Papiermaschine

403 von 8 bis 12 %. Die Bahn wird vom Tragsieb bei einem Trockengehalt von 20 bis 23 % mit dem —• Pick-up-Filz abgenommen. Nach 2 Schuhpressen wird ein Trockengehalt von 50 bis 52 % und vor der Leimpresse von 92 bis 97 % Trockengehalt erreicht. Der Endtrockengehalt am Poperoller beträgt ca. 92 %. —• Deckenpapier (Liner) wird ebenfalls zweilagig hergestellt. Die Blattbildung erfolgt zweilagig heute z.T. mit 2 Langsieben, mit einem Langsieb und einem Doppelsieb oder mit 2 Doppelsieben. Die Leimpresse entfällt. Für eine gute Oberfläche ist eine Glätteinrichtung (—• Glättwerk) zweckmäßig. BU

Papiermaschinen (historisch) (paper machines) (historical) Die erste Papiermaschine ist 1798 von Nicolas Louis Robert, damals Betriebsleiter der Papiermanufaktur in Essonnes (Frankreich), erfunden worden. Er erhielt im Januar 1799 ein entsprechendes Patent. Das Patent wurde von seinem Patron Didot nach England verkauft. Dort wurde das primitive Gerät aus Holz mit flachem Endlossieb durch den Ingenieur und Konstrukteur Bryan Donkin und die Papierindustriellen Gebrüder Fourdrinier weiterentwickelt. Donkins Maschinen wurden in ganz Europa in großer Zahl aufgestellt. Nach ersten Versuchen von Bramah (1808) ließ Dickinson 1810 in England eine Rundsieb-Papiermaschine patentieren. Erst gegen 1820 konnte Crompton das Trocknungsproblem der Endlosbahn dank der Erfindung des dampfbeheizten —> Trockenzylinders lösen, und Donkin entwickelte danach die —> Trockenpartie. Damit war der Weg für den Erfolg der —• Langsiebmaschine gebahnt. Neben französischen Konkurrenzprodukten sind die Schweizer Maschinen der Textilmaschinenfabrik Escher-Wyss, die ursprünglich die Donkin-Maschinen verkaufte, zu erwähnen, vor allem aber die Maschinen des „deutschen" Typs von WidmannSchaeuffelen in Heilbronn, die mit verkürztem Langsieb, wirkungsvoller —> Pressenpartie und einer reduzierten Trockenpartie als „Sparversion" viele Käufer fanden.

Die —> Rundsiebmaschine setzte sich fur —• Büttenpapiere und für die Herstellung von Karton und Pappe durch, während die in Amerika entwickelte, einen übergroßen beheizten „Yankee"-Zylinder aufweisende Maschine die Herstellung von —• Hygienepapieren beflügelte. Die zahlreichen Maschinen mit Ketten von Schöpfformen (deren letzte wurde im 20. Jh. patentiert) dienten der Herstellung von Sicherheitspapieren für —» Banknoten- und Wertpapiere. Daneben konstruierten findige Mühlenbauer in fast allen Gegenden Europas kleine Maschinen aus Holz, von denen je ein Exemplar im Deutschen Museum München und im Technischen Museum Wien zu sehen ist. Den entscheidenden Fortschritt für den Bau großer, schneller, immer spezialisierterer Maschinen lieferten der Wechsel vom Dampf- zum Elektroantrieb im letzten Viertel des 19. Jh. und viel später die Automation. Man kann die Entwicklung der Papiermaschine sowie der Einrichtungen der Papierindustrie in 5 Phasen gliedern: 1) (1800 - 1860) Konsequente Mechanisierung aller bisher von Hand ausgeführten Arbeitsgänge und Verbesserung der bestehenden Maschinen und Geräte (Hadernreinigung und -aufbereitung, —• Mahlung, —• Stoffauflauf, —> Egoutteur, Trockenpartie, —• Kalander, Aufrollwalzen, Längsschneider). 2) (1840 - 1880) Entwicklung von schliff und —• Zellstoff.

Holz-

3) (1860 - 1950) Einführung des Elektroantriebs, Vergrößerung der Bahnbreite, Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit, Verbesserung, z.T. Neukonstruktion der einzelnen Teile der Papiermaschine, Entwicklung von speziell für einzelne Produktsegmente konstruierten Maschinen. 4) (1950 - 1980) Weitere Vergrößerung der Bahnbreite und Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit, Einsatz neuer Roh- und —»Hilfsstoffe, Neutralleimung, neue Papiersorten, vermehrte Spezialisierung der Betrie-

404 be und Bildung von Großkonzernen, Ökologie als wesentliches Kriterium. 5) (1980 ff.) Senkung des Wasserverbrauchs (geschlossene Kreisläufe), Einsatz von Recycling-Fasern, Einsatz der Biotechnologie, Ökologie vorrangig, nochmalige Steigerung der Kapitalintensität, Bildung global aktiver Großkonzerne. TS

Papiermaschinenfilz (paper machine feit) Papiermaschinenfilz ist der Oberbegriff für —• Nassfilze und —• Trockenfilze.

Papiermaschinensieb (paper machine wire) Siebe werden in Papiermaschinen als Blattbildungssiebe (engl.: forming fabrics) (—> Sieb) in der —> Siebpartie und als —• Trockensiebe (engl.: dryer screen) in der —• Trockenpartie eingesetzt. AL

Papiermaschinenumbau (rebuild of a paper machine) Unter Papiermaschinenumbau versteht man bauliche Veränderungen an einer Papiermaschine, die im Wesentlichen folgenden Zielen dienen: • • • •

Höhere Produktionsgeschwindigkeit Höhere Produktivität Qualitätsverbesserung des hergestellten Produkts Einsatz kostengünstiger oder qualitativ verbesserter Rohstoffe.

Meist werden nach Ermittlung von Engpässen an der Papiermaschine die entsprechenden Abschnitte durch neue Komponenten ersetzt oder ergänzt, wie z.B. —• Stoffauflauf mit Querprofilregelung, —> Siebpartie (z.B. —>Doppelsiebformer), —•Pressenpartie mit —» Schuhpresse, —> Streichanlage und/oder Sofìtkalander. BU

Papiermühle (paper mill) Unter Papiermühle versteht man allgemein die europäische Papiermacherwerkstatt mit 1 bis 3 Bütten, wie sie sich in Italien im 13. und 14. Jh. herausgebildet hat. Sie besteht aus einem Raum für die Lumpenaufbereitung (—> Lumpen) (Wägen, Sortieren, Reißen), einem Faulkeller, dem über ein Wasserrad angetriebenen —> Stampfwerk mit 4 bis 6 Löchern, dem Schöpfraum mit Bütte und Nasspresse, einem Raum für die Leimaufbereitung, dem Sortiersaal mit Trockenpressen und den Hängeböden zum Trocknen des Papiers. Lagerräume, die Meisterwohnung und Gesellenkammern kommen noch dazu. Wegen des notwendigen Antriebs und um genügend Betriebswasser guter Qualität zur Verfugung zu haben, werden Papiermühlen wie andere Mühlen direkt an einen kleineren oder größeren Wasserlauf mit Gefalle gebaut. Wind- und Schiffsmühlen kommen gelegentlich ebenfalls vor. In der Regel sind alle Räume unter einem Dach untergebracht. Bei größeren Mühlen handelt es sich um Gebäudekomplexe, in denen die einzelnen Funktionen separaten Gebäuden zugeordnet sind. Praktisch alle Gesellen und Hilfskräfte wohnen in der Papiermühle. Die Meistersfrau ist für den Haushalt verantwortlich. Als Minimalbesatzung zu einer Bütte rechnet man den Meister, seine Frau, 1 bis 2 Gesellen, 1 Lehrling, 2 Lumpenreißerinnen und 1 Magd. Jede Papiermühle gilt als Betriebseinheit, als Werkstatt, und besitzt auf einem Papiermachertag eine Stimme. Bezüglich der Betriebsrechte und der wichtigen Wasserrechte hängt sie von den örtlichen Herrschaftsrechten und allfälligen Privilegien ab, was auch für das Recht gilt, —•Hadern sammeln zu lassen. Ein Recht auf Papierhandel ist mit dem Betrieb einer Mühle nicht verbunden, sondern ist getrennt zu erwerben. TS

Papierpresse (historisch) (paper press) (historical) Die nach der —* Eingießtechnik hergestellten Papiere benötigen in der Regel kein Pressen, es sei denn nach dem Trocknen, um sie etwas

405 zu glätten. Anders die geschöpften (—• Schöpftechnik) Papiere, denen nach dem Gautschen möglichst viel Wasser zu entziehen ist, um sie für das Trocknen manipulierbar zu machen. Die ältesten chinesischen „Pressen" bestehen aus einem Brett, das über den Stapel nasser Papiere gelegt und mit Steinen beschwert wird. Auch kommt die Hebelpresse vor, an deren Pressbalkenende Steine als Pressgewichte aufgehängt werden. Die europäische Papierpresse ist von der antiken Einschrauben-Presse abgeleitet. Um den nötigen hohen Druck zu erzeugen, ist der Pressbengel mit einer vertikalen Seilwinde verbunden, die von den Gesellen mit vereinten Kräften bedient wird. Gewinde und Spindel sind aus Holz von Hand gearbeitet, so dass die Reibung einen Rückschlag verhindert. Die Presse wird im Schöpfraum so aufgestellt, dass der schwere —»Pauscht vom Gautschstuhl direkt auf schienenartigen Balken unter die Presse geschoben werden kann. Diese Konstruktion hat Gutenberg für den Bau seiner Druckerpresse zum Vorbild genommen. Erst im 17. und 18. Jh. wird die Holzspindel durch die leichtgängigere Metallspindel ersetzt. Um den Rückschlag zu vermeiden, wird ein Rätschenrad mit Geißfuß als Halter angebracht. Die Eisenpressen des 19. Jh. erhalten anstelle des Pressbengels ein überdimensioniertes Handrad, das über ein Getriebe die Spindel bedient. Die Papiermaschinenpresse leitet sich von der WalzenQuetschpresse (Mangel) ab, die seit dem 17. Jh. gelegentlich für das Glätten von Papier verwendet wird. TS

Papierprüfung (paper testing) Im weitesten Sinne umfasst die Papierprüfung folgende Bereiche: • • •

Physikalische Papierprüfung Chemische Papierprüfung Mikrobiologische Papierprüfung.

Weiterhin bezieht sich die Papierprüfung auf folgende Stoffgruppen:

• • • • •

—> Altpapierstoff —• Holzstoff Zellstoff —• Papier, —> Karton und —• Pappe Produkte aus Papier, Karton und Pappe (z.B. —• Papiersäcke, —• Wellpappe).

Im klassischen Sinne werden für die Prüfung der verschiedenen Stoffgruppen in der Produktion, aber auch im Rahmen von Forschung und Entwicklung —• Stichproben aus einer —• Grundgesamtheit (z.B. —•Mutterrolle) gezogen, wobei die Masse je Stichprobe und die Frequenz der Stichprobenziehung in Abhängigkeit von den zu prüfenden Eigenschaften in Normen vorgegeben sind oder mangels Normen bzw. abweichend von den Vorgaben in Normen frei gewählt werden. Im Rahmen der physikalischen Papierprüfung geht es um die Messung von Fasereigenschaften (z.B. —• mittlere Faserlänge und Faserlängenverteilung), Suspensionseigenschaften (z.B. —• Schopper-Riegler-Wert) oder Eigenschaften von Papier, Karton und Pappe, unterteilt in folgende Bereiche: • • • • •

Grundeigenschaften (z.B. —> flächenbezogene Masse) Festigkeitseigenschaften (z.B. —> breitenbezogene Bruchkraft) Oberflächeneigenschaften (z.B. —• Glätte oder —• Rauhigkeit) Verhalten gegen Flüssigkeiten (z.B. - > Cobb-Wert) Optische Eigenschaften (z.B. —• spektraler Reflexionsfaktor, —• Opazität).

Im Rahmen der chemischen Papierprüfung werden entweder nur qualitativ organische und anorganische Bestandteile von Zellstoff, Holzstoff, Altpapierstoff oder Papier analysiert oder darüber hinaus quantitative Bestimmungen der Gehalte an organischen oder anorganischen Komponenten durchgeführt. Die mikrobiologische Prüfung spielt nur eine untergeordnete Rolle, auch wenn sie bei speziellen Papiersorten (z.B. —• Lebensmittelverpackungspapiere) einen höheren Stellenwert hat (z.B. Keimzahl). GG

406 Papierprüfung (historisch) (paper testing) (historical) Lange Zeit erfolgte das Prüfen von Papierstoff und Papier ausschließlich visuell oder taktil, entsprechend der Erfahrung des Prüfenden (in der Regel des Meisters). Schon in der frühesten Zeit der europäischen Papiermacherei prüften aber auch die Behörden die „Rechtschaffenheit" des Papiers. Diese Prüfung bezog sich auf Format und Qualität, d.h. Gebrauchseigenschaften und Aspekt. Mängelrügen waren an der Tagesordnung, da viele Papiermacher Ausschuss unter die reguläre Ware mischten. Prüfungen auf naturwissenschaftlicher Basis beginnen im 18. Jh. mit der Suche nach Ersatzstoffen für Hadern (—» Lumpen). Mit den fortschreitenden Erkenntnissen der Chemie verändern sich auch die Papierprüfmethoden, vorerst auf individueller Basis. Der Erfolg der Firma Louis Schopper in Leipzig, die erstmals serienmässig Prüfgeräte baut, bewirkt nach 1890 eine Normung, die erst rund 50 Jahre später durch die noch heute geltenden —>DIN-, —> EN- bzw. ISONormen abgelöst worden ist. TS

Papierrohr (paper tube) Zylindrische Hohlkörper aus Papier bezeichnet man als Papierrohr, wenn der Verwendungszweck nicht - wie bei der —> Hülse - der Wickelkern für bahnformige Materialien ist. Papierrohre werden z.B. als Umhüllung zum Postversand aufgerollter Schriftstücke, Zeichnungen o.ä. verwendet, wobei die offenen Enden mit Kappen (oft aus Kunststoff) verschlossen werden. WN

Papierrollenkantenschutz (roll edge protection) Die Kanten einer Papierrolle bedürfen des besonderen Schutzes vor Beschädigungen während des Transports vom Papierhersteller zum Kunden (z.B. Druckerei). Sie werden deshalb in der —• Rollenpackmaschine mit einem zusätzlichen Kantenschutz versehen, der meist aus gezahnten, drei- bis fünftägigen

Wellpappestreifen besteht, die um die Rollenkante gelegt und mit Klebeband befestigt werden. Im Twister (Rollenpackmaschine) werden mehrere Lagen —> Kraftpapier mit einem Überstand von 150 mm angewickelt und eingefaltet. Dabei richtet sich die Lagenzahl nach der gewünschten Qualität des Kantenschutzes. Die Umreifung von Rollenkanten mit stahl- oder faserverstärktem Kunststoffband wird vorwiegend bei ansonsten unverpackt bleibenden Rollen (z.B. Kraftpapier, —• Deckenpapier) im Materialfluss mit automatischen —• Umreifungsmaschinen praktiziert. SZ

Papiersack (paper sack) Unter einem Papiersack versteht man ein hauptsächlich aus einer oder mehreren flachgelegten Papierschlauchlagen gefertigtes, mindestens an einem Ende geschlossenes Behältnis. Der Papiersack stellt ein flexibles, vollflächiges, raumbildendes Packmittel von über 2 700 cm 2 (Länge χ Breite) dar. Zur Erzielung besonderer Eigenschaften für die Befüllung und die Güterverteilungskette wird Papier mit anderen flexiblen Materialien (z.B. Polyethylen) kombiniert. Man spricht dann von einem kombinierten Papiersack. Papiersäcke werden in der Regel aus Natronkraftpapieren (—> Kraftpapier) hergestellt, die ein besonders hohes —• Arbeitsaufnahmevermögen aufweisen. Eingesetzt werden maschinenglatte und gekreppte Papiere, ungebleichte, halbgebleichte, vollgebleichte und farbige Papiere sowie Papiere mit nassfester Ausrüstung (—• Nassverfestigung). Zur Erzielung gewünschter Barriereeigenschaften werden die Papiere mit anderen Materialien, wie Polyethylen, Silikon oder Wachs, kaschiert bzw. beschichtet. Papiersäcke dienen zur Verpackung von Massenschüttgütern, wie Zement, Kalk, Düngemittel, chemischen Grundstoffen, Farben und Kunststoffgranulat sowie Nahrungs- und Futtermittel, die gekörnt, granuliert, pulverförmig oder in Brocken als Packgut anfallen.

407 In der D I N ISO 6590 sind die unterschiedlichen Sackformen beschrieben. Es wird unterschieden nach offenen und geschlossenen sowie nach genähten und geklebten Säcken. Als offene Säcke werden Schläuche bezeichnet, die nur an einem Ende während der Fertigung verschlossen wurden. Nachfolgend sind verschiedene Bauformen von offenen Säcken dargestellt.

Offener geklebter Kreuzbodensack Flachschlauch, der an einem Ende mittels kreuzweisem Falten, Formen und Kleben einen sechseckigen Boden erhalten hat (Kreuzboden).

Offener genähter Flachsack Flachschlauch, der an einem Ende mittels durchgehender Quernähnaht verschlossen wurde.

Offener geklebter Falzbodenflachsack Gestaffelter Flachschlauch, der an einem Ende nach einfachem Umfalzen der Staffelung mittels —•Klebstoff verschlossen wurde.

Offener genähter Faltensack Faltenschlauch, der an einem Ende mittels durchgehender Quernähnaht verschlossen wurde.

Offener geklebter Blockbodensack Faltenschlauch, der an einem Ende mittels Falten, Formen und Kleben einen rechteckigen Boden erhalten hat.

408 Offener geklebter Falzbodenfaltsack Gestaffelter Faltenschlauch, der an einem Ende nach einfachem Umfalzen der Staffelung mittels Klebstoff verschlossen wurde.

Säcke, die aus einem an beiden Enden mit Ausnahme einer Ventilöffnung verschlossenem Schlauch bestehen, werden als Ventilsäcke bezeichnet. Als Ventil wird in diesem Zusammenhang eine normalerweise in einer Sackecke gelegene Öffnung bezeichnet, durch die hindurch der Sack befüllt wird und die nach dem Befüllen den Inhalt nicht ohne weiteres wieder ausfließen lässt. Ventilsäcke werden in folgenden Bauformen hergestellt:

Genähter Ventilfaltensack

Ventil

Faltenschlauch, dessen beide Enden jeweils mittels einer durchgehenden Quernähnaht verschlossen wurde.

Geklebter Ventilbodensack

Ventil

Flachschlauch, dessen beide Enden jeweils mittels kreuzweisem Falten, Formen und Kleben einen sechseckigen Boden erhalten hat.

Genähter Ventilflachsack X

Ventil

Flachschlauch, dessen beide Enden jeweils mittels einer durchgehenden Quernähnaht verschlossen wurde.

Geklebter Ventilblockbodensack Faltenschlauch, • Ventil dessen beide Enden jeweils mittels kreuzweisem Falten, Formen und Kleben einen rechteckigen Boden erhalten haben. AN

409 Papierschneidemaschine (paper cutting machine) —> Schneidmaschine

Produktgruppe

• Papierschneidemesser (paper cutting knife) —• Schneidwerkzeug

•

• Papiersorten (paper grades) Die in der Papierindustrie hergestellten Papiersorten sind dank ihrer unterschiedlichen stofflichen Zusammensetzung und vielfaltigen Einsatzzwecke so zahlreich, dass sie in die Hunderte gehen. Da eine einigermaßen vollständige Aufzählung einzelner Papiersorten jeden Rahmen sprengen würde, ist es auch für Fachleute ausreichend, wenn die Gesamtheit aller Papiersorten in Gruppen zusammengefasst wird. Im ersten Ansatz erfolgt aus deutscher Sicht eine Unterteilung in die folgenden 4 Hauptproduktgruppen: • • • •

Grafische Papiere (als DruckSchreibpapiere) Verpackungspapiere und -karton Hygienepapiere Spezialpapiere.

und

Aus der Tabelle gehen die deutschen Produktionsmengen und die jeweiligen —• Altpapier-Einsatzquoten in diesen Hauptproduktgruppen hervor. 1) Der große Bereich der grafischen Papiere lässt sich in folgende Untergruppen unterteilen: • —> Ungestrichene —• holzhaltige Papiere (vor allem —• Zeitungsdruck- und —> SCPapiere) • —• Gestrichene —• holzhaltige Papiere (vor allem —• LWC-Papier) • Ungestrichene —• holzfreie Papiere (—•Büropapiere, z.B. als —• Kopierpapiere) • Gestrichene holzfreie Papiere (z.B. —• Bilderdruck-, —• Etiketten-, —• Kunstdruckpapiere).

•

Produktionsmenge [Mio t]

AltpapierEinsatzquote ί%1

7,8

35

6,1

95

0,9

70

1,1 16,0

45

Grafische Papiere Verpackungspapiere und -karton Hygienepapiere Spezialpapiere

Summe Durchschnitt

59

Produktionsmengen und Altpapier-Einsatzquoten

(1997)

Aus der Sicht des Einsatzes von grafischen Papieren wird folgende Unterteilung vorgenommen: • •

Büro- und Administrationspapiere Druck- und Pressepapiere.

2) Verpackungspapiere beinhalten in erster Linie —• Wellen- und —• Deckenpapiere für die Herstellung von —> Wellpappe. Karton umfasst vor allem —• Faltschachtelkarton bzw. Sekundärfaserkarton (aus Altpapier) für die Herstellung von —• Verkaufsverpackungen zum Schutz von Lebensmitteln und Gebrauchsgütern. 3) Die Gruppe der Hygienepapiere teilt sich in folgende Einzelsorten auf: • • • • • •

Toilettenpapier Küchenrollenpapier Handtuchpapier Taschentuchpapier Serviettenpapier Gesichtstuchpapier.

4) Am vielfältigsten und damit auch am heterogensten ist die Gruppe der Spezialpapiere, die all diejenigen Papiersorten umfasst, die nicht zu den 3 erstgenannten Hauptprodukt-

410 gruppen gehören. An die meisten Spezialpapiere werden besonders hohe und außerdem sehr individuelle Qualitätsanforderungen gestellt. Exemplarisch seien nur einige wenige Sorten genannt:

•

• •

• • • • • •

—• Banknotenpapier —• Filtrierpapier (für technische Zwecke und für private Verbraucher) —• Fotorohpapier - > Dekorpapier (für die Möbelindustrie) —> Kondensatorpapier (für die Elektroindustrie) —> Zigarettenpapier.

Eine besondere Zuordnung zu Spezialpapieren erfährt in Deutschland Hülsenpapier bzw. —• Hülsenkarton, da diese Sorte nicht den 3 erstgenannten Gruppen zugeordnet werden kann. GG

Papiersorten (historisch) (paper grades) (historical) Die Papiersorten haben sich im Laufe der Zeit aus dem Bedürfnis nach verschiedenen Formaten, Einsatzmöglichkeiten und auch Farben herausgebildet. In China tragen die ersten Sorten die Namen ihrer „Erfinder" oder der Provinz, in der sie entstanden sind. Später kommen Bezeichnungen hinzu, die auf die verwendeten Fasern oder den Aspekt hinweisen. Dasselbe gilt für Korea und Japan. Die Araber benennen ihre Sorten ebenfalls nach Herkunftsort, Format und Verwendungszweck; einige Namen weisen auf die spezielle Ausrüstung hin. Im spätmittelalterlichen Europa sind es zunächst die —• Formate, welche als Sorten gelten. Später werden mit spezifischen Formaten und Qualitäten verknüpfte —• Wasserzeichen zu Sortennamen. Als Qualitätssorten werden bis weit ins 18. Jh. nur unterschieden: • •

Druckpapier (stark, dünn, ohne oder mit schwacher —• Leimung) Kanzleipapier (stark, geleimt, erste Wahl, meist in größerem Format)

Schreib- oder Postpapier (eher dünn, geleimt, erste Wahl, meist von mittlerem oder kleinem Format) Konzept (dünn, geleimt, oft zweite Wahl) Schrenz (dünn, schlecht, aus Restfasern aller Art, oft nur für Entwürfe oder Verpackungszwecke brauchbar).

Mit der Einführung der Papiermaschine und der neuen Rohstoffquellen im 19. Jh. ändern sich die Sortenbezeichnungen völlig. Im Vordergrund stehen nun die Stoffqualitäten, die Flächengewichte und die Ausrüstung. Auch kommt die Eignung für spezifische Anwendungsgebiete hinzu. 1888 unterscheidet man gesamteuropäisch folgende Hauptsorten von Maschinenpapieren (z.T. in —» holzfrei und —• holzhaltig unterschieden): Briefpapiere; Kanzleipapiere (Kanzlei - Konzept); Bücher- und Aktenpapiere; Noten- und Zeichenpapiere; Druckpapiere (7 Qualitäten); Noten-, Kupfer- und Steindruckpapiere; Seiden-, Goldschlag-, Kopier- und Zigarettenpapiere; Umschlagund Zettelpapiere (farbig); Packpapiere und Tütenpapiere (farbig, grau, halb weiß); Karton, Pappe; Löschpapiere; Spezialpapiere (Tapeten-, Bunt-, Telegraphen-, Fotopapiere). TS Papierspäne (paper shavings) Unbedruckter Randbeschnitt bzw. Stanzabfall von bedruckten Papierrollen oder Papierbogen, der beim —> Drucken bzw. Papierverarbeiten (—• Papierverarbeitung) anfällt und als —» Altpapier der stofflichen Wiederverwertung (—• Recycling) bei der Papierherstellung zugeführt wird. HM

Papierspule (paper spool) Papierspulen sind konisch geformte —• Hülsen aus Papier, die vornehmlich in der Textilindustrie als Wickelkerne für Garne eingesetzt werden. Papierspulen müssen besondere Anforderungen bezüglich der Innenmaßgenauigkeit erfüllen, damit sie fest

411 auf der Maschinenspindel sitzen. Weitere Anforderungen hinsichtlich Stauchfestigkeit, Gefugefestigkeit und —• Durchstoß- bzw. —• Berstfestigkeit der Spulenwand resultieren aus den hohen Abwickelgeschwindigkeiten in Textilmaschinen. WN

Papierstaub (lint, paper dust) Bei der Herstellung von Papier fällt an verschiedenen Stellen der Produktionslinie Papierstaub an, der aus Fasern und Faserbruchstücken, aber auch aus —•Füllstoffen bzw. —• Strichpigmenten und eingelagerten —• Hilfsstoffen (z.B. —• Stärke) besteht. Eine Anfallstelle von Papierstaub ist die —• Trockenpartie der Papiermaschine, wo sich auf dampfbeheizten —» Trockenzylindern derartige Partikel ablagern und von den —• Schabern, die an der Oberfläche der Trockenzylinder anliegen, entfernt werden. Zum anderen entsteht Papierstaub beim Längsschneiden von Papierrollen in —• Rollenschneidmaschinen oder auch beim —> Querschneiden von Papierbögen mithilfe von —• Querschneidern. In diesen Fällen wird von Schnittkantenstaub gesprochen, der teilweise an seiner Entstehungsstelle abgesaugt wird. Die Entstehung von Papierstaub muss durch geeignete Maßnahmen vermieden werden, damit vor allem beim Bedrucken von Papier die sich auf den Papierbögen oder Papierbahnen befindlichen Staubpartikel nicht auf dem —• Gummidrucktuch von —> Offsetdruckmaschinen ablagern und dadurch das —• Druckbild auf dem bedruckten Papier qualitativ beeinträchtigt wird. Zu den Abhilfemaßnahmen gehören: •

•

Ausreichende —• Faser-zu-Faser-Bindung im Papier und insbesondere auf der Papieroberfläche, vor allem beeinflusst durch —• Mahlung und Zugabe von Hilfsstoffen in der Masse oder durch eine —• Oberflächenbehandlung mithilfe einer —• Leim- oder —• Filmpresse in der Papiermaschine. Sanfte Anheizkurve in der —•Trockenpartie von Papiermaschinen.

Ausreichende Bindung der Strichschicht (—• Strich) von —• gestrichenen Papieren. Scharfe und richtig angestellte Schneidwerkzeuge in Rollenschneidmaschinen und Querschneidern. GG

Papiertransport (historisch) (paper transport) (historical) Zu allen Zeiten wurde das Papier in Paketen transportiert, von denen einige in Packen (Ballen) zusammengefasst wurden. Deren Umhüllung bestand aus grobem Sacktuch oder (in Asien) aus Jutegewebe oder Flechtmatten. Stand ein Schiffstransport bevor, wurden die Ballen in wasserdichte Fässer eingeschlagen. Den Transport besorgten spezialisierte Fuhrleute, Säumer oder Schiffleute. Doch auch das Verpacken in Ballen war ein besonderes Handwerk. Die Ballenmacher verstanden sich auf das richtige Ausstopfen der Ballen und die Umschnürung des Packtuchs mit Seilen, die mit grosser Kraft gespannt und verknüpft werden mussten. Die Verpackungseinheiten sind denn auch zum Zählmaß für Papier geworden. Eine „Hand" umfasst 24/25 Bogen; 20 „Hände" ergeben das Ries-Paket (vom arabischen rizma = Bund; 1884 wird das metrische Neuries eingeführt, das 1 000 Blätter umfasst). 10 Ries werden zum „Ballen" zusammengefasst. Auch die Formatpapier-Produktion kleiner Mühlen wird bis in die zweite Hälfte des 19. Jh. in Ries und Ballen angegeben. Der Papiermaschinen-Ausstoß berechnet sich allerdings nach Gewicht (Masse). TS

Papierverarbeitung (historisch) (paper converting) (historical) Die Verarbeitung von Papier (und seinen Vorläufern) zu besonderer Ware wird jeweils von spezialisierten Handwerkern bzw. Betrieben übernommen. So lassen sich z.B. im Fernen Osten Papierbild-, Laternen-, Fenster», Papiergarn- und Schreibwarenhersteller unterscheiden, die in den meisten Fällen auch ihre Ware selbst vertreiben. Das europäische Mittelalter und die Neuzeit kennen z.B. Karten- und Heiligenbild-

412 Macher, Tapetenmanufakturen, BuntpapierHersteller und erst spät neben den Druckern und Buchbindern die eigentlichen Papier- und Schreibwarenhersteller. Der Vertrieb erfolgt in der Regel durch fliegende Händler oder Gemischtwaren-Handlungen. Seit dem 18. Jh. erweitert sich das Sortiment der Papierwaren-Hersteller beträchtlich, und der Siegeszug der Papiermaschine, der nicht nur billigeres Papier, sondern auch mehr Sorten bringt, fordert diese Entwicklung. Erinnert sei nicht nur an Briefmarken und Etiketten, sondern auch an Wegwerfartikel, wie Papiertüte, Papier-Stehkragen oder geprägte und gestanzte Tortenplatten-Papiere. Die Mechanisierung aller Arbeitsgänge, oft beschränkt auf einzelne Prozesse, die von Hand koordiniert werden müssen, ist erst in der zweiten Hälfte des 19. Jh. allgemein üblich (Couvert-Maschine 1890), wobei an das wichtigste Verarbeitungsprodukt, die 1874 in den USA patentierte Wellpappe, erinnert sei, die die üblichen Holz-, Blech-, Leder- und Kartonverpackungen ablöst. TS

Papierverarbeitungstechnik (paper converting technology) Die Papierverarbeitungstechnik ist eine Teildisziplin des ingenieurwissenschaftlichen Gesamtgebiets der Verarbeitungstechnik, deren Aufgabe die Analyse, Synthese und industrielle Realisierung aller „stoffformenden, form- und lageabhängigen Prozesse im Bereich der Stoffwirtschaft" ist [1]. Das Teilgebiet der Papierverarbeitungstechnik nutzt die allgemeinen Gesetzmäßigkeiten und Arbeitsmethoden der Verarbeitungstechnik und wendet sie auf die Herstellung von Fertigprodukten aus Papier, Karton und Pappe an [2]. Der Begriff Papierverarbeitungstechnik beschränkt sich aber nicht auf diese Materialien, sondern er schließt auch alle die Materialien ein, die in Kombination mit ihnen benötigt werden. Exemplarisch für solche Materialien seien —• Kunststofffolien, Druckfarben, —•Lacke und —•Klebstoffe genannt. Die Papierverarbeitungstechnik ist insofern eine stofforientierte Technik. Ihre Anwendung ist nicht auf die darauf spezialisierten Betriebe

beschränkt. Methoden und Verfahren der Papierverarbeitungstechnik finden in vielen anderen Industriebereichen Anwendung, auch in der Papiererzeugung. Verfahrensgruppe Umformende Verfahren

Beschreibung

Verfahren, die eine Formänderung des Verarbeitungsguts bewirken. Beispiele: Rillen, Riffeln Trennende Verfahren, die den StoffVerfahren zusammenhalt im Verarbeitungsgut an bestimmten Stellen aufheben. Beispiele: Schneiden, Stanzen Verbindende Verfahren, die den Stoffzusammenhalt des VerarVerfahren beitungsguts an bestimmten Stellen herstellen. Beispiele: Kleben, Siegeln, Klammern Verfahren zur Verfahren, die die Gebrauchseigenschaften des Kombination von Materia- Verarbeitungsguts ändern. Beispiele: Imprägnieren, lien Beschichten, Kaschieren DruckVerfahren, mit denen verfahren Informationen auf das Verarbeitungsgut übertragen werden. Beispiele: Konventionelle Druckverfahren: Offset-, Tief-, Flexo-, Siebdruck; NonImpact-Druckverfahren, Prägedruckverfahren Verfahren zum Verfahren, die Orts-, Transport Mengen- oder Lageveränderungen des Verarbeitungsguts in oder durch Maschinen bewirken. Beispiele: Abrollung und Aufrollung, Vereinzeln und Stapeln von Bogen

Verfahrenstechniken zur Erzeugung elementarer Zustandsänderungen im Verarbeitungsgut

413 Die Papierverarbeitungstechnik liefert durch das Sammeln von Arbeitsvorschriften und Erfahrungen die Voraussetzungen und durch Ordnung und Klärung des bestehenden Wissens die wissenschaftlichen Grundlagen für die Gestaltung von Produkten aus Papier, Karton und Pappe, für die Gestaltung der für ihre Realisierung notwendigen Prozesse und für die Konstruktion der dafür erforderlichen Maschinen (Papierverarbeitungsmaschinen). Nicht nur unter ökologischen, sondern auch unter ökonomischen Gesichtspunkten spielen dabei verschiedene Aspekte der —• Abfallverwertung und des —»Recycling eine große Rolle, die bereits bei der Produktgestaltung und der Materialauswahl berücksichtigt werden müssen. Es gibt eine äußerst große Vielfalt von Papierverarbeitungsprodukten, die von Verpackungen aus —• Wellpappe, Karton und Papier über Bücher und —• Broschüren, —• Etiketten und —• Briefumschläge bis hin zu Lampenschirmen reicht. Zur Herstellung dieser Produkte gibt es eine Reihe von stoffformenden, form- und lageabhängigen Prozessen, die - in zweckmäßiger Reihenfolge angewendet - vom Rohmaterial zum Fertigprodukt führen. In diesen Prozessschritten werden mit bestimmten Verfahrenstechniken jeweils elementare Zustandsänderungen im Verarbeitungsgut bewirkt. Trotz der großen Produktvielfalt und der Vielfalt der notwendigen Prozesse lassen sich diese Verfahrenstechniken in nur wenige Verfahrensgruppen gliedern ( Tab.). Papierverarbeitungsprodukte müssen eine bestimmte Funktion erfüllen und industriell herstellbar sein. Deshalb muss ein bestimmtes Produkt immer unter dem Aspekt der Anwendungstechnik und der Materialtechnik gesehen werden. Diese Dualität führt dazu, dass bei der Konstruktion von Papierverarbeitungsprodukten stets die folgenden Aspekte beachtet werden müssen: •

Geometrie Form und Abmessungen des Papierverarbeitungsguts müssen mit den Arbeitsbreiten der verfügbaren Maschinen korrespondieren.

•

•

•

•

•

Anforderungen an das Verarbeitungsgut Das Anforderungsprofil, das die Verarbeitungsverfahren und der spätere Verwendungszweck an das Verarbeitungsgut stellen, muss mit dem Eigenschaftsprofil übereinstimmen. Qualität Die Streuung der Eigenschaftswerte des Verarbeitungsguts muss mit den Qualitätsansprüchen an das Fertigprodukt korrespondieren. Produktivität Das Verarbeitungsgut muss so beschaffen sein, dass eine störungsfreie Produktion mit optimaler Produktivität und minimalem Kostenaufwand möglich ist. Nebenwirkungen Das Verarbeitungsgut und die Verarbeitungsprozesse müssen den Ansprüchen bezüglich Umweltschonung, Gesundheitsschonung und Arbeitshygiene entsprechen. Stoffliche Wiederverwertung Die Grundsätze einer funktionierenden —• Kreislaufwirtschaft müssen berücksichtigt werden.

Literatur: [1] Tenzer, H.-J.: Leitfaden der Papierverarbeitungstechnik. Leipzig: VEB Fachbuchverlag, 1989 [2] Klingelhöffer, H.: Technologie der Papierverarbeitung. Technologischer Bericht aus dem Institut der Papiertechnischen Stiftung, München, 1963 WN

Papierveredelungsmachine (paper upgrading machine) Maschine zur Herstellung eines veredelten Papiers. Durch den Vorgang der Veredelung erhält das Papier neue zusätzliche Eigenschaften, die der Veredelungsstoff mitbringt. Der Veredelungsstoff kann durch —•Imprägnieren, —• Beschichten oder —• Kaschieren auf das Papier aufgebracht werden. Je nach dem angewendeten Verfahren unterscheiden sich die Papierveredelungsmaschinen in Imprägniermaschinen, Beschich-

414 tungsmaschinen einschließlich —• Rollenund Bogenlackiermaschinen sowie ^ R o l len· und —• Bogenkaschiermaschinen bzw. Laminiermaschinen. WN

gleichen —• Kartonmaschinen wie im Fall von Karton verwendet:

Papierwalze (filled roll) —• Elastische Walze

•

Papierwolle (paper wool) Aus schmalen Papierstreifen (typische Streifenbreite: 2 mm) hergestelltes und vorwiegend als Polstermaterial eingesetztes wolleähnliches Produkt. WN

Papierwolle-Schneidemaschine (paper wool cutting machine) Spezialmaschine zum Schneiden —• Papierwolle.

von WN

Pappdichtung (board gasket) Dichtung aus Dichtungskarton oder -pappe zum Abdichten von Rohrflanschen. Die Qualität des Kartons bzw. der Pappe richtet sich nach dem abzudichtenden Medium (z.B. —• Trinkwasser, —• Abwasser), dessen Druck und Temperatur. Für geringste Ansprüche genügt ein aus —> Altpapierstoff hergestellter —• Graukarton oder eine Graupappe. Höhere Drücke erfordern den Einsatz von —•Pressspan. Für höhere Temperaturen erhält der Dichtungskarton Zusätze von mineralischen oder synthetischen Fasern und Imprägnierungsmitteln. KB

Pappe (board, cardboard, paperboard) Pappe ist ein flächiger Werkstoff, der überwiegend aus mehreren, im nassen Zustand zusammengegautschten Lagen (Schichten) besteht und in diesem Sinne mit —• Karton verwandt ist. Zu ihrer Herstellung werden die

• •

—• Mehrrundsiebmaschine Kombinierte Langsieb- und RundsiebKartonmaschine —• Mehrlangsiebmaschine.

Mit diesen Maschinen wird sog. Maschinenpappe produziert, deren flächenbezogene Masse bei über 250 g/m 2 angesiedelt ist. Die als endlose Bahnen erzeugten Produkte beinhalten in erster Linie —• Graupappe, die nahezu ausschließlich aus unteren —• Altpapiersorten gewonnen wird, teilweise einseitig und teilweise zweiseitig mit höherwertigen —• Altpapierstoffen gedeckt. Daneben sind zur Herstellung von —• Wickelpappe spezielle Maschinen im Einsatz, in denen mithilfe von 1 oder 2 Rundsiebzylindern endlose Bahnen erzeugt werden, um anschließend zahlreiche Einzellagen (5 bis 120 Lagen) im nassen Zustand durch Gautschen auf einer —•Formatwalze miteinander zu verbinden. Nach Erreichen einer bestimmten Dicke (etwa 1 bis 10 mm) wird dieser Wickel auf der Formatwalze aufgeschnitten, um damit ein bestimmtes Format zu gewinnen, das in heißluftbeaufschlagten Kanälen getrocknet wird. GG

Pappe (historisch) (cardboard) (historical) Vorläufer der Pappe sind in Altägypten aus zusammengeklebten Papyrus-Lagen angefertigt und für Behälter, aber auch (mit Gips überzogen und manchmal mit Textilien verstärkt) für Masken und Sarkophage verwendet worden. Dieser Gebrauch findet sich auch im griechisch-römischen Altertum. In Asien wird aus zusammengegautschten oder »geklebten Papierblättern Pappe hergestellt, die für die verschiedensten Zwecke verwendet wird. In Europa tritt Pappe (als Begriff erst im 19. Jh. vom leichteren —» Karton (historisch) unterschieden), aus zusammengeklebten Bogen bestehend, erstmals im 13. Jh. im Zusammenhang mit Spielkarten und Buch- oder

415 Aktendeckeln auf. Später kann auch speziell dick aus Ausschussmaterial geformte Pappe nachgewiesen werden. Bis ins 19. Jh. hat sich deren einlagige Herstellung durch Eingießen in ein Tuchsieb erhalten. Schon bald nach der Erfindung der Rundsieb-Papiermaschine werden spezielle Maschinen für die Pappenherstellung konstruiert, die die dicken Lagen mehrerer —• Rundsiebmaschinen zusammengautschen. Im 19. und 20. Jh. wird Pappe mit entsprechender Ausrüstung fast ausschließlich für Spezialzwecke verwendet (Dachpappe, Isolierpappe, Lederpappe). TS

senerträge liefern. Pappelholz ist ein gutes Schälholz und wird speziell in Italien fur Sperrholz verwendet. Des Weiteren ist es Spezialholz für Zündhölzer, Holzschuhe und wird im Saunabau für Sitz- und Liegebänke sowie fur Packmittel, wie Obst- und Gemüsesteigen, Spankörbe und Käseschachteln, verwendet. Als Industrieholz wird es für Span-, Faser- und Holzwolleleichtbauplatten eingesetzt sowie zur Herstellung von —> Kurzfaserzellstoff in Nordamerika. WE

Pappenbiegemaschine (board bending machine)

Pappel (poplar) Pappel (Populus spp., Familie Salicaeae). Wichtige einheimische Pappelarten sind die Aspe oder Zitterpappel (P. tremula), die Weiß- oder Silberpappel (P. alba) und die Schwarzpappel (P. nigra). Das Pappelholz stammt überwiegend von den sog. Wirtschaftspappeln, die als Kultursorten aus Kreuzungen und durch Auslese auch unter Einbezug nordamerikanischer und asiatischer Pappelarten gewonnen werden. Genannte Pappelarten bzw. deren Kultursorten sind über ganz Europa, aber auch in Nordafrika und Asien verbreitet. Zerstreutporige —• Laubhölzer. Die Aspe hat gleichfarbiges gräulichweißes bis gelblichweißes —> Splint- und —• Kernholz (—> Splintholzbaum). Die sonstigen Pappelarten und Kultursorten der Weiß-, Schwarzund Balsampappeln besitzen in Abhängigkeit der Art schwach rötlichbraunes bis bräunliches Kernholz (—• Kernholzbäume). Der Faseranteil beträgt um 60 %, die Faserlängen liegen zwischen 0,9 und 1,3 mm. Mit mittleren Rohdichten von 0,35 bis 0,45 g/cm3 ist Pappelholz leicht bis mittelschwer, sehr weich und von nur geringer Festigkeit. Trotz der Weichheit hat es einen relativ hohen Abnutzungswiderstand, da die Fasern auf der Oberfläche miteinander verfilzen. Mäßig schwindend, mit gutem Stehvermögen, jedoch nicht dauerhaft. Pappeln gehören zu den schnell wachsenden Baumarten, die in kurzer Zeit hohe Mas-

Funktionsprinzip beim Pappenbiegen

Eine Pappenbiegemaschine ist eine Maschine, auf der Pappen durch Stauchung (Biegen) des Materials eine Gefügeschwächung durch Lagentrennung erfahren. Dieser Vorgang ist dem —•Rillen von Karton ähnlich. Beim Stauchen (Biegen) wird die Pappe von 2 Stauchschienen erfasst, schlagartig auf der ganzen Länge gegen ein Schwert gedrückt und zu einer Wulst geformt (Abb.). Dieser

416 verschiebbarer Flachkeile (Distanzstücke) ist die Dicke des Materials präzise einstellbar. Pappenwalzwerke, auch Kalibrierwalzwerk oder Kalibrierkalander genannt, werden für Pappen eingesetzt, deren —> Dichte nach dem Pappenkaschiermaschine Herstellungsprozess gesteigert und deren (board laminator) Maschine zum —• Kaschieren von Pappen mit Dicke genau kalibriert werden soll. AnwenPapier oder —• Kunststofffolie, meist als dungsgebiete sind insbesondere Pappen für —> Bogenkaschiermaschine. WN technische Zwecke: Karosseriepappe, FaserSZ platten und —• Pressspan.

Vorgang kann auch rotativ durchgeführt werden. ΜΖ

Pappenschlitzmaschine (board sfotter)

—• Schlitzen

Pappspule (board spool)

Spezialform einer —» Papierspule, zu deren Herstellung —> Pappe verwendet wird. WN Pappenschneidemesser (board cutting knife)

—> Schneidwerkzeug

Papptrommel (board drum)

Papptrommeln sind Packmittel, die aus zylindrischen —> Hülsen hergestellt werden, deren besonderes Merkmal eine geringe Wanddicke In der —• Papierverarbeitung werden Maschi- und ein sehr großen Innendurchmesser sind. nen und Geräte verwendet, um elementare Die offenen Enden können mit KunststoffZustandsänderungen im Verarbeitungsgut oder Metallkappen verschlossen werden. (Papier, Karton und Pappe), wie Trennen, Trommeln werden meist als EinwegUmformen, —> Kleben, Bedrucken (—• Dru- Packmittel für trockene, schütt- und rieselfäcken), —• Kaschieren oder Lageveränderun- hige Güter verwendet (z.B. Waschpulver). gen (z.B. Bogen vereinzeln oder Bogen sta- Bei geeigneter Imprägnierung bzw. Bepeln), herbeizufuhren. Man bezeichnet pau- schichtung der Trommelwand oder bei Verwendung von Innenbeuteln können auch schal alle diese Maschinen als Pappenverarflüssige oder pastose Güter, wie z.B. beitungsmaschinen, wenn das Verarbeitungsgut —> Pappe ist. WN —• Klebstoffe oder —> Druckfarben, in WN Trommeln verpackt werden.

Pappenverarbeitungsmaschine (board converting machine)

Pappenwalzwerk (board calibration calender)

Pappenwalzwerke sind vorwiegend als ZweiWalzen-Kalander mit kräftigen, für Arbeitsdrücke bis 400 t gebauten Stuhlungen ausgelegt. Sie sind bisher nicht mit —> Durchbiegungsausgleichswalzen ausgestattet. Es kommen meist groß dimensionierte —> Hartgusswalzen zum Einsatz, deren —» Bombierung den sehr hohen —• Linienkräften (bis 4 000 kN/m) entspricht. Wie beim Kalibrierkalander (—• Kalander) kann der Ausgleich der Durchbiegung durch Schrägstellen der bombierten Walzen gesteigert werden. Mittels

Papyrus (papyrus)

Papyrus lautet der Name der im klassischen Altertum im Niltal und in Zentralafrika verbreiteten Sumpfpflanze, aus der die alten Ägypter ein später auch von den Griechen und Römern geschätztes Schreibmaterial herstellten. Der Name der Pflanze ist auf dieses Schreibmaterial übertragen worden. Als im Hochmittelalter das (arabische) Papier in Europa bekannt wurde, erhielt es wegen seiner Ähnlichkeit mit Papyrus - im Gegensatz zu —• Pergament - dessen Namen.

417 Der älteste erhaltene Papyrus stammt vom Anfang des dritten vorchristlichen Jahrtausends. Herstellung und Export waren Monopol des Pharao. Die Technik ist - nach älteren griechischen Quellen - in der „Naturgeschichte" des älteren Plinius überliefert. Man erntet die dreikantigen Stengel der Papyruspflanze und schneidet das Mark in dünne Streifen, die längere Zeit in Wasser eingeweicht werden (Faulwirkung mit enzymatischem Aufschluss). Diese Streifen werden auf einem Brett überlappend aneinander gelegt, darüber quer angeordnet eine zweite Schicht. Diese Schichten werden durch Klopfen in nassem Zustand verbunden (mechanische Vliesbildung mit WasserstoffbrückenBindung). Das so gebildete Blatt wird getrocknet und mit Bimsstein poliert. Es kann mit Tusche beschrieben werden. Um Illustrationen anzubringen, versieht man das Blatt mit einer feinen Gipsschicht. Mehrere Blätter werden zu einer Rolle aneinandergeklebt. Das so erhaltene Schreibmaterial ist in frischem Zustand leicht und äußerst zäh. Es ist bis zur Jahrtausendwende christlicher Zeitrechnung in Ägypten hergestellt worden. In Sizilien (Palermo, Syrakus) befanden sich kleine Manufakturen. Der Papyrus war in der gesamten Antike das wichtigste Schreibmaterial fur Bücher und amtliche Dokumente. TS

Erdöl und —• Erdgas durch Destillation und —• Extraktion. Auch bei der trockenen Destillation von —• Holz, Braun- und Steinkohle fallen Paraffine an. Literatur: Römpp Lexikon Chemie. Stuttgart, New York: Georg Thieme Verlag, 1996 SE

Paraffinieren ( paraffining , paraffin

waxing)

Unter Paraffinieren versteht man das —• Imprägnieren oder —> Beschichten von Papier mit —• Paraffin, —* Wachs oder Wachs-Paraffin-Kunststoffmischungen auf speziellen Verarbeitungsmaschinen (Wachsmaschinen). Das zum Einsatz kommende Imprägniermittel wird vorgeschmolzen und mit einer Temperatur, die 5 bis 10° C über dem Schmelzpunkt (meist 55 bis 60° C) liegt, verarbeitet, da höhere Temperaturen zu einer Zersetzung des Wachses führen könnten. Je nach gewünschter Auftragsmenge wird das Papier entweder direkt durch die Schmelze gefuhrt oder über Auftragswalzen beschichtet. Bei stärkeren Aufträgen wird in der Regel eine Egalisierung durch heizbare —> Schaber oder —> Rakel vorgenommen. Vor dem Aufwickeln muss die beschichtete Bahn gekühlt werden, damit das Wachs erstarrt. Hierzu wird das Papier normalerweise über 1 oder 2 —» Kühlwalzen geführt. Abhängig von der Temperatur beim ImprägnieParaffine ren und Abkühlen sowie der Abkühlge(paraffines, alkanes) Paraffine sind einfache gesättigte, lineare und schwindigkeit, lassen sich Papiere herstellen, nur aus —• Kohlenstoff und Wasserstoff be- bei denen das Wachs entweder bevorzugt an stehende organische Verbindungen der all- der Oberfläche konzentriert oder über den gemeinen Formel CnH2n+2. Die Bezeichnung ganzen Querschnitt verteilt ist. Auf der OberParaffin weist auf ihre geringe Reaktionsfäfläche paraffinierte Papiere sind vor allem higkeit hin (lat.: parum affinis = wenig ver- wasserabweisend, während aber Feuchtigkeit wandt). Nach der gültigen Nomenklatur wer- in gewissem Maß einziehen kann. Wachsimden Paraffine Alkane genannt. Mit zuneh- prägnierte Papiere haben nur wenig Wachs an mender Kohlenstoffkette erhöhen sich die der Oberfläche, sind jedoch wasserdicht. Schmelz- und Siedepunkte der Paraffine. So Neben der größeren Beständigkeit gegen liegt z.B. der Schmelzpunkt des Eicosans Wasser fuhrt ein Paraffinieren von Papier zur (C20H42) bei 36° C, der des Triacontans Erhöhung von —• Falzwiderstand und (C3oH62) bei 66° C. Paraffine dieser Art wer- —• Glanz sowie zu einer Verminderung der den zum —• Paraffinieren von Papieren ein- Rupfneigung (—• Rupfen). HC gesetzt. Gewonnen werden Paraffine aus

418 Paraffinwachs (paraffin wax)

Paraffinwachs ist ein Gemisch höherer gesättigter aliphatischer —• Kohlenwasserstoffe, gewonnen im Rahmen der Erdöldestillation. Es ist färb-, geruch- und geschmacklos, in Ether oder Chloroform leicht löslich, in Wasser und Alkohol unlöslich. Bei Temperaturen von über etwa 40° C geht Paraffinwachs in eine relativ niedrigviskose Schmelze über. In dieser Form werden Paraffinwachse zum —> Beschichten von Papier und Karton eingesetzt, um deren Oberflächen z.B. wasserabstoßend bzw. wasserdampfundurchlässig (—• Wasserdampfdichte) zu machen. SE

Passepartout (mount)

Das Passepartout ist ein Rahmen aus Karton oder Pappe für Bilder, Graphiken und Zeichnungen. Ein Passepartoutkarton ist ein holzfreier, einlagiger oder aus mehren Lagen miteinander verklebter, steifer Karton, weiß oder hellfarbig, teilweise auch geprägt. Als Passepartout wird aber auch eine beidseitig mit —» holzfreien Papieren kaschierte Holzpappe bezeichnet. Sie wird hierfür in unterschiedlichen Dicken und üblicherweise mit einem fassonierten Schrägschnitt verarbeitet. ΜΖ Passer (color register)

Der Passer charakterisiert die Lagezuordnung von übereinander gedruckten (verschiedenfarbigen) Elementen des —• Druckbilds auf der gleichen Seite des —• Bedruckstoffs. Der Passer ist ein wichtiger Parameter der —• Druckqualität. Abweichungen des Passers führen zu —• Passerdifferenzen, deren Ursache auf folgende Faktoren zurückzuführen sind:

•

• •

aufgrund von Fehlern im Greifersystem von —• Bogendruckmaschinen; Bedruckstoff elektrostatisch aufgeladen) —> Dehnung des Bedruckstoffs (Schwankungen der -> Bahnspannung; Temperatur- und Feuchtedifferenzen zwischen Drucksaal und Bedruckstoff) Falsche —• Druckabwicklung Maschinentechnische Ursachen (Lagerspiele zu groß, Zahnradspiel, Schwingungen im Antrieb).

Es wird zwischen Anlagepasser - beim mehrmaligen Drucken auf Einfarben-Bogenrotationsdruckmaschinen - und Übergabepasser - beim —•Mehrfarbendruck auf einer —» Druckmaschine mit mehreren —•Druckwerken unterschieden. Neben diesen Passern in Umfangsrichtung gibt es auch diejenigen in Seiten- bzw. Achsrichtung, die als Seitenoder Seitenmarkenpasser bezeichnet werden. Zur Ermittlung des Passers bzw. der Passerabweichung werden Passermarken, Passerkreuze, Passerlinien oder Nonius-Messelemente als Kontrollelemente (—• Druckkontrollstreifen) mitgedruckt und mit Messlupe bzw. Messmikroskop ausgemessen. Zulässige Passerdifferenzen, die sich auf die Druckqualität nicht negativ auswirken, werden als Passertoleranzen bezeichnet. Die Angaben über Passertoleranzen, bei deren Festlegung Farbkontrast, —• Rasterfrequenz und —• Rastertonwert berücksichtigt werden müssen, sind sehr unterschiedlich. Folgende Werte für Druckfarben abhängige Passertoleranzen wurden auf der Grundlage von psychometrischen Messungen gewonnen: Druckfarben

Cyan - Gelb Cyan - Magenta Cyan - Schwarz

Passertoleranz [mm] ± 0,06 ± 0,03 ± 0,02

NE •

Fehler in der lagegenauen Bedruckstoffführung (schlechte —> Planlage des Bedruckstoffs verursacht Wellen- und Faltenbildung; mangelhaft und/oder nicht winkelig beschnittene Bedruckstoffe bzw. Formatdifferenzen; Übergabepasser

Passerdifferenzen (misregister, register difference)

Werden beim —• Mehrfarbendruck in mehreren oder in einem Maschinendurchgang die einzelnen gedruckten —> Druckfarben nicht

419 deckungsgleich übereinander gedruckt, so spricht man von Passerdifferenzen. Sie beeinträchtigen in starkem Maße die Qualität der Bildwiedergabe. Bei geringem Abstand zusammengehörender, nacheinander gedruckter Druckelemente verschiedener Teilfarben macht sich eine unscharfe Bildwiedergabe störend bemerkbar. Bei starken Passerdifferenzen ist die —> Auflage unbrauchbar. Passerdifferenzen können einmal durch unsachgemäßes Arbeiten bei der Herstellung der Kopiervorlagen, bei der Kopie selbst und bei der Herstellung der —> Druckformen bedingt sein. Zum anderen kann die Ursache in einer schlechten Druckmaschineneinstellung, einem ungenauen Anlegen der Druckbogen in der —> Bogenanlage, einer schlechten Bahnfuhrung beim Rollendruck oder einer falschen —> Druckabwicklung beim Bogendruck zu suchen sein. Papierbedingte Passerdifferenzen treten vornehmlich im —• Offsetdruck auf, was auf die spezifischen Eigenschaften dieses Verfahrens zurückzufuhren ist: Vollflächiger Kontakt zwischen —• Drucktuch- und Gegendruckzylinder und dementsprechende Walkbeanspruchung des Papiers; Adhäsion des Papiers am Drucktuch und die Feuchtdehnung des Papiers durch den Einfluss des —• Feuchtmittels. Voraussetzung für einen passgenauen Druck ist eine einwandfreie —• Planlage der Papierbogen, eine gleichmäßige —• Wickelhärte bei Rollenpapieren und eine gleichmäßige Spannungsverteilung über die Rollenbreite. Über zulässige Passerdifferenzen bestehen keine definierten und allgemein festgelegten Grenzwerte. Der Drucker spricht vom „Haarpasser" oder vom „Lupenpasser". Mit einem Fadenzähler (mit einer 8- bis lOfachen Vergrößerung) können Differenzen von 0,02 mm gerade noch erkannt werden. Die Kontrolle des —> Passers erfolgt auf den Druckbogen an mitgedruckten Passerlinien und Passkreuzen. Zur Überprüfung der Passergenauigkeit einer Druckmaschine werden vielfach die von der —»FOGRA entwickelten Noniusskalen eingesetzt.

Literatur: Haller, K.; Neuss D.: Das FOGRA NoniusMeßelement und das FOGRA-Auswerteformular. FOGRA-Mitteilungen Nr. 85, München, 1975 FA

Pauscht (post)

Pauscht, auch Puscht oder Bauscht genannt, ist eine historische Bezeichnung für einen Papierstoß von 181 handgeschöpften Bogen, die zwischen 182 Filzen lagen und in einer Handpresse ausgepresst wurden, bevor sie vereinzelt an der Luft auf „Wäscheleinen" auf dem Trockenboden von —» Papiermühlen getrocknet wurden. NE

Penetration (penetration)

Kommt eine Flüssigkeit (z.B. Wasser) mit einem porösen Festkörper (z.B. Papier) in Kontakt, so kann sie in diesen penetrieren (eindringen), vorausgesetzt, dass die Flüssigkeit den Festkörper benetzt (—> Benetzbarkeit, —• Porosität). Dieser Penetrationsvorgang ist zeitabhängig und läuft prinzipiell in 3 Schritten ab: 1) Benetzung der Festkörperoberfläche und Ausfüllen der Oberflächenporen 2) Eindringen in das Festkörperinnere aufgrund der Kapillarsaugfähigkeit 3) Teilweise oder vollständige Durchdringung des Festkörpers, wenn dieser dünn genug oder die Penetrationszeit hinreichend lang ist. Das Ausfüllen der —> Poren und Hohlräume durch die benetzende Flüssigkeit vermindert das Streuvermögen des Festkörpers, wodurch seine —• Opazität sinkt bzw. seine —• Transparenz steigt. Beispiele für eine qualitätsmindernde Transparentisierung sind der Leimdurchschlag bei der Etikettierung oder ein überhöhtes Lackwegschlagen bei der UVLackierung. Eine nichtbenetzende Flüssigkeit

420 (z.B.—> Quecksilber) vermag nur unter An- Pentachlorphenol (PCP) wendung eines äußeren Drucks in den Fest- (pentachlorophenol) körper einzudringen. Da der Druck u.a. vom Pentachlorphenol gehört zu der Gruppe der Porenradius abhängt, lässt sich mit dem —> Chlorphenole. Bekannt geworden ist es druckabhängigen Quecksilberpenetrations- unter der Abkürzung PCP (C6C150H). verfahren das porenradienabhängige Porenvolumen bestimmen. Das Verfahren ist soci wohl bei —> ungestrichenen als auch —• gestrichenen Papieren einsetzbar. Zur Bestimmung der zeitabhängigen Penetration von benetzenden Flüssigkeiten in Papier haben sich 3 Messsysteme etabliert: 1) Dynamisches Penetrationsmessgerät Hierbei wird die zeitabhängige Penetration der Flüssigkeit über die sich gleichzeitig ändernde Ultraschalltransmission bestimmt. 2) —• Kurzzeitabsorptionsgerät nach Bristow Die auf der Lauffläche eines rotierenden Rades befestigte Probe (2 m lang, 20 mm breit) wird an der schlitzförmigen Öffnung einer Flüssigkeit enthaltenden Kammer (40 μΐ) vorbeigeführt. Die Flüssigkeitsaufnahme kann in Abhängigkeit von der Kontaktzeit Probeflüssigkeit, die durch die Schlitzbreite (10 mm) und die Umfangsgeschwindigkeit (zwischen 0,5 und 250 mm/s) des Rades bestimmt ist, ermittelt werden. 3) Dynamisches Kontaktwinkel- und Absorptionsgerät Die Veränderung eines auf die Festkörperoberfläche aufgebrachten Flüssigkeitstropfens wird bildanalytisch ausgewertet. Es lassen sich sowohl die zeitlichen Veränderungen des Randwinkels (Benetzbarkeit) als auch des absorbierten Flüssigkeitsvolumens bestimmen. Allen Messverfahren ist gemeinsam, dass die Flüssigkeitspenetration schon sehr schnell (< 0,1s) nach Herstellen des Kontakts Festkörper-Flüssigkeit aufgenommen werden kann. KE

Cl Wege zur Herstellung von PCP aus Phenolen oder Hexachlorbenzol

PCP ist eine aus Hexachlorbenzol durch partielle Verseifung und aus Phenol durch Chlorierung hergestellte Chemikalie. Bei der Chlorierung von Phenol entstehen neben PCP verschiedene Tetrachlorphenole sowie Spuren von Penta-, Hexa-, Hepta- und Octachlordibenzodioxinen (—» Dioxine). Bei der alkalischen Hydrolyse aus Hexachlorbenzol entstehen ebenfalls Tetrachlorphenole und Spuren von Tetrachlordibenzodioxin. Je nach Herstellungsverfahren ist PCP in unterschiedlichem Ausmaß mit Dioxinen und Dibenzofuranen (—> Furane) verunreinigt. PCP hat fungizide und bakterizide Eigenschaften und ist deshalb ein starkes Gift für —• Bakterien, Algen, Pilze, Hefen und Insekten, insbesondere für Holzschädlinge. PCPVerbindungen wurden daher in großem Umfang als Holzschutzmittel sowohl in der Forstwirtschaft, im Baubereich als auch in der Möbelindustrie verwendet. Daneben wurde PCP in der Textil- und Lederbranche sowie als Unkrautvernichtungsmittel in der Landwirtschaft eingesetzt. Durch die breite Anwendung und die schwere biologische Abbaubarkeit reichert sich PCP z.B. in Wasserorganismen an und ist ubiquitär nachweisbar. Bei Menschen erfolgt der Nachweis durch Analyse von Urinproben. In Deutsch-

421 land sind die Herstellung und Verwendung Pentosane von PCP seit 1989 verboten. Es gibt jedoch (pentosans) kein europaweites Verbot. Ein Pentosan ist ein vorwiegend aus Die Hauptverwendung als Holzschutzmittel —• Pentosen aufgebautes —> Polysaccharid. und die breite Anwendung auch in geschlos- Die Pentosane bilden den Hauptbestandteil senen Räumen haben zu einer PCP-Belastung der —• Polyosen der —> Laubhölzer (etwa vieler öffentlicher und privater Gebäude 75 %). Die Polyosen der —• Nadelhölzer gefuhrt. Die Belastungen rühren aus den bestehen nur zu ca. 25 % aus Pentosanen. Zu Ausdünstungen der behandelten (gestriche- den wichtigsten Pentosanen gehören die nen) Materialien her. Etwa 50 % der ange- Polyosen —• Xylan und Arabinoxylan (aus wandten Chemikalie verdampfen in den ers- Arabinose und Xylose). ten Monaten der Behandlung, der Rest verdunstet in einem Zeitraum von 10 bis 20 Literatur: Jahren. Bei Vergiftungserscheinungen spielen Fengel, D.; Wegener, G.: Wood. Chemistry, vor allem die Konzentration und die Einwir- Ultrastructure, Reactions. Berlin: de Gruyter, kungsdauer von PCP eine Rolle. Die Symp1989 GU tomatik der Vergiftungserscheinungen ist diffus, was das Erkennen einer PCPVergiftung erschwert. Bei nichtchronischer Pentosen Schädigung tritt meistens Besserung ein, (pentosens) wenn durch Ortswechsel oder Sanierung die Unter Pentosen versteht man Zucker, deren PCP-Belastung vermieden oder stark verrin- Moleküle jeweils 5 Kohlenstoffatome entgert werden kann. Gemäß der Gefahrstoffhalten. Pentosen bilden einen häufigen Beverordnung darf PCP als biozider Wirkstoff standteil von —»Polyosen. Die häufigsten in Aufenthaltsräumen nicht mehr verwendet Pentosen sind die dargestellten Formen der werden. Für tragende Holzkonstruktionen ist Xylose und Arabinose. GU eine Holzschutzbehandlung gesetzlich vorgeschrieben. Als Alternativen zu PCP stehen Borsalze oder Wachse zur Verfugung. Auch in der Zellstoff- und Papierindustrie wurden die bioziden Eigenschaften von PCP bzw. seines Natriumsalzes PCP-Na ß-D-Xylose a-L-Arabinose genutzt. Beide Substanzen kamen als —> Schleimverhinderungsmittel zum Einsatz. Als die schwerwiegenden toxikologischen Wirkungen offensichtlich Perforiereinrichtung wurden, verzichtete die deutsche Zellstoff(perforating unit) und Papierindustrie bereits 1971, also lange Wenn auf —> Rollenschneidmaschinen dickevor dem gesetzlichen PCP-Verbot, im Rah- re Kartonbahnen längs geschnitten werden, men einer freiwilligen Selbstverpflichtung ist bei einem Wechsel der —> Fertigrollen das auf die Verwendung von PCP. Trennen der Kartonbahn sehr schwierig. Aus diesem Grund kann in diese RollenschneidLiteratur: maschinen nach der —• Schneidpartie eine Jüdt-Duve, U.; Judt, N.: PCP nicht nur in Perforiereinrichtung eingebaut werden. Mit Holzschutzmitteln - Ein Wirkstoff vor Ge- dieser Einrichtung wird die Kartonbahn quer richt. 1. Aufl., Karlsbad, 1993 MO zur Laufrichtung perforiert und läuft dann weiter durch die Rollenschneidmaschine bis zur Position der —• Aufwickelrolle, wo sie

422 dann ohne Schwierigkeiten getrennt werden kann. Das Perforieren der Bahn kann sowohl bei stehender, als auch bei laufender Bahn vorgenommen werden. KT

Perforieren (perforating)

Perforieren ist ein spezielles Trennverfahren. Es dient der Vorbereitung von Trennlinien oder von beweglichen Biegestellen entlang einer vorgegebenen Biegelinie. Dabei werden kleine Schlitze (Strichperforation) oder Löcher (Lochperforation) in das Verarbeitungsgut (z.B. Papier) gestanzt (Abb.). Die Strichperforation erfolgt mittels unterbrochener Schneidlinien (z.B. Bandstahlschnittlinien, siehe —• Stanzen). Diese unterbrochenen Schneidlinien werden mit unterschiedlicher Teilung hergestellt. So entspricht z.B. der Teilung 2/4 mm ein Abstand zwischen den Einschnitten von 2 mm bei einer Schnittlänge von 4 mm. Die Lochperforation geschieht mittels spezieller Werkzeuge (Perforierkämme) in meist eigenständigen —•Perforiermaschinen. Perforierkamm

Bei der Vorbereitung von Trennstellen werden der Einreiß- und —• Durchreißwiderstand verringert und der Ort der Trennung festgelegt. Beispiele hierfür sind Briefmarken, Etiketten, Eintrittskarten, Fahrscheine und Vorbereitungen von Öffnungsstellen in —• Faltschachteln. HM

Perforiermaschine (perforator)

Das —•Perforieren (z.B. von Papier) mit unterbrochenen Schneidlinien (Strichperforation) erfolgt meist in —• Stanzmaschinen. Die Perforierlinien werden - neben den Stanzlinien - mit in das —• Stanzwerkzeug (Bandstahlschnittwerkzeug) eingebaut und zugerichtet. Die Arbeitsprinzipien der Maschinen können rotativ, hubförmig oder gemischt sein. Bei der Lochperforation besteht das Perforierwerkzeug aus einem Perforierkamm (bzw. einzelnen Perforierstiften), der gegen eine mit Löchern versehene Schnittplatte arbeitet. Dabei können mehrere Bogen gleichzeitig perforiert werden. Diese Perforierwerkzeuge werden in hubförmig arbeitenden Perforiermaschinen eingesetzt. HM

Perforiermesser (perforating tool)

—• Perforieren Schnittplatte Perforationswerkzeuge. Links: Querschnitt durch einen zweiteiligen Perforationskamm, rechts: Bandstahllinie

Perforierstift (perforating pin)

Bei der Schaffung eines scharnierartig biegbaren Querschnitts mittels Perforieren werden der Querschnitt des Verarbeitungsguts an der vorgesehenen Biegestelle und damit der Biegewiderstand reduziert. Perforieren wird hier angewendet, wo aufgrund der Biegerichtung ein —»Ritzen oder —•Rillen zur Vorbereitung der Biegestelle nicht durchgeführt werden kann (z.B. Innenseite einer —• Faltschachtel).

Pergament (parchment)

— Perforieren

Der Begriff Pergament steht heute für 2 völlig unterschiedliche Flächengebilde: 1) Zum einen ist darunter der historische, aus ungegerbten Tierhäuten hergestellte Beschreibstoff (animalisches Pergament) zu verstehen, der bereits im 3. Jh. v. Chr. im Vorderen Orient Anwendung fand und erst

423 im 15./16. Jh. durch Papier zunehmend verdrängt wurde.

Pergamentersatz (greaseproof, imitation parchment)

Holzfreies Papier, das durch entsprechende Mahlung und/oder Zusatz von Hilfsmitteln zum Halbstoff und/oder durch Behandlung in der Papiermaschine bezüglich der Fettdichte ähnliche Eigenschaften wie Echt Pergament erhalten hat (DIN 6730). Im Unterschied zum Echt Pergament ist jedoch Pergamentersatz nicht wasser- und kochfest sowie auf Dauer nicht fettdicht (-» Fettdichtigkeit). Durch eine zusätzliche Oberflächenleimung entsteht aus Pergamentersatz das Transparentpapier. Als Faserstoff kommt ausschließlich hochreiner, hochgebleichter Zellstoff (-* Sulfatoder Sulfitzellstoff mit hohem HemicelluPergament (historisch) losegehalt) zum Einsatz, der sehr fibrillierend (parchment) (historical) Pergament ist die Bezeichnung für ein nach gemahlen wird. Als Hilfsstoffe werden Nassfestmittel und bei Bedarf -»Füllder hellenistischen Stadt Pergamon in KleinTitandioxid, verwendet. Perasien benanntes, zu Schreibzwecken herge- stoffe, wie flächenbezogenen stelltes Tierhaut-Material. Sein legendärer gamentersatz wird in Ursprung wird auf den König Attalos I (241- Massen von 20 bis 45 g/m2 hergestellt. Als 197 v. Chr.) zurückgeführt, der in KonkurBackpapier mit Trennfunktion muss es renz zur alexandrinischen Bibliothek eine eine hohe Hitzebeständigkeit und gute Obereigene Bücherei aufbauen wollte, aber durch flächendichtigkeit für nachfolgende Beein ägyptisches Exportverbot für —> Papyrus schichtungen besitzen, als einseitig glattes daran gehindert werden sollte. Spezialpapier für technische Zwecke (z.B. als Im Gegensatz zu dem seit vorgeschichtli- Transparent-Zeichenpapier) werden von den 2 cher Zeit zum Zeichnen und Schreiben ver- sehr dünnen Papieren (20 bis 40 g/m ) sehr wendeten Leder wird die zur Pergamenther- gute Bedruckbarkeit im Tiefdruck, hohe Dimensionsstabilität und geschlossene stellung bestimmte Haut (von Kalb, Schaf, Ziege, Schwein; die feinste, teuerste Sorte, Oberfläche erwartet. das sog. Jungfernpergament, ist aus der Haut ungeborener Lämmer gefertigt) zwar ge- Literatur: äschert und enthaart, nicht aber gegerbt. Ein Capeller, O.: Qualitätsanforderungen an Pamehrfaches Schaben und Polieren der auf piere aus hochgemahlenen Stoffen. Wocheneinen Rahmen gespannten Haut verleiht die- blatt für Papierfabrikation 118 (1990), Nr. 5, ser eine glatte Oberfläche. 195-197 RH Pergament wird mit Tusche oder Tinte beschrieben. Des hohen Materialpreises wegen wurde oft die Schrift eines beschriebenen Pergamentieren Pergaments abgeschabt und ein neuer Text (parchmentization) darübergeschrieben (Palimpsest). Seiner Pergamentieren bezeichnet ein VeredelungsAlterungsbeständigkeit und Zähigkeit wegen verfahren, bei dem das —• Rohpapier aus hat sich Pergament fur wichtige Urkunden gebleichtem —•Zellstoff durch eine Pergaund als Bucheinband bis heute einen festen mentierflüssigkeit (—• Schwefelsäure) chePlatz gesichert. TS misch so stark verändert wird, dass ein porenfreies, hochnassfestes und fettdichtes Papier

2) Zum anderen stellt Pergament ein modernes und hochwertiges Verpackungs- und Trägermaterial aus Zellstoff dar, das durch Behandlung mit Chemikalien (meist Schwefelsäure) dem klassischen Pergament hinsichtlich Eigenschaften und Ansehen sehr ähnelt. Im letzteren Fall handelt es sich um echtes vegetabilisches (auf pflanzlicher Basis, also aus Zellstoff hergestelltes) Pergament, das unter der Bezeichnung Echt Pergament geführt wird. RH

424 entsteht (—• Pergamentpapier, —• Echt Pergament). Das Rohpapier wird durch mehrere Schwefelsäurebäder mit fortlaufend geringerer Säurekonzentration geführt. Die Säure bewirkt ein Aufquellen der Faseroberflächen zu einer gallertartigen Substanz (Amyloid), wodurch das Papier seine Faserstruktur weitgehend verliert. Damit die Säure schnell und gleichmäßig eindringen kann, sollte das Papier eine möglichst hohe —> Saugfähigkeit aufweisen. Aus diesem Grund wird das Rohpapier weder geleimt (—• Leimung) noch durch ein —• Glättwerk verdichtet. Da bei der Reaktion des Papiers mit der Schwefelsäure Wärme entsteht, ist eine Kühlung von Säure und Bädern vorzusehen. Ein zu langer Kontakt mit der Schwefelsäure hätte einen Abbau des cellulosischen Materials (—• Cellulose) zur Folge, so dass nach den Säurebädern eine sofortige und vollständige Wäsche zur Neutralisation der imprägnierten Bahn notwendig ist. Das geschieht mit scharfen Wasserstrahlen, die eine zuverlässige Abtrennung der Säure gewährleisten. Am Ende der Waschpartie erfolgt eine Imprägnierung mit einem hygroskopischen Mittel (z.B. Glycerin), um das ansonsten harte und spröde Papier weich und geschmeidig zu machen. Die —> Trockenpartie einer Pergamentiermaschine entspricht im Aufbau grundsätzlich der einer Papiermaschine. Da das pergamentierte Papier jedoch sehr dicht ist, kann der Dampf nur schwer durch die Bahn entweichen, weshalb kleine Durchmesser der Trockenzylinder vorteilhaft sind. Während des Trocknungsprozesses verfestigt sich schließlich das Amyloid unter erheblicher —• Schrumpfung und ergibt eine porenfreie und damit fettdichte, leicht durchscheinende Materialbahn. Im Gegensatz zu —> Pergamin und —• Pergamentersatzpapieren, die ihre speziellen Eigenschaften durch mechanische Behandlung der Fasern (Mahlung) erhalten, ist bei Pergamentpapier eine Wiederverwendung des Ausschusses aufgrund der starken Veränderung der Fasermorphologie bei der Pergamentierung nicht möglich. HC

Pergamentpapier (parchment paper)

Beim Pergamentpapier handelt es sich um unterschiedliche Substitutionsprodukte für Echt Pergament, die mehr dem Pergamentersatz oder Pergamin zuzuordnen sind. RH

Pergamin (glassine, glazed greaseproof, pergamyn)

Hochsatiniertes, aus stark gemahlenem Zellstoff mit oder ohne Zusatz von Hilfsmitteln hergestelltes, weitgehend fettdichtes Papier, im Allgemeinen mit hoher Transparenz - soweit nicht gefärbt oder opak (DIN 6730). Pergamin ist weitgehend ungeleimt und fettdicht, aber nicht nassfest. Seine hohe Transparenz (bis 90 %) erhält es durch sehr scharfe, feucht-heiße Satinage in bis zu 18 WalzenSuperkalandern. Ansonsten sind Stoffrezeptur und Herstellung ähnlich wie bei Pergamentersatz. Durch Zusatz hygroskopischer Produkte (-» Weichmacher), wie Polyethylenglykol oder Sorbit, zur Stoffmasse oder durch eine on-line-Imprägnierung wird die durch die hohe Mahlung verursachte Sprödigkeit von Pergamin weitgehend kompensiert. Pergamin unter 25 g/m2 wird auch als Dünnpergamin bezeichnet. Außerdem zählen die imprägnierten bzw. beschichteten Wachspergamine (-• gewachstes Papier) zu dieser Gruppe. Pergamin in flächenbezogenen Massen von meist 20 bis 40 g/m2 findet Anwendung als Abdeckblätter für Fotoalben, Schutzumschläge für Hefte, als Briefumschlagfenster, als Einschlagpapier für Fischkonserven oder als Trägerpapier für Trennbeschichtungen (-» silikonisiertes Papier). Als Schokoladeneinschlagpapier wird Pergamin häufig noch geprägt (-> Prägen). RH

Pergaminverarbeitung (converting of glassine)

Unter Pergaminverarbeitung versteht man die Verarbeitung von —> Pergamin(papier). Pergaminpapier wird teilweise in Fotoalben als

425 Zwischenblätter verwendet. Wegen seiner guten Fettdichtigkeit findet Pergaminpapier aber auch als Einwickelpapier oder als Papier für Innenbeutel, z.B. bei Gebäckverpackungen, Anwendung. Da bei Pergaminpapier die Fasern im Gegensatz zu —•Echt Pergament und —• Pergamentersatz(papier) chemisch nicht verändert wurden, kann es in der —• Altpapieraufbereitung wieder zerfasert werden. MZ

dioxid-Glimmer (Muscovit-Perlglanzpigmente), die mechanisch, chemisch und thermisch sehr stabil sind. Perlglanzpigmente mit bestimmter Teilchendicke erfüllen die Interferenz-Bedingungen und zeigen irisierende Farben (Interferenzpigmente). Der Farbton ist vom Betrachtungswinkel abhängig. Daher sind in Aufsicht und Durchsicht komplementäre Farben erkennbar.

Perlen (crawling, peppling)

Literatur: Römpp Lexikon Chemie. Stuttgart, New York: Georg Thieme Verlag, 1996 WG

Perlen ist eine Fehlerscheinung, die insbesondere beim Drucken mit niedrigviskoser —•Druckfarbe auf —•gestrichenem Papier (z.B. im —• Tiefdruck) auftreten kann, wobei sich die Druckfarbe partiell zusammenzieht und Perlen mit größerer Schichtdicke entstehen, die ein unruhiges Aussehen des —• Druckbilds bewirken. Das ungleichmäßige Liegen der Druckfarbe auf dem —• Bedruckstoff wird vorwiegend durch Schwankungen der Schichtdicke und damit der —• optischen Dichte hervorgerufen. Durch Veränderung der rheologischen Eigenschaften der Druckfarbe, durch Verwendung eines weichen —> Aufzugs und Verringerung der Druckspannung kann die —• FarbanFA nahme verbessert werden.

Perlglanzpigment (pearlescent pigment)

Als Perlglanzpigmente werden nach DIN 55944 Pigmente bezeichnet, deren optische Wirkung auf der gerichteten Reflexion an stark lichtbrechenden, transparenten Pigmentteilchen beruht. Perlglanzpigmente bestehen aus farblosen, transparenten und lichtbrechenden Blättchen. Nach Parallelorientierung in —> Lacken oder Kunststoffen wird durch Mehrfachreflexion ein „weicher" Glanzeffekt bewirkt, der als Perlglanz bezeichnet wird. Das erste —> Pigment dieser Art war das guaninhaltige Fischsilber. Inzwischen stehen zahlreiche synthetische Präparate mit teilweise besserer Eignung zur Verfügung, z.B. auf der Basis von Titan-

Peroxid (peroxide)

Wasserstoffperoxid (H2O2) wird in großen Mengen zur Bleiche von —• Holzstoff, —• Deinkingstoff und —•Zellstoff eingesetzt. Der Verbrauch an Wasserstoffperoxid zu Bleichzwecken wurde 1996 weltweit auf 1 Mio t geschätzt. Die klassische Herstellung von Wasserstoffperoxid erfolgte durch —•Elektrolyse verdünnter —• Schwefelsäure bzw. Ammoniumsulfat-Lösungen. Eine zu Bleichzwecken geeignete Lösung erhält man durch Auflösen von —» Natriumperoxid (Na 2 0 2 ), wobei sich —• Natronlauge und Wasserstoffperoxid bilden. Natriumperoxid wurde durch Umsetzung von metallischem Natrium mit —• Sauerstoff gebildet. Wegen des hohen Bedarfs an elektrischer Energie sind beide Verfahren nicht mehr wirtschaftlich. Heute erfolgt die Herstellung dominierend über das AnthrachinonVerfahren. Bei diesem wird ein 2-Alkylanthrahydrochinon mit Luftsauerstoff in einem organischen Lösemittelgemisch oxidiert (Abb.). Die Reaktionsprodukte sind Wasserstoffperoxid und Anthrachinon. Nach Extraktion des Wasserstoffperoxids mit Wasser wird das Anthrachinon durch katalytische Hydrierung mit Wasserstoff zum Anthrahydrochinon reduziert und dieses dann erneut oxidiert. Die extrahierte Lösung hat einen Gehalt von über 30 % Wasserstoffperoxid. Sie wird gereinigt und durch Destillation aufkonzen-

426 triert. —> Schwermetalle, Staub und Alkali katalysieren den Zerfall von Wasserstoffperoxid in Sauerstoff und Wasser. Die Mischungen von Wasserstoffperoxid mit Wasser werden daher zur Stabilisierung sauer eingestellt. Übliche Stabilisatoren gegen die Verunreinigung durch Spuren von Schwermetallen sind Stannate und Pyrophosphate.

I

*

I

Synthese von Wasserstoffperoxid nach dem Anthrachinon-Verfahren

Im Handel ist Wasserstoffperoxid als 30 bis 70 %ige (Gewichtsprozent) wässrige Lösung erhältlich. Die Lagerung erfolgt in Aluminium· oder Edelstahltanks. Bis zu einer Konzentration von 59,5 % ist eine Lagerung in Polyethylen- oder PVC-Behältern möglich. SÜ

bare Weißgradgewinn beträgt maximal 20 %Punkte. Üblicherweise sind —> Weißgrade von 80 % die Grenze des Erreichbaren (Abb.). Bei der Bleiche von Zellstoffen wird Wasserstoffperoxid meist in einer —• Bleichsequenz eingesetzt. —> Schwermetalle sind in Abhängigkeit vom —• Aufschlussverfahren und den vorausgegangenen Verfahrensschritten bereits eliminiert, so dass der Zusatz von Komplexbildner nicht erforderlich ist. Üblicherweise wird lediglich —• Natronlauge zugesetzt, nur beim gemeinsamen Einsatz von Peroxid mit —• Sauerstoff als weiteres Hilfsmittel —• Magnesiumsulfat zur Vermeidung von Viskositätsverlusten (—> Polymerisationsgrad). Durch den Einsatz von Peroxid werden die —• Delignifizierung in den Extraktionsstufen verbessert und gleichzeitig der Weißgrad gesteigert.

Peroxidbleiche (peroxide bleaching)

Mit Wasserstoffperoxid (H2O2) werden —• Holzstoff, —> Zellstoff und —> Deinkingstoff unter alkalischen Bedingungen gebleicht. Die jeweils optimalen Bedingungen fur die Durchführung der Peroxidbleiche unterscheiden sich für Holzstoff und Zellstoff geringfügig. Durch die mechanische Zerfaserung von —> Holz und die kaum mögliche Wäsche in einer Holzstoffanlage sind gelöste und kolloide organische Verbindungen (—>Polyosen, —»Lignane, —»Harz) in der Faserstoffsuspension enthalten. Diese verbrauchen in Nebenreaktionen Wasserstoffperoxid. Daher ist es notwendig, die Bleiche von Holzstoffen bei möglichst hoher Stoffdichte durchzuführen (—> Hochkonsistenzbleiche). Zur Pufferung und zur Stabilisierung der Bleiche werden —> Komplexbildner und —> Wasserglas eingesetzt. Der Temperaturbereich liegt zwischen 60 und 80° C mit einem Optimum bei etwa 70° C. Der erreich-

np 2 (%) Bleiche von Holzstoffen mit Wasserstoffperoxid. Bleichen bei 20 % Stoffdichte, 70° C, stabilisiert mit 3 % Wasserglas

Bei der Bleiche greift das Perhydroxylanion (HOO") nukleophil konjugierte Strukturelemente des —» Lignins an und zerstört sie. Die Reaktionsprodukte sind Carbonsäuren, die unter den alkalischen Bedingungen wasserlösliche Salze bilden. SÜ

Persäuren (peracids)

Persäuren sind starke Oxidationsmittel, die zur chemischen Synthese, als Desinfektions-

427 mittel oder zur Bleiche (—• Bleichen) eingesetzt werden. Für die Papierindustrie ist die Peressigsäure (CH3COOOH) die technisch wichtigste Persäure. Persäuren werden aus den entsprechenden —> Säuren durch Umsetzung mit Wasserstoffperoxid (—• Peroxid) erzeugt. In wässrigen Systemen bildet sich dabei ein Gleichgewicht zwischen Persäure, Säure, Wasserstoffperoxid und Wasser. Handelsübliche Konzentrationen bei Peressigsäure sind 5, 15 und 40 Gew.%. Diese Produkte sind über einen längeren Zeitraum ohne Gehaltsverlust lagerbar. Da eine Verdünnung zu einer Verschiebung des Gleichgewichts führen würde, werden die jeweiligen Konzentrationen gezielt aus den Komponenten hergestellt. In Wasserkreisläufen (—•Wasserkreislaufsystem) an Papiermaschinen wird aus Gründen der einfacheren Handhabung Peressigsäure als —• Schleimverhinderungsmittel üblicherweise, ausgehend von einer Konzentration von 15 Gew.%, eingesetzt. Die Einsatzmengen sind abhängig von der Belastung des Wasserkreislaufs mit organischen Verbindungen. Empfohlen wird eine Stoßdosierung, die einer Menge von 2 bis 10 —» ppm (2 bis 10 ml/1), bezogen auf die Wassermenge, entspricht. Zur Zerstörung des Enzyms Katalase sind Einsatzkonzentrationen über 100 ppm erforderlich. Destillierte Peressigsäure in Konzentrationen von 25 bis 40 % kann bei der Herstellung von —• TCF-Zellstoff zum Einsatz kommen. Die wässrigen Lösungen müssen entweder rasch verbraucht oder intensiv gekühlt werden, da andernfalls die Einstellung des Gleichgewichts zu Verlusten im Persäuregehalt führt. Auch Caro'sche Säure (H 2 S0 5 ) kann zur Bleiche verwendet werden. Diese Persäure wird aus konzentierter —• Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid erzeugt. SÜ

PFI-Mühle (PFImill)

—• Labormahlen

Pflanzenleim (natural glue)

Unter dem Begriff Pflanzenleim verstand man ursprünglich klebend wirkende, aus Getreide wie Weizen isolierte, im Wesentlichen aus Proteinen (Eiweiß) bestehende Stoffe. Neuerdings wird der Begriff vereinzelt aber auch auf abgebaute und/oder chemisch modifizierte Produkte auf Kohlenhydratbasis, wie —• Stärke, —• Mannogalaktan oder —• Carboxymethylcellulose, angewandt, die als Papierhilfsmittel zur Verbesserung von Festigkeiten oder als —> Cobinder zur Regelung von —•Viskosität und —•Wasserrückhaltevermögen in —• Streichfarben eingesetzt werden. SE

Pflanzliche Faser (plant fiber ,vegetable fiber)

—• Natürliche Faser

Pfropfpolymerisation (graft polymerization)

Bezeichnung für —• Polymerisationen, bei denen Pfropfcopolymere (Pfropfpolymere) gebildet werden. Eine Pfropfpolymerisation läuft z.B. dann ab, wenn —• Monomere in Gegenwart von —• Polymeren (Substrat), die als Makroinitiatoren fungieren, radikalisch polymerisiert werden. Die am häufigsten angewendeten radikalischen Pfropfpolymerisationen können chemisch, thermisch (Spaltung von Peroxid- oder Diazo-Gruppen an der Polymerkette der Pfropfsubstrate) sowie durch Einwirkung von Strahlen oder mechanischen Kräften (z.B. beim Mastizieren von Kautschuk) initiiert werden. Pfropfpolymerisationen können auch nach anionischen Mechanismen verlaufen. Weitere Verfahren der Pfropfpolymerisation sind Reaktionen zwischen polyfunktionellen Polymeren mit einem monofunktionellen Zweitpolymer, z.B. die von Hydroxygruppen-haltigen Pfropfsubstraten (z.B. —• Cellulose) mit Polymeren, die geeignete reaktive Gruppen (z.B. Epoxide, Isocyanate, Ketene, Anhydride) enthalten. Die Vernetzungsreaktionen bei der —• Nassverfestigung

428 von Papier mithilfe von —* Nassfestmittel (z.B. Harnstoff- und Melamin-FormaldehydHarze, Isocyanate) stellen solche Reaktionen dar. GU

Abwasserreinigung (—• Kläranlage) eine wesentliche Rolle. Abhängig von der Größe der Kläranlage und den Eigenschaften des —> Vorfluters, werden —• Grenzwerte von 0,3 bis 2 mg/1 Ρ im Ablauf der Kläranlage gefordert. Pfropfung Die Phosphorelimination erfolgt biologisch oder chemisch. Bei der chemischen Elimina(grafting) Pfropfung bezeichnet eine Modifikation von tion (überwiegend Fällung mit dreiwertigen Stoffen (Substraten) durch eine chemische Metallsalzen wie Eisen) wird unterschieden Verknüpfung mit einem —• Polymer. Dies zwischen Simultanfällung mit Dosierung des geschieht durch —> Pfropfpolymerisation oder Fällmittels im Belebtschlammsystem, Nachdurch Bindung eines chemisch reaktiven fällung mit Dosierung und Abscheidung in Polymers an das Substrat. Als Substrate die- einem nachgeschalteten Klärsystem und nen vorwiegend andere Polymere, polymere Flockungsfiltration mit Dosierung und AbNaturstoffe (z.B. —• Cellulose —> Cellulose- scheidung in einem —> Sandfilter oder derivate), aber auch anorganische Stoffe (z.B. -» Biofilter. MÖ -» Pigmente, Füllstoffe). GU

PGW-Verfahren (pressurized grinding)

pH-Wert (pH value)

Der pH-Wert kennzeichnet als dimensionslose Größe den sauren oder basischen Charakter einer wässrigen Lösung. Er ist definiert als der negative dekadische Logarithmus der Wasserstoffionenkonzentration (pH = AbkürPhenole zung für potentia hydrogenii = Stärke (Kon(phenols) + Phenole sind chemische Verbindungen, bei zentration) an Wasserstoff-Ionen H bzw. + denen eine Hydroxygruppe (-OH) direkt an Hydronium-Ionen H 3 0 ). In reinem Wasser einen aromatischen Benzolkern gebunden ist. liegt der pH-Wert bei 7 (Neutralpunkt). LöTechnisch werden Phenole zur Herstellung sungen mit höheren Wasserstoffionenkonvon Phenolharzen, Kondensationsprodukten zentrationen haben einen niedrigeren pHmit Aldehyden, verwendet. Diese Harze Wert. Sie werden als sauer bezeichnet. Löwerden z.B. zur Verklebung von Spanplatten sungen mit niedrigeren Wasserstoffionenkoneingesetzt. Phenole zählen auch zu den Bau- zentrationen haben einen höheren pH-Wert steinen des —• Lignins. Die Bleiche (—• Blei- und werden als basisch eingestuft. Allgemein chen) von —> Zellstoffen mit —• Sauerstoff bezeichnet man Lösungen mit pH-Werten < 3 und —• Chlordioxid wird durch die Oxidation als stark sauer, zwischen 3 und 7 als schwach der phenolischen Strukturen von —>Rest- sauer, zwischen 7 und 11 als schwach basisch lignin initiiert. SÜ und > 11 als stark basisch. Zur orientierenden pH-Messung gibt es pHIndikatoren. Dabei handelt es sich um Phosphatelimination —• Farbstoffe, die innerhalb eines pH(phosphate removal) Intervalls von im Allgemeinen 1,5 bis 1,8 Die umfassender auch als Phosphoreliminati- Einheiten ihre Farbe wechseln. Als Mischunon (phosphorus removal) bezeichnete Phos- gen solcher Farbstoffe sind Universalindikaphatelimination dient der Entfernung des zur toren im Handel erhältlich, die ihre Farbe Algenbildung in Oberflächengewässern bei- zwischen pH 1 und pH 11 kontinuierlich tragenden Phosphors aus —> Abwässern und verändern, so dass ein Vergleich mit einer spielt insbesondere bei der kommunalen Farbskala möglich ist. Bei pH-Papieren sind —> Druckschleifen

429 diese Farbstoffmischungen auf Papierstreifen aufgebracht. Zur instrumenteilen pH-Messung werden eine Messelektrode und eine Bezugselektrode benötigt, die heute überwiegend als kombinierte Elektrode vorliegen und als Einstabmesskette bezeichnet wird. Beim Eintauchen der Glaselektrode in eine wässrige Lösung bildet sich am pH-sensitiven Membranglas eine Quellschicht. Dies geschieht auch an der Glasmembran-Innenseite, die mit einer definierten Pufferlösung in Kontakt steht. Je nach pH-Wert der Messlösung diffundieren H+-Ionen aus der Quellschicht heraus oder in die Quellschicht hinein. Bei einer alkalischen Messlösung z.B. diffundieren die H+-Ionen nach außen, wobei sich ein negatives Potential an der Quellschicht-Außenseite aufbaut. Da die Glasmembran an der Innenseite einen konstanten pH-Wert hat, ist das Potential dort während einer Messung konstant. Aus der Potentialdifferenz innen/außen ergibt sich eine Spannung. Messen lassen sich nur Differenzen von Spannungen zweier Elektroden. Deshalb ist es für eine eindeutige Bestimmung des pHWerts notwendig, eine Bezugselektrode zu verwenden, die eine lösungsunabhängige Spannung aufweist. Von der Vielzahl der Bezugssysteme haben nur das Quecksilber/Kalomel- und das Silber/SilberchloridSystem praktische Bedeutung erlangt. Aus Umweltschutzgründen wird heute sehr häufig auf die Quecksilber/Kalomel-Elektrode verzichtet. Mikroprozessorgesteuerte pH-Messgeräte wandeln den gemessenen Spannungswert in einen pH-Wert um, der auch zur Anzeige gebracht wird. Zu diesem Zweck muss die gesamte Messanordnung (Glaselektrode und Bezugselektrode) kalibriert werden. Hierzu werden mindestens 2 Pufferlösungen und ein Thermometer benötigt. Aus den bei der Kalibrierung bei konstanter Temperatur erhaltenen Wertepaaren (pH/Spannung) für die verschiedenen Puffer werden die pH-Werte in der Regel auf 25° C umgerechnet. Wie in vielen Industriebranchen hat die Messung des pH-Werts auch in der Papier-

industrie große Bedeutung. Stationäre pHMessgeräte sind in vielen Produktionsbereichen und in —• Abwasserreinigungsanlagen installiert. Die Anforderungen an stationäre Messgeräte sind nicht mit denen von Präzisions-Labormessgeräten zu vergleichen. Bei stationären Messgeräten wird Wert auf lange Kalibrierintervalle und wartungsarmen Betrieb gelegt. Um eine Verschmutzung der Elektrodenoberfläche durch Ausfällungen, Faser- und Füllstoffablagerungen oder Schleimbewuchs zu verhindern, werden diese mit selbsttätigen Reinigungseinrichtungen versehen. Dazu zählen Spülmitteldüsen, rotierende Bürsen, auf- und abbewegte Wischer und Ultraschallbäder. Literatur: Galster, H.: pH-Messung. Grundlagen, Methoden, Anwendungen, Geräte. Weinheim: VCH Verlagsgesellschaft mbH, 1990 HA

Pick-up-Filz ( pick-up felt)

Pick-up-Filze nehmen in der Papiermaschine die nasse, abrissanfällige Papierbahn vom Langsieb oder —> Untersieb ab und transportieren sie in die erste Presse (—• Siebpartie). Sie sind eine wichtige Untergruppe der Nassfilze bzw. —• Pressfilze. Obwohl Pick-up Abnahme bedeutet, dürfen die Pickup-Filze nicht mit den —• Abnahmefilzen für —» Rundsiebmaschinen verwechselt werden, die keine typischen Pressfilze sind. AL

Pick-up-Walze ( pick-up roll)

Die Pick-up-Walze sorgt für die fast zugfreie Abnahme (—> Züge) und Überführung der nassen Papierbahn von der —» Sieb- in die —•Pressenpartie von Papiermaschinen. Man unterscheidet zwischen Bahnabnahme mit und ohne —» Vakuum. 1) Im Fall von „Saug-Pick-up" wird die —• Saugwalze mit variabler Formatbegrenzung ausgeführt, um die Papierbahn je nach ihrer Breiteneinstellung ansaugen zu können.

430 Die Pick-up-Walze ist von einem speziellen —> Pick-up-Filz umschlungen, der die Papierbahn, am Filz unten haftend, in den ersten Pressspalt der Pressenpartie transportiert. Dazu drückt die Pick-up-Walze den Pick-upFilz im Bereich zwischen Siebsaugwalze und Siebantriebswalze in das laufende —> Sieb und nimmt die Bahn ab. Die Saugwalzenmäntel sind im Schräglochmuster mit angesenkten Löchern gegen Schattenmarkierung (—• Markierung) und Lärmbelästigung gebohrt. 2) Beim Pick-up ohne Vakuum laufen die am Sieb abgespritzten Randbändel (—• Randspritzer) meist mit dem Pick-up-Filz mit (—• Tissuemaschinen), um in der Pressenpartie zum Ausschusspulper abgeführt zu werden; bei Tissuemaschinen nach dem —• Kreppzylinder. KL

Pigmente (pigments)

Der Begriff —• Farbmittel als übergeordneter Sammelbegriff für alle farbgebenden Stoffe sowie —> Füllstoffe und Pigmente als eigenschafts- bzw. anwendungsorientierte Unterbegriffe sind für das Gebiet der Anstrichstoffe in DIN 55944 und DIN 55945 unter Berücksichtigung der bisherigen Ergebnisse der internationalen Normung festgelegt. In der Papierfabrikation ist es üblich, diejenigen Produkte, die in die Masse (dem Faserstoff vor der Papiermaschine) eingegeben werden, als Füllstoffe und diejenigen, die in die —> Streichfarbe eingearbeitet werden, als Pigmente zu bezeichnen. Mit der Auswahl eines Pigments werden wesentliche Eigenschaften des —• gestrichenen Papiers bestimmt. Dazu gehören insbesondere —> Glanz, —• Glätte, —• Opazität, —• Weißgrad, —• Saugfähigkeit, —• Rupffestigkeit und die —• Bedruckbarkeit. Zur Erzielung einer hohen Produktqualität müssen Pigmente und —> Bindemittel aufeinander abgestimmt sein. Im gleichen Zusammenhang zu sehen sind die wichtigsten Merkmale der Streichfarbe, wie Fließverhalten, Viskosität, Wasserretention und Stabilität.

Von einem Pigment für Streichzwecke verlangt man zahlreiche physikalische und chemische Merkmale: • • •

• • • • • • •

Hohe Weiße und Opazität Geringe Teilchengröße Plättchen- bzw. nadelformige Teilchenform für Papiere, bei denen ein hoher Glanz gefordert wird Hoher Brechungsindex Geringes Abrasionsverhalten (—• Abrieb) Hohe Reinheit und chemische Stabilität Geringe Löslichkeit Verträglichkeit mit den übrigen Streichfarbenkomponenten Gute Dispergierbarkeit und günstiges Theologisches Verhalten Niedriger Bindemittelbedarf.

Den genannten Anforderungen werden die Streichpigmente in unterschiedlichem Ausmaß gerecht. Das Verhalten in der Streichfarbe und im gestrichenen Papier wird sowohl durch die mineralogischen und morphologischen als auch durch die physikalischen Eigenschaften bestimmt. In der nebenstehenden Tabelle sind die physikalischen Eigenschaften der natürlichen und synthetischen Streichpigmente aufgeführt, die in der Papierindustrie hauptsächlich verwendet werden. Neben —> Kaolin und gemahlenem natürlichem —> Calciumcarbonat werden in weit geringerem Umfang auch gefällte Calciumcarbonate, —• Satinweiß, —» Titandioxid, calcinierte Kaoline, gefällte —> Silikate, —• Bentonite und z.T. organische Streichpigmente (z.B. Melamin-Formaldehyd-Kondensationsprodukte oder Styrol-Butadien-Copolymere) eingesetzt. Die Einsatzmenge an Streichpigmenten betrug 1996 weltweit 12 Mio t. Mengenmäßig beträgt der Anteil an Kaolin mit 54 % und an natürlichem Calciumcarbonat mit 36 % zusammen 90 %; der Rest teilt sich hauptsächlich unter —• Talkum, gefälltem Calciumcarbonat und Titandioxid auf. In Europa wurden insgesamt 5,2 Mio t Streichpigmente eingesetzt, wobei natürliches Calciumcarbonat mit

431

Pigmente

Streichkaolin (China Clay) Calciumcarbonat, natürlich (GCC) Calciumcarbonat, gefällt (PCC) Satinweiß

Summenformel

WeißBrechungs- grad R457 fg/cm 3l index [%1 Dichte

Teilchengröße [μη»1

Abrasion (AT 1000) [mg]

Al 4 (OH) 8 · (Si40,o)

2,6

1,56

80-92

0,3 - 5

2,0 - 10

CaC03

2,7

1,56

87-95

0,3 - 5

5,0 - 10

CaC03

2,7

1,59

92-97

0,1 - 1

3,0 -

7

3 CaO · AI2O3 · 3 CaS04 -32 H 2 0 Ti0 2

1,8

1,46

92-94

0,1 - 0,2

0,1 -

1

4,2

2,70

97-98

0,2 - 0,5

5,0 - 10

3,9

2,55

97-99

0,2 - 0,5

5,0 - 10

2,4

1,57

97-98

0,2 - 1

0,5 -

2,7

1,57

70-90

0,2 - 5

5,0 - 10

Titandioxid (Rutil) Titandioxid Ti0 2 (Anatas) Aluminium- Al(OH)3 hydroxid Talkum 3 MgO · 4 Si0 2 · H 2 0

2

Physikalische Eigenschaften von Streichpigmenten

54 % eine wesentlich wichtigere Rolle spielt als in Nordamerika mit 15 %. GZ

Pigmentfarbmittel (pigment colorants)

Im Gegensatz zu den molekulargelösten ionischen Farbstoffen bestehen Pigmente, die zur Papierfärbung verwendet werden, aus sehr fein verteilten Farbpartikeln (0,2 bis 2 μιη). Sie werden daher korrekterweise als Farbmittel bezeichnet. Zur Papierfärbung werden sowohl anorganische als auch organische Pigmente verwendet. Anorganische Pigmente sind z.B. —> Titandioxid (Titanweiß) und Eisenoxid. Sie werden fast ausschließlich bei Laminatpapieren und anderen Spezialpapieren verwendet. Organische Pigmente zur Papierfärbung sind hauptsächlich auf Azo- bzw. KupferPhthalocyaninbasis, z.B. Azo-Gelb (C.I. Pigment Yellow 1) bzw. Kupfer-PhthalocyaninBlau (C.I. Pigment Blue 15:1).

Im Gegensatz zu den ionischen Farbstoffen gehen Pigmente kaum Bindungen mit der Faser ein und müssen deshalb physikalisch an die Faser gebracht werden. Dies erfolgt durch Filtration, Adsorption und Flockung. In der Praxis werden hierfür —• Aluminiumsulfat bzw. synthetische —• Flockungsmittel (kationische Polyelektrolyte) verwendet. Wegen der deutlich niedrigeren Farbausbeute im Vergleich zu den —• Direktfarbstoffen sind die Färbekosten bei organischen Farbpigmenten höher. Sie werden daher nur für hochwertige Spezialpapiere mit sehr hohen Anforderungen an —• Licht-, Chemikalienund Ausblutechtheit (—• Ausbluten) verwendet. PF

Pigmentieren (pigmentizing)

Unter Pigmentieren versteht man den Auftrag von pigmenthaltigen wässrigen Oberflächenpräparationen mit geringem Feststoffgehalt

432 (unter 10 %) mittels —> Filmpresse oder —> Leimpresse auf das —• Rohpapier. Häufig werden der Leimflotte (meist Stärkelösungen) bei der —• Oberflächenleimung —» Pigmente (—> Kaolin oder —• Calciumcarbonate) zugesetzt, um die Qualität der oberflächengeleimten Papiere zu verbessern. Die Pigmentierung kann aber auch zur Herstellung von —> Vorstrichen (Auftragsmenge: 2 bis 10 g/m2 je Papierseite) dienen. GZ

Pinus radiata (radiata pine)

Monterey Pine, Insignis Pine, Radiata-Kiefer (Pinus radiata, Familie Pinaceae). Beheimatet in Kalifornien und hier nur auf winzigen Teilarealen vorkommend und ohne jede wirtschaftliche Bedeutung. Weltweit dagegen von den zahlreichen Kiefernarten (—• PinusArten), die außerhalb ihres natürlichen Verbreitungsareal kultiviert werden, die mit Abstand häufigste in Plantagen bewirtschaftete Art. Insbesondere wird sie in den subtropischen Regionen Südafrikas, Australiens, Pigmentstreichen Neuseelands und Südamerikas (Chile) be( pigment coating) standsbildend angebaut. —• Streichen P. radiata ist außerordentlich raschwüchsig, mit Jahrringbreiten (—• Jahrring) von oft mehreren Zentimetern. Kernholzbaum mit Pile sehr breitem —> Splintholz und hellbraunem (pile) Unter Pile versteht man in der Zellstoff- und bis blass rötlichbraunem —• Kernholz bei Papierindustrie die regellose Haufenlagerung stärkeren Durchmessern. Mit einer mittleren von Holzstämmen, Holzprügeln und Rohdichte um 0,43 g/cm3 relativ leicht und —• Hackschnitzeln (—• Hackschnitzellage- mit deutlich geringeren Festigkeitseigenrung). Der Pile hat sich bei Holzstämmen und schaften als die einheimische —> Kiefer -prügeln anstelle der früher üblichen, aber (Pinus sylvestris). Qualitativ gutes Holz mit personalaufwendigeren Lagerung in regelmä- engeren Jahrringen vornehmlich für Profilßigen Stapeln (Beugen), insbesondere in bretter und für gering beanspruchte Treppen großen Fabriken mit entsprechend hohem und Fußböden verwendet. In den ErzeugerHolzumsatz, eingebürgert und seit einigen ländern von außerordentlich großer BedeuJahrzehnten auch immer mehr zur Lagerung tung für die Span-, Faserplatten- und Zellvon Hackschnitzeln bewährt. WE stoffindustrie (-> Sulfatzellstoff). Bei der Lagerung von Langholz erreicht die Größe eines Piles 30 m Höhe, ca. 100 m Breite und einige hundert Meter Länge mit Pinus-Arten mehreren hunderttausend Kubikmetern (pine species) —> Holz, so dass auch in einer großen Zell- Die Gattung Pinus (Kiefer) der Nadelholzfastofffabrik für mehrere Monate Vorrat ange- milie Pinaceae umfasst über 100 Arten auf legt ist. Solch eine Anlage wird z.B. mittels der Nordhalbkugel vom Polarkreis bis GuaStackern oder Kabelkränen beschickt. Vor- temala, Westindien, Nordafrika und Indoneteile sind die vollkommene Mechanisierung sien. Nur eine Art (Pinus merkusii aus Asien) mit geringem Personalaufwand, eine gute überschreitet den Äquator nach Süden. Die Platzausnutzung und eine hohe Umsatzleis- Pinus-Arten gehören weltweit zu den forsttung. Nachteilig sind der erschwerte Abtrans- und holzwirtschaftlich wichtigsten Nutzhölzern. Die in Europa mit Abstand wichtigste port, insbesondere bei Frost, und das gefahrliche Hantieren bei Problemen (z.B. Schwel- und am weitesten verbreitete Art ist Pinus brand, Unfällen) sowie die aufwendige Feu- sylvestris (—• Kiefer, Gemeine Kiefer). Weitere Arten von wirtschaftlicher Bedeutung erschutzüberwachung und ggf. -bekämpfung. DA sind Pinus cembra (Zirbelkiefer, Arve), P. nigra (Schwarzkiefer) und die aus Nordamerika eingebürgerte P. strobus (Strobe oder

433 Weymouthskiefer) sowie im mediterranen Bereich Pinus pinea (Pinie), P. pinaster (Seestrandkiefer oder Strandkiefer) und P. halepensis (Aleppo-Kiefer). In Nordamerika ist die Gattung Pinus die wichtigste Nutzholzgruppe überhaupt. Zudem sind einige Arten in Mittelamerika sowie in den warmen Regionen Asiens, Afrikas und Südamerikas als Plantagenhölzer verbreitet. Hierzu gehören als bedeutendste Art vor allem —• Pinus radiata (Radiata Pine) sowie die Gruppe der Yellow Pines oder Southern Hard Pines, wie P. echinata (Shortleaf Pine), P. elliottii (Slash Pine), P. palustris (Longleaf Pine) und P. taeda (Loblolly Pine, Carolina Pine) sowie die beiden mittelamerikanischen Arten P. caribaea und P. oocarpa. WE

Platzstelle (in der Rolle) (burst in reel, roll burst)

Plastische Dehnung (plastic strain)

2) Umfangsplatzstellen entstehen beim Wickeln von Papierbahnen mit ungleichmäßigen Bahnprofilen, wobei in diesem Fall das Dickenquerprofil (—• Dickenprofil) maßgebend ist. Allerdings liegt die Ursache für ein ungleichmäßiges Dickenprofil mit eng be-

Platzstellen sind Papierbahnfehler und können an Papierollen und im —• Tambour bzw. in der —> Mutterrolle auftreten. Je nach Position der Platzstelle innerhalb der Papierrolle spricht man von einer Kernplatzstelle in Hülsennähe oder von einer Umfangsplatzstelle in der Nähe des Rollenmantels. Platzstellen erscheinen in Form von einem oder mehreren, dicht nebeneinander liegenden Rissen in —> Längsrichtung der Papierbahn, die dann in Querrichtung weiterlaufen. Platzstellen treten fast immer in Kombination mit —• Kreppfalten in direkter Nachbarschaft auf.

1) Kernplatzstellen können bei Wickelvorgängen auf —•Rollenschneidmaschinen entstehen, wobei Auf- und Abwicklung gleichermaßen beteiligt sein können. Als Ursache PIRA International Printing Industries Research Association ,für das Entstehen von Kernplatzstellen wird eine lokale ungleichmäßige Abgabe von beim Leatherhead, Großbritannien. Unabhängiges Institut für Forschung, Bera- Wickelvorgang in das Papier eingetragener tung, Ausbildung und Informationsdienste für mechanischer Energie angesehen. Sind die die Papier-, Verpackungs-, Druck- und Ver- Voraussetzungen für eine Energieableitung lagsindustrie. Die PIRA besteht seit 1967 als über einen größeren Rollenbereich nicht Zusammenschluss von PATRA (Printing, gegeben (schlechte Querprofile der —• Dicke Packaging and Allied Trades Research Asso- und/oder der —• flächenbezogenen Masse, ciation, gegründet 1929) und von BPBIRA raue Papieroberflächen, lokale Papierbean(British Paper and Board Industries Research spruchung in der Nachbarschaft von —• Spannköpfen, Papier mit geringen FestigAssociation). Gemeinschaftsforschung mit den Schwer- keiten), so führt der beim Wickelvorgang punkten: Produkt- und Prozess- Konsistenz, auftretende rotierende Kraft- und MomentRohstoff-Optimierung, Multi-client For- umlauf, z.B. zwischen 2 Spannköpfen, zu lokalen Papierüberbeanspruchungen, was zu schung von der Vorstufe der Druckverfahren, Papier und Druckfarbe, der Technologie und Kernplatzstellen führen kann. Insbesondere der Wirtschaftlichkeit der Druckverfahren bis das —> Wickeln von hochverdichteten grafizur Druckweiterverarbeitung. Ein weiterer schen Papieren (z.B. satiniertes —• LWCSchwerpunkt ist die Organisation von Semi- Papier) auf —> Doppeltragwalzen-Rollennaren und Symposien auf den Gebieten: Pa- schneidmaschinen begünstigt in Abhängigpier und Pappe, Verpackung, Druck und keit von der Querprofilgüte und dem RollenVerlagswesen. FA durchmesser das Auftreten von Kernplatzstellen.

—• Dehnung

434 nachbarten Dickenabweichungen fast immer in unzulänglichen Flächengewichts- oder Feuchtequerprofilen. Treten im Wickelbereich durch das beim Wickelaufbau vielfache Übereinanderlegen dieser, fast immer auf Spuren in Längsrichtung verlaufenden Querprofilfehler auf, werden die beim Wickeln erforderlichen mechanischen Energieausgleichsvorgänge gestört. Die dadurch auftretenden lokalen Überbeanspruchungen verursachen Umfangsplatzstellen. Umfangs- und Kernplatzer fuhren erst beim Abrollen der Papierbahn - vor allem in der —• Druckmaschine - zum vollständigen —• Bahnreißer, woraus ein Produktionsausfall bis zum erneuten Auffuhren der Papierbahn resultiert. RE

PLS (Distributed

Control System, DCS)

stückweise flexibel sein sowie Verzweigungen enthalten (Umschaltarmaturen). Die Abscheidung des Transportguts erfolgt durch freies Ausblasen, z.B. beim Aufbau eines —» Piles bei der —• Hackschnitzellagerung, oder in Zyklonen. DA

Poisson-Zahl (Poisson ratio)

Mithilfe der Poisson-Zahl (Querkontraktionszahl) kann das Verformungs-Verhalten von Material bei Zugbeanspruchung beschrieben werden. Wird ein Material einer (monoaxialen) Zugspannung unterworfen, so dehnt es sich in der Richtung der Zugkraft aus und zieht sich quer zur Beanspruchungsrichtung (—> Querkontraktion) zusammen. Das Verhältnis zwischen der gemessenen Querkontraktion (in Prozent) zu der Dehnung in Richtung der Beanspruchungsrichtung (in Prozent) ist die Poisson-Zahl μ:

—> Prozessleitsystem

Pneumatische Förderanlage (für Hackschnitzel) (pneumatic chip conveying system)

Eine pneumatische Förderanlage ist eine Luftforderanlage vom Typ Stetigförderer, bei dem ein Luftstrom das zu fördernde Gut durch geschlossene Rohrleitungen transportiert. —• Hackschnitzel eignen sich als Schüttgut gut für diese Art der Förderung. Die Anlagen sind relativ einfach und unter bestimmten Umständen weniger investitionsaufwendig als Bandforderanlagen. Ihr Nachteil letzteren gegenüber besteht in hohem Energieaufwand, Staubentstehung beim Abscheiden und erheblichem Verschleiß, insbesondere an Umlenkstellen, so dass sie nach einer Periode großer Verbreitung wieder seltener angewandt werden. Die Anlage besteht aus einer Aufgabestation, dem Rohrleitungssystem und der Abscheidestation. Die Aufgabe ihrerseits besteht aus einem —> Kompressor zur Erzeugung der Druckluft und einem Aufgabeapparat, wo das Transportgut in den Luftstrom gebracht wird. Das Rohrleitungssystem kann fest und

ε mit ε: Dehnung in Beanspruchungsrichtung in [%] ε ς : Kontraktion quer zur Beanspruchungsrichtung in [%] Die Querkontraktion bei Zugbelastung von Papier kann mithilfe eines berührungsfrei arbeitenden Messsystems von Dehnungsbeginn bis zum Bruch von Papierproben sehr genau erfasst werden. Dieses Messverfahren geht von der Proportionalität der elastischen Materialkenngrößen zur Ausbreitungsgeschwindigkeit in das Material eingebrachter Schallwellen aus. Für in —»Längsrichtung beanspruchte industrielle Papiere hat die Poisson-Zahl Werte in der Größenordnung von 0,25 bis 0,45 mit einem Mittelwert von 0,3, während in —» Querrichtung beanspruchte Papiere zu einer Poisson-Zahl von durchschnittlich 0,15 RE führen.

435 Polarisation des Lichts (polarization of light)

Zirkular polarisiertes Licht entsteht, wenn 2 Lichtwellen, bei denen die elektrischen Vektoren in 2 zueinander senkrechten Ebenen stehen, mit gleicher Amplitude und einem Gangunterschied der Wellen von λ/4 (Phasendifferenz π/2) schwingen. Sind bei der Überlagerung von 2 senkrecht zueinander schwingenden Teilwellen entweder die Amplituden nicht gleich oder ist der Gangunterschied von λ/4 verschieden, dann entsteht elliptisch polarisiertes Licht. Elektromagnetische Wellen sind transversale Wellen, die senkrecht zur Ausbreitungsrichtung schwingen. Je nach Art der Schwingung unterscheidet man zwischen linear polarisiertem, zirkulär polarisiertem oder elliptisch polarisiertem —• Licht. Im ersten Fall schwingt das Licht bzw. der elektrische Vektor in einer Ebene, im zweiten und dritten Fall läuft der elektrische Vektor schraubenförmig oder auf einer elliptischen Schraube um die Ausbreitungsrichtung.

Licht von einer nacheinander zwei verdrehte Polfilter

Lichtquelle durchläuft um 90° gegeneinander

Licht, das von einem Temperaturstrahler ausgesandt wird, enthält normalerweise regellos alle Polarisationsarten und -richtungen. Es ist natürliches, unpolarisiertes Licht. Schickt man dieses Licht durch ein —• Polarisationsfilter, so ist hinter dem Filter nur noch linear polarisiertes Licht mit einer

durch die Lage des Filters vorgegebenen Schwingungsrichtung vorhanden. Ordnet man ein zweites Filter hinter diesem ersten Filter an, so wird je nach Orientierung des Filters mehr oder weniger viel Licht durchgelassen. Ist es in der gleichen Winkellage wie das erste Filter angeordnet, kann alles Licht passieren. Ist die Polarisationsebene des zweiten Polarisationsfilters senkrecht zu der des ersten, kann das Licht den zweiten Filter nicht mehr passieren (Abb.). Bei allen Orientierungen zwischen diesen beiden Extremen ist die Intensität des Lichts vom Winkel zwischen den beiden Polarisationsfiltern abhängig. Diese Tatsache wird bei der Verwendung von Polarisationsfotometern genutzt. UR

Polarisationsfilter (polarizer)

Lichtwellen sind polarisierbar, d.h. ihre Schwingungsrichtung lässt sich auf eine Ebene reduzieren. Dies ist z.B. über —• Reflexion oder über Polarisationsfilter erreichbar. Polarisationsfilter (Polfilter) sind meist planparallele Platten oder Folien, aus denen nach Eintritt von unpolarisiertem —• Licht polarisiertes Licht austritt. Sie bestehen häufig aus dichroitischen Kristallen (z.B. Turmalin) oder aus Folien mit eingelagerten dichroitischen oder nadeiförmigen Kristallen, die über ein Recken der Folie parallel zueinander ausgerichtet werden. Eingesetzt werden Polaristionsfilter z.B., um die Polarisationsrichtung von Licht zu ermitteln, um die Auswirkungen von Reflexen (z.B. in der Fotografie oder der Densitometrie) zu mindern oder um Lichtintensitäten zu messen (Polarisationsfotometer). Bei der Bewertung von Drucken sind Polarisationsfilter vorteilhaft bei der Bestimmung der —• optischen Dichte von noch nicht getrockneten Farben (Offset). Da ein Teil des zur Messung aufgestrahlten Lichtes nicht in die —• Druckfarbe eindringt, sondern bereits an der Grenzfläche Luft - Farbe reflektiert wird (und dieser Teil bei noch ungetrockneter Farbe größer ist), schließt man diesen Teil folgendermaßen von der Messung aus. Die

436 Probe wird mit polarisiertem Licht beleuchtet. Der an der Grenzfläche reflektierte Anteil behält seine Polarisationsart bei und kann durch ein zweites, vor dem Sensor befindliches Polfilter eliminiert werden. Das in die Druckfarbschicht und den Bedruckstoff eindringende Licht wird durch Streu- und Reflexionsvorgänge depolarisiert, so dass es das Polfilter vor dem Sensor passieren kann. Die Dichtemessung an „nassen" und trockenen Drucken weist vergleichbare Werte auf. UR

Polyacrylamid (Polyacrylamide)

Polyacrylamid (PAM; -[CH-CH(CONH2)]n-) wird im technischen Maßstab durch radikalische —• Polymerisation von Acrylamid (AM; CH2=CH-CONH2) hergestellt. Durch Copolymerisation von Acrylamid mit anionischen —•Monomeren (z.B. Natriumacrylat) entstehen anionische Polyacrylamide. Wird Acrylamid mit kationischen Monomeren (z. B. Dimethylaminoethylacrylat-Methochlorid) copolymerisiert, so erhält man kationische Polyacrylamide. Durch das Verhältnis der Monomeren lässt sich die Ladungsdichte der Polymeren variieren. Polyacrylamide sind in der Regel linear-makromolekular. Die mittleren, durch Lichtstreuung bestimmten Molmassen technisch relevanter Polyacrylamide liegen zwischen 100 000 und 15 Mio g/mol. Insbesondere die hochmolekularen Polymere sind empfindlich gegenüber Scherkräften. Technische Verfahren zur Herstellung von Polyacrylamiden sind die Lösungspolymerisation in Wasser, die inverse Emulsionspolymerisation und die Gelpolymerisation. (Kationische) Polyacrylamide werden heutzutage in der Papierindustrie hauptsächlich als —> Flockungs-, —• Retentions- und —> Fixiermittel sowie als —• Trockenverfestiger verwendet. Hochmolekulare Polyacrylamide flocken die Inhaltsstoffe einer Stoffsuspension nach dem Brückenmechanismus, der eine voluminöse Flockung induziert. Bei zu hohen Zugabemengen und geringen Scherkräften ist eine deutliche Beeinträchtigung der —• Formation

des hergestellten Papiers zu beobachten. Beim Einwirken stärkerer Scherkräfte werden die großen Flocken irreversibel zerstört, wobei auch ein Molmassenabbau der Polyacrylamidmoleküle erfolgt. MN

Polychlorierte Biphenyle (PCB) (polychlorinated biphenyls)

Polychlorierte Biphenyle ist die Bezeichnung für die 209 verschiedenen Biphenylisomeren, bei denen ein oder mehrere Wasserstoffatome durch Chloratome ersetzt sind. Biphenyl wird als Nebenprodukt bei der Herstellung von Phenol aus Chlorbenzol gebildet. Durch Chlorierung entstehen PCBs. Die Toxizität von PCBs hängt vom Chlorierungsgrad und der Positionierung der einzelnen Chloratome ab. Die großtechnische Herstellung von PCB erfolgt seit den 20er Jahren. Industriell hergestellte PCBs enthalten als Verunreinigungen die toxischen polychlorierten Dibenzofurane (—• Furane) und die polychlorierten Naphthaline. PCB-Isomere mit niedrigen Chlorgehalt sind ölig-flüssig, mit zunehmendem Chlorgehalt nimmt die Fließfähigkeit ab und die Isomere werden fettig-schmierig. PCBs sind nur in geringem Maß in Wasser löslich. Chemische und physikalische Eigenschaften von PCB sind u.a. Unbrennbarkeit, hoher Siedepunkt, hohe Viskosität, thermische Stabilität und chemische Resistenz. PCBs besitzen eine große Resistenz gegenüber -> Säuren und —• Basen. 3

2

2'

3'

polychlorierte Biphenyle

Die Verwendung von PCB wird in 2 Kategorien unterschieden. PCBs wurden als Weichmacher in Harzen, Gummi, Kunststoffen und Lacken sowie in Kitten, Spachtel-, Fugen-

437 und Vergussmassen verwendet. Daneben dienten sie als Schmier- und Imprägniermittel sowie als Flammschutzmittel, besonders für Innenraumausbaumaterialien. In der Papierindustrie wurden PCB zur Herstellung von —• Selbstdurchschreibepapier verwendet. PCB dient als Lösungsmittel für die Farbbildner in den —• Mikrokapseln. Nachdem vor etwa 20 Jahren auf den Einsatz von PCB zu diesem Zwecke verzichtet wurde, liegen auch in altpapierhaltigen Papieren die Gehalte dieser Verbindungen im Bereich der analytischen —• Nachweisgrenze von 0,005 mg/kg, meist sogar unterhalb dieses Werts. Die —• Empfehlung XXXVI gibt für den PCB-Gehalt in Papieren für den Lebensmittelkontakt einen Grenzwert von 2 mg/kg vor. Werden PCBs bereits während der Herstellung und Verwendung der Produkte durch Verdunstung oder über den Umweg der Müllverbrennung in die Umwelt abgegeben, spricht man von „offenen Systemen". Gemäß der 2. PCB-Richtlinie der EG vom 27. Juni 1985 ist die Verbrennung von PCB verboten. Die Produktion von PCB in Deutschland wurde 1983 eingestellt. Der Einsatz von PCB in geschlossenen Systemen, wie z.B. Transformatoren und Kondensatoren (als Kühlund Isolierflüssigkeit), Widerständen und Drosselspulen sowie hydraulischen Anlagen unter Tage, ist in Deutschland seit dem 01. Juli 1986 verboten. Kondensatoren und Transformatoren müssen, sofern sie noch PCB enthalten, mit einem entsprechenden Warnschild versehen sein, da bei zu starker Erhitzung —• Dioxine und Dibenzofiirane freigesetzt werden. Die Verwendungsdauer von PCB in Transformatoren beträgt zwischen 30 und 50 Jahren bei störungsfreiem Betrieb. Daher ist mit einer Verschärfung der Entsorgungsproblematik im Laufe der Zeit zu rechnen. Entsorgungsmöglichkeiten sind das Endlagern in Fässern in Salzstöcken oder das Verbrennen in besonderen Hochtemperaturverbrennungsanlagen. Durch die Langlebigkeit sind PCBs ubiquitär nachweisbar. Sie lagern sich aufgrund ihrer Lipophilic in Fettgewebe ab und sind auch im Menschen nachweisbar. Die Toxizi-

tät ist je nach Chlorierungsgrad und Stellung der Chloratome verschieden. PCB können schwere Gesundheitsschäden hervorrufen, da sie fruchtschädigende, krebserzeugende und zu Fehl- und Missbildung führende Eigenschaften besitzen. PCB sind daher im Chemikaliengesetz der Gruppe III Β zugeordnet. Gesetzliche Grenzwerte für eine maximale PCB-Raumluftkonzentration sind bislang nicht festgelegt worden. Die PCB-Richtlinie von 1994 hält eine Raumluftkonzentration unter 300 ng PCB/m3 für langfristig vertretbar. Literatur: Krüger, S.: Sorption von polychlorierten Biphenylen an verschiedene Adsorbentien und Nachweis der Bioverfügbarkeit. In: Fortschritt-Berichte VDI. Reihe 15: Umwelttechnik, Nr. 177, Düsseldorf, 1997 kubus/AGÖF: PCB in Innenräumen. Berlin, 1996 MO

Polyethylenfolie (polyethylene film)

—• Kunststofffolie aus Polyethylen (PE). Man unterscheidet Folien aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE = High Density Polyethylen) und Folien aus Polyethylen niedriger Dichte (LDPE = Low Density Polyethylen). Mengenmäßig dominieren Folien aus LDPE. Derzeit werden in Westeuropa ca. 65 % der gesamten LDPE-Produktion zur Herstellung von Folien eingesetzt. PE-Folien sind weich, geschmeidig, weitgehend knitterfest, dehnbar, wasserunempfindlich, äußerst kältebeständig und beständig gegen die meisten organischen und anorganischen Chemikalien. Sie sind ferner weitgehend geruchs- und geschmacksneutral und physiologisch unbedenklich. Ihre —> Wasserdampfdurchlässigkeit ist sehr gering, jedoch besitzen sie eine relativ hohe Gasdurchlässigkeit. Sie sind in der Regel farblos und durchsichtig, können aber sehr leicht durch Zumischen von —• Farbstoffen oder —• Pigmenten bei der Herstellung eingefärbt werden.

438 Die Beschichtung von Papier, Pappe und Karton mit Polyethylen spielt bei der Herstellung von —• flexiblen Verpackungen und Getränkekartons (—• Verbundmaterial) eine bedeutende Rolle. Die Polyethylenschicht sorgt für eine gute Wasser- bzw. Feuchtigkeitsbarriere. Die dazu erforderlichen Polyethylenfilme werden in der Regel nicht durch —• Kaschieren, sondern durch —> Extrudieren aufgebracht. KB

chemisch nahe verwandter Grundeinheiten aufgebaut sind. Solche Moleküle werden als Ketten- oder Makromoleküle bezeichnet und können in ihrer Struktur linear, kammartig oder strauchartig verzweigt oder vernetzt sein. In Lösung liegen die Makromoleküle in verknäulter Form vor. Im festen Zustand können amorphe Bereiche mit verknäulten Makromolekülen sowie auch kristalline Domänen mit parallel angeordneten Molekülketten auftreten. Polyethylenimin Synthetische Polymere bilden vorwiegend (polyethylene imine) feste Werkstoffe, die je nach chemischer Polyethylenimin (PEI; -[CH2-CH2-NH]n-) Natur der sie aufbauenden Grundbausteine, wird technisch durch säurekatalysierte Po- ihrer Zahl pro Molekül (—• Polymerisationslyaddition von Ethylenimin (auch: Aziridin) grad), ihrer Molekülstruktur und der Uneinhergestellt. Das Verhältnis von primä- heitlichkeit der Moleküle plastisch (z.B. ren : sekundären : tertiären Stickstoffatomen Polyethylen und Polyvinylchlorid), glasartig beträgt im Mittel 1:2:1. Das wasserlösliche spröde (z.B. Polystyrol) oder elastisch (z.B. Polymer ist somit verzweigt-makromolekular Polyisopren, Polybutadien) sein können. und besitzt in wässriger Lösung eine kugel- Gelöste Polymere zeigen häufig besondere förmige Gestalt. Die Ladungsdichte von Wirkungen (z.B. hohe —• Viskosität, AdhäsiPolyethylenimin hängt vom pH-Wert ab und on und starke Wechselwirkungen mit anderen beträgt maximal 23 meq/g. Die mittleren Stoffen) und werden daher häufig als Molmassen technisch hergestellter Polyethy- —• Hilfsstoffe und Zusatzstoffe verwendet. lenimine liegen zwischen 500 und 2 Mio g/mol. ocp^bocpoooaxqpccoc^ linear Polyethylenimine flocken die Inhaltsstoffe einer Stoffsuspension nach dem Mosaikmechanismus, der eine feine, dichte Flockung induziert. Die gebildeten Flocken sind insofern scherstabil, als dass nach Beendigung der Schereinwirkung eine Reaggregation einsetzt. Die feine Flockenstruktur ist die Ursache für die oftmals beobachtete verbesserte Pressenentwässerung (—» Pressenpartie) beim Einsatz von Polyethyleniminen. In der Papierindustrie finden reine und movernetzt difizierte Polyethylenimine Anwendung als —• Entwässerungs-, —• Retentions-, —> FälStruktur von Polymeren lungs-, —• Fixiermittel für —• Störstoffe, —•Flockungsmittel und Haftvermittler für Polyethylenfolien auf Papier. MN Unter den mengenmässig überwiegenden Biopolymeren finden sich die GerüstmateriaPolymer lien, wie z.B. —• Cellulose, —• Polyosen, (polymer) —• Lignin, Chitin und die lebenstragenden Ein Polymer ist ein Stoff, dessen einzelne —• Proteine und Nukleinsäuren. Zu den Moleküle aus einer großen Zahl gleicher oder wichtigsten Energiespeichern von Pflanzen

439 (—•Biomasse) gehören die —»Polysaccharide. Eine Reaktion, die zur Bildung von Polymeren fuhrt, nennt man —•Polymerisation. Synthetisch hergestellte feste Polymere werden auch Kunststoffe genannt. Die in der Papierindustrie am häufigsten verwendeten synthetischen Polymeren sind —> Formaldehydharze, —• Glyoxalharze, —• Polyacrylamid, —• Polyethylenimin, —• Polyvinylalkohol. Sie werden als —• Hilfsstoffe (z.B. —• Retentions-, —• Fällungs-, —• Nassfest-, —• Flockungs- und —• Streichbindemittel) eingesetzt. GU

Polymerisation (polymerization)

Die Bezeichnung Polymerisation wird im Englischen als Oberbegriff für eine irgendwie geartete Überführung von niedermolekularen (—• Monomeren) in hochmolekulare Verbindungen (—•Polymere) verwendet. Im Deutschen wird für derartige Reaktionen zum Aufbau von Polymeren die allgemeine Bezeichnung Polyreaktionen mit den Unterbegriffen Polymerisation, Polyaddition und Polykondensation benutzt. Ri I+n R2

R3 RT

R3 +T R4

R

C^ R3 R4'

I+n W V ^ T R/ Primärreaktion (unten)

Rs

I

sehen oder kationischen Initiatoren (I), von Wärme (thermische Polymerisation), von ionisierender Strahlung (Strahlenpolymerisation) oder Licht (Fotopolymerisation). Die Polymerisation ist eine Kettenreaktion aus Primärreaktion (Kettenstart, Initiation), Wachstums-, Aufbau- oder Fortpflanzungsreaktion (Propagation), Kettenübertragung oder Kettenabbruch (Termination). Bei der radikalischen Polymerisation entstehen aus den Initiatoren (z.B. —» Wasserstoffperoxid, Peroxiden, Azo-Verbindungen) Radikale, die sich an das ungesättigte Monomere zu neuen Radikalen addieren; an diese lagern sich erneut Monomer-Moleküle an. Das Kettenwachstum wird durch Reaktion mit einem Radikal abgebrochen. Bei der ionischen Polymerisation besteht der erste Wachstumsschritt in einer Anlagerung eines anionischen oder kationischen Initiators an das Monomere. Die polymerisierbaren Verbindungen bezeichnet man als Monomere. Erfolgt die Polymerisation unter Beteiligung einer einzigen Art von Monomeren, spricht man von Homopolymerisation. Copolymerisationen sind Polymerisationen von mindestens 2 verschiedenen Monomeren. Produkte der Polymerisation sind die Polymerisate oder allgemein die Polymere und damit auch viele Kunststoffe. Auch bei verbreiteten Prozessen zur Lackhärtung, zur Härtung und Vernetzung von —• Kunstharzen und Beschichtungen sowie des —• Klebens sind häufig Polymerisationsreaktionen involviert.

X _R R2

(oben) und Wachstumsreaktion

Polymerisation im engeren Sinn ist solchen Reaktionen vorbehalten, bei denen aus Monomeren, die reaktive Mehrfachbindungen oder Ringe enthalten, Polymere (Polymerisate) gebildet werden. Die Polymerisation kann ausgelöst werden durch Einwirkung von radikalischen, anioni-

Literatur: Römpp Lexikon Chemie. Stuttgart, New York: Georg Thieme Verlag, 1996 GU

Polymerisationsgrad (degree of polymerization)

Unter dem Polymerisationsgrad versteht man die Anzahl von sich wiederholenden chemischen Gruppierungen in einem Makromolekül (bei —•Cellulose und anderen —•Polysacchariden die Anzahl der Anhydroglucoseeinheiten (—•Glucose)). Der Polymerisa-

440 tionsgrad wird durch Messungen von Eigenschaften gelöster Polymerer bestimmt (z.B. —• Grenzviskositätszahl). Da Polymere immer aus Molekülen verschiedener Molmasse bestehen, wird durch die Messung jeweils nur ein Mittelwert gefunden, dessen Natur von der Art der Messung abhängt. Der Polymerisationsgrad von —• Zellstoffen ist ein wichtiges Qualitätskriterium. Er stellt ein Maß für den molekularen Abbau der Cellulose bei Aufschluss und —• Bleiche dar und ist umso höher je weniger die Cellulose geschädigt wurde. Indirekt wird dadurch auch die gesamte Schädigung der Zellstofffaser erfasst, von deren Festigkeit die Festigkeit des Papiers abhängt. GU

Polyosen (polyoses)

Polyosen (—• Hemicellulosen) sind zu den —•Polysacchariden gehörende Begleitstoffe der —• Cellulose in den Pflanzenstützgeweben. Die Polyosen bilden die flexible Komponente der verstärkten Zellwand (bis 30 % der Gesamtmasse). Polyosen bestehen vorwiegend aus —•Glucose, Xylose, Mannose, Galactose sowie Derivaten (Säuren, Ester und Ether) dieser Zucker. Zu den wichtigsten Polyosen gehören die —• Hexosane —• Mannan und —• Mannogalaktan sowie das —• Pentosan —• Xylan. Die Polyosen der —• Nadelhölzer bestehen zu etwa 75 % aus Hexosanen und zu 25 % aus Pentosanen, während es sich bei den —• Laubhölzern umgekehrt verhält. Polyosen lösen sich im Gegensatz zur Cellulose gut in wässriger —•Natronlauge und werden durch —• Säuren in Zucker gespalten (—• Hydrolyse). Durch Alkalien werden die Ketten vom reduzierenden Ende her abgebaut. Als Orientierungswert für den Gehalt an Polyosen in Faserstoffen dient der in 10%iger Natronlauge lösliche Anteil. —• Sulfitzellstoffe enthalten in der Regel nur einen geringen Polyosengehalt, während in —• Sulfatzellstoffen eine größere Menge an Polyosen anzutreffen ist. Diese gehen während des Holzaufschlusses in Lösung, fallen jedoch später wieder auf der Faseroberfläche

aus, wenn im Laufe der Kochung (—• Kochen) der pH-Wert absinkt. Aufgrund ihrer guten Quellbarkeit und flexibilisierenden Wirkung erhöhen Polyosen im —•Zellstoff die Papierfestigkeiten, die direkt vom Faser-Faser-Bindevermögen abhängen. Sie können aber das —• Entwässerungsverhalten beeinträchtigen. Bei der Trocknung feuchter Fasern tendiert deren Polyosenanteil besonders zur Verhornung. Die steiferen Fasern erhöhen das —• spez. Volumen des Papiers und seine —• Opazität. Andererseits verschlechtert sich die Quellbarkeit und damit das Faser-Faser-Bindevermögen. Dieser Faktor ist mit verantwortlich für die Qualitätsminderung von —• Sekundärfasern. GU

Polypropylenfolie (polypropylene film)

—• Kunststofffolie aus Polypropylen (PP). PP-Folien spielen bei der Papierveredelung als Kaschierfolien (—•Kaschieren) eine bedeutende Rolle. Bei der Herstellung —• flexibler Verpackungen (z.B. Verpackungen für Schokoriegel, Nudeln, Back- und Tabakwaren) haben sie in den beiden letzten Jahrzehnten —• Zellglas weitgehend verdrängt. Sie stellen im Verpackungsbereich zudem eine gute Alternative zu den aus ökologischen Gründen rückläufigen PVC-Folien dar (PVC enthält Chlor). Viele Polypropylenfolien, z.B. für flexible Verpackungen, werden durch Recken nachträglich veredelt. Durch das Recken wird der —• Bruchwiderstand erhöht, die Elastizität und die Weiterreißkraft nehmen ab. Sie eignen sich dadurch besonders für Umverpackungen (z.B. Klarsichthülle bei —•Zigarettenschachteln) und —• Beutel, die an vorher eingekerbten Stellen durch den Verbraucher geöffnet werden sollen. Man unterscheidet je nachdem, ob die Verstreckung in Maschinenrichtung oder auch zur Querrichtung erfolgt, monoaxial und biaxial gereckte PPFolien. KB

441 Polysaccharid ( polysaccharide )

Polysaccharide sind —»Polymere aus Zuckern oder Zuckerderivaten, in denen die Grundeinheiten bildenden Anhydrozucker vorwiegend über Acetalbindungen verknüpft sind. Zu den wichtigsten Polysacchariden gehören —» Cellulose, —» Polyosen sowie —» Amylose und —» Amylopektin als Komponenten der —» Stärke. Unter Zuckern versteht man allgemein Verbindungen der Formel C 5 Hi 0 O 5 oder C6Hi 2 0 6 , die zu der Gruppe der —»Kohlenhydrate (CnH2nOn) gehören. Rein formal entsprechen diese Zucker Hydraten (Wasseranlagerungsverbindungen) des —» Kohlenstoffs (C n *nH 2 0), woraus sich der Name —» Kohlenhydrat herleitet. Es handelt sich aber nicht um Hydrate, sondern um Hydroxyverbindungen. GU

Polyvinylalkohol (polyvinyl alcohol)

Polyvinylalkohol (PVA) ist ein kristallines, wasserlösliches —» Polymer des in freier Form nicht existierenden Vinylalkohols. PVA wird durch Umesterung von Polyvinylacetaten (Polyvinylester) mit —»Methanol hergestellt. Je nachdem, in welchem Stadium die Reaktion abgestoppt wird, erhält man Polyvinylalkohole mit unterschiedlicher Anzahl an Vinylgruppen (unterschiedlicher Verseifungsgrad). Dies hat entscheidenden Einfluss auf die Eigenschaften des Produkts, insbesondere auf dessen Löslichkeit. PVA ist in Wasser praktisch unbegrenzt löslich. Die wässrigen Lösungen sind kolloidaler Natur. Mit zunehmendem Feststoffgehalt steigt die —» Viskosität der Lösung über das Gel bis zu festen Massen. Am leichtesten löslich sind PVA-Typen mit mittlerem Verseifungsgrad. Sie lösen sich in kaltem und heißem Wasser. PVA-Typen mit hohem Verseifungsgrad lösen sich nur in heißem Wasser, während PVA-Typen mit niedrigem Verseifungsgrad in kaltem Wasser leichter löslich sind als in heißem. PVA sind beständig gegen Öle, Fette, Chlorkohlenwasserstoffe, —» Kohlenwasserstoffe und praktisch alle

organischen —» Lösungsmittel (z.B. Alkohole, Aceton, organische Säuren, Benzol). Die Lieferform des PVA sind grobkörnige bis feine, weiße Pulver mit einem spez. Gewicht von 1,23 bis 1,30 g/cm3. PVA besitzt eine hohe Kohäsionskraft (—» Kohäsion) und ist somit ein guter Filmbildner. Seine Adhäsionskraft zu porösen und hydrophilen Trägern, wie Papier, Pappe und Holz, ist sehr gut. Dagegen haftet PVA nur schwach auf glatten, nicht saugfähigen Trägern. Chemisch gesehen, verhalten sich die verschiedenen PVA-Typen wie langkettige Alkohole. Eine Erwärmung über 100° C hat eine Verminderung der Wasserempfindlichkeit zur Folge. Über 200° C tritt Zersetzung ein. Aus den speziellen Eigenschaften der PVA ergeben sich verschiedene Anwendungsmöglichkeiten bei der Papierherstellung. Bei der PVA-Auswahl müssen deren Viskosität (Kettenlänge) und Verseifungsgrad (Kaltwasser-Löslichkeit) berücksichtigt werden. Verschiedene PVA-Typen können zudem miteinander vermischt werden, um die Eigenschaften noch besser abstufen zu können. Wichtigste Anwendungsgebiete von Polyvinylalkoholen sind neben der —» Oberflächen» und —» Massenleimung die Funktion als —» Bindemittel in pigmentierten —» Streichfarben. Daneben wird PVA zur Herstellung von wiederanfeuchtbaren Gummierungen (z.B. von —» Briefumschlägen und —»Briefmarkenpapier) und zur Herstellung fotosensitiver Schichten auf —»Fotorohpapieren verwendet. Um die Wirksamkeit von —» Stärke als Oberflächen- oder Masseleimungsmittel zu erhöhen, können diese mit PVA verschnitten werden. Dazu genügen bereits PVA-Zusätze von wenigen Prozent, bezogen auf die Stärke. PVA besitzt aufgrund seiner physikalischen und chemischen Eigenschaften ein hohes Pigmentbindevermögen und eignet sich deshalb sehr gut als Bindemittel in pigmentierten Streichfarben. Gegenüber den natürlichen Bindemitteln, wie —» Kasein und Stärke, hat PVA als synthetisches Bindemittel den Vorteil einer gleichbleibenden Qualität. HA

442 Poperoller (pope reeler, drum reel-up)

Der Poperoller wird als Aufroller bei Papiermaschinen, —> Streichmaschinen, —• Umrollern, Nachrollern und —> Superkalandern eingesetzt. Er ist in der Lage, bei voller Papierbahngeschwindigkeit im fliegenden Wechsel die Papierbahn von —> Tambour zu Tambour zu überfuhren. Während des Aufrollvorgangs wird der Tambour an seinem Umfang von einer Tragtrommel angetrieben, wozu der Tambour in seiner Lagerung erst vom Primär- und dann vom Sekundärhebel gegen die Tragtrommel durch Hydraulikzylinder angepresst wird. Der Anpressdruck bestimmt die —• Wickelhärte der Papierrolle mit. Bekannt ist der Poperoller wegen der Konstruktion seiner Tambourwechseleinrichtung: Der neue leere Tambour (Stahlrohr) schwebt in der ca. 12 Uhr-Position in einer schwenkbaren Lagerung über der Tragtrommel, über die die Papierbahn im Uhrzeigersinn läuft (Betrachtung von —• Führerseite). Die Lager des zu wechselnden vollen Tambours sind auf einem z.B. waagrechten Schlitten gelagert und pressen in ca. 3 Uhr-Position den Tambour gegen die Tragtrommel. Beim Wechsel wird der neue leere Tambour in ca. 2 UhrPosition geschwenkt, wo er Papierbahn und Tragtrommel berührt. Anschließend wird die Bahn mittels Pressluftstrahl so eingerissen, dass sie sich auf den neuen Tambour aufwikkelt. Gleichzeitig wird der volle Tambour aus seiner Berührungsposition mit der Tragtrommel abgefahren, zum Stillstand abgebremst und mit dem Kran ausgehoben. Der neue Tambour wird in die inzwischen wieder angefahrenen leeren Lager des Schlittens mit entsprechender Anpressung an die Tragtrommel weiter abgeschwenkt. Die Schwenkhebel werden in die 12 Uhr-Position zurückgefahren. Die Gleichmäßigkeit der Wickelhärte eines Tambours hat sich zu einem vorrangigen Qualitätsziel des Papierherstellungsprozesses entwickelt. Sie bestimmt die Weiterverarbeitung des Tambours bezüglich Effizienz und Qualitätsanforderungen. Um diesen zu genügen, insbesondere bei hohen Bahngeschwin-

digkeiten, wurden verschiedene marktgängige Poperoller entwickelt KL

Poren (pores)

Als Poren werden feine, untereinander in Verbindung stehende Hohlräume in einem Körper bezeichnet, die mit Gasen oder Flüssigkeiten gefüllt sein können. Sie gestatten ein Ein- oder Durchdringen von Gasen oder Flüssigkeiten in oder durch den Körper, wie z.B. durch die Faserzellen von —• Holz oder in Papier. 1) Holz als wichtigster Faserrohstoff für die Papierherstellung kann vom morphologischen Aufbau her betrachtet ringporiger (z.B. Eiche, Kastanie) oder zerstreutporiger Art (z.B. —•Birke, —>Buche, —»Pappel) sein. Dieser Aufbau der Poren hat bei der Zellstoffherstellung (—»Kochen) Bedeutung, da die —• Kochflüssigkeit in die zerstreutporigen —> Hackschnitzel besser eindringen kann. Beim Wachsen des Holzes hat die Jahreszeit Einfluss auf die Größe der Poren. Besonders bei —> Nadelhölzern werden im Frühjahr Poren mit größerer Abmessung gebildet als im Sommer. Die Wand einer Zellstofffaser ist ein teilkristalliner, poröser und quellfähiger Körper. Der Hauptteil der Poren entsteht während des Aufschlusses und des Bleichens bei der Entfernung von -»Lignin und eines Teils der —• Hemicellulosen. Nach diesen Prozessschritten sind die entstandenen Hohlräume zunächst vollständig mit Wasser gefüllt. Bei der Trocknung fallen die Poren bis auf einen geringen Rest zusammen. Die Hohlraumstruktur der Faserwand hat bei der Papierherstellung (Flexibilität, Plastizität, Fibrillierbarkeit) große Bedeutung. 2) Als Poren werden aber auch die bei der Papierherstellung im Papierblatt zwischen den Fasern enstehenden Hohlräume bezeichnet. Der größte Teil der Poren (echte Poren) ist miteinander verbunden und bildet somit ein dreidimensionales Kanalsystem im Papierblatt, während ein Teil der Poren (unechte

443 Poren) das Blatt nicht durchdringt. Die Porenstruktur ist wie das Papier selbst anisotropisch (—• Anisotropie) und deformierbar. Die Porenstruktur eines Papiers setzt sich aus der ursprünglichen Porenstruktur des Faserstoffs und des —» Strichs sowie der bei der Papierherstellung gebildeten Porenstruktur zusammen. Parameter für die Charakterisierung der Porenstruktur sind neben der —»Porosität von Papier die spez. Oberfläche, das Porenvolumen, die Porengröße und die Porengrößenverteilung. Messmethode zur Bestimmung der Größenverteilung der Poren und des Porenvolumens von wassergequollenen Faserstoffen: •

Bestimmung des gesamten Porenvolumens durch Messung des Wasserrückhaltevermögens nach der Schleudermethode (TAPPI-Methode UM 256).

Zur Bestimmung der Porengrößenverteilung im Papier sind die folgenden Methoden entwickelt worden: • •

die Quecksilber-Injektionsmethode, die auf Washburn zurückgeht die Gasströmmethode, auch als DioxanMethode bezeichnet. RE

Porometerfarbe (porometer ink)

Die Porometerfarbe ist eine Testfarbe zur groben Bestimmung der —» Saugfähigkeit von gestrichenen Offsetdruckpapieren gegenüber —» Druckfarben (—» Porometertest). NE Porometertest (porometer test)

Der Porometertest ist ein manuell durchzuführender Test zur Prüfung der —» Saugfähigkeit von gestrichenen Offsetdruckpapieren. Mithilfe eines Rundstempels wird die —• Porometerfarbe im Überschuss an mehreren Stellen auf die Papieroberfläche übertragen. Nach ca. 30 s wird die überschüssige Farbe an der ersten Stelle entfernt. Die übri-

gen Stellen folgen nacheinander im zeitlichen Abstand bis zu mehreren Minuten Einwirkzeit. Die Ergebnisse werden visuell beurteilt. Ein Vergleich der Verfärbungen mit einem Referenzpapier erlaubt Rückschlüsse auf die Saugfähigkeit des Papiers. NE

Porosität (porosity)

Die Porosität ist definiert als das Verhältnis des Porenvolumens zum Gesamtvolumen von Papier. Ein Papierblatt als ein Netzwerk aus Einzelfasern und Füllstoffteilchen besitzt zwischen diesen Feststoffpartikeln Luftzwischenräume verschiedenster Form und Größe. Papier ist porös. Fügen sich derartige Luftzwischenräume von der —» Oberseite bis zur —» Unterseite in —» z-Richtung aneinander, spricht man von durchgehenden —» Poren (echte Poren), die für den Gas- und Flüssigkeitstransport verantwortlich sind. Des Weiteren gibt es nichtdurchgehende (unechte Poren) und verzweigte Poren, die z.B. für die Benetzung und Feuchtigkeitsaufnahme von Bedeutung sind. Die Porosität von Papier hängt von dessen Stoffzusammensetzung sowie der Vorbehandlung der Faserstoffe ab, z.B. von der —» Mahlung des Faserstoffs, von den Papierherstellungsbedingungen, wie —» Blattbildung, Oberflächenveredelung (—» Streichen) und —» Satinage. Mit zunehmender Mahlung geht der Anteil an großen Poren im Papier zurück. —» Löschpapiere, —» Filterpapiere und —» Hygienepapiere besitzen z.B. eine sehr hohe Porosität, während fettdichte Papiere weitgehend porenfrei sein sollen. Angaben zur Porosität sowie zum Porenvolumen sind mithilfe der Bestimmung der Gas- (—»Luftdurchlässigkeit) und Flüssigkeitsdurchlässigkeit bzw. -aüfnahme (—» Ölpenetrationstest) möglich. Die Porosität kann auch mithilfe der Eigenschaften scheinbare Dichte und —> Dichte des Feststoffs von Papier bestimmt werden:

444 Porosität =

Prägedruck

j

( embossing , embossing printing) Als Prägedruck werden Arbeitsverfahren bezeichnet, bei denen im —• Bedruckstoff (Papier, Karton, Metall- oder Kunststofffolie) eine erhabene oder vertiefte Prägung erzeugt wird. Die Prägung erfolgt mit einer Hochdruckplatte oder mit Drucktypen gleichzeitig beim oder unmittelbar nach dem —> Drucken (Abb.). Als Prägedruckmatrize werden meist Stahl-, Messing- oder harte Fotopolymerdruckformen verwendet, in denen das gewünschte Bild vertieft eingraviert oder eingeätzt ist. Die Patritze, die aus Karton, Kunststoff, Schlämmkreide, —• Gips oder —• Dextrin besteht, trägt das gewünschte Bild erhöht. Je nach dem Bildcharakter spricht man von Linien- oder Flächenprägedruck; beim Prägen ohne gleichzeitige Farbübertragung vom Trockenprägedruck. Neben der Herstellung von Papiersiegeln und Packungen dient der Stahlstich-Prägedruck (—• Tiefdruckverfahren) vorwiegend für private Drucksachen, Briefköpfe, Signets oder Vignetten. Im Verpackungstiefdruck wird die Prägung teilweise in der —> Tiefdruckmaschine selbst mit einem der Tiefdruckwerke ausgeführt.

scheinbare Dichte des Papiers Dichte des Feststoffs im Papier

Der so ermittelte Porositätswert wird aber durch die —> Kompressibilität von Papier und dessen Oberflächeneigenschaften beeinflusst. Eine andere Möglichkeit, die Porosität des Papiers zu bestimmen, ist die Verwendung von Quecksilber als ein das Papier nicht benetzendes Medium. Dafür gibt es verschiedene Methoden: die Quecksilber-Pyknometrie und die Quecksilberauftriebstechnik. Bei den Messmethoden nach dem Prinzip der Verdrängung kann das Porenvolumen direkt gemessen werden durch das Ersetzen der Porenräume mittels Gas (z.B. Helium) oder RE Flüssigkeit (z.B. Quecksilber).

ppb (parts per billion) Die Abkürzung ppb steht für parts per billion, aus dem Englischen für Teile auf eine Milliarde als Angabe für Konzentrationen. So entspricht z.B. ein Nickelgehalt im Papier von 100 ppb einem Gehalt von 100 Mikrogramm Nickel in einem Kilogramm Papier (100 μg/kg). MO

ppm (parts per million) Die Abkürzung ppm steht für parts per million, aus dem Englischen für Teile auf eine Million als Angabe für Konzentrationen. Ein Bleigehalt von z.B. 50 ppm in einem Papier ist gleichbedeutend mit dem Vorhandensein von 50 Milligramm —»Blei in einem Kilogramm Papier (50 mg/kg). MO

PPS (production engineering and production control systems) Prägedruck (Quelle: Institut für Papierfabrikation, —> Prozessleitsystem T U Darmstadt) NE

445

—• Prägen

druckstoffoberfläche (dicker bei rauen Oberflächen, um Unebenheiten auszugleichen) und beträgt 0,8 bis 1,5 μιη. AN

Prägefolie

Prägefoliendruck

Prägeetikett (embossing label)

(hot stamping foil)

(hot stamping)

Als Prägefolie oder auch Heißprägefolie wird das Medium bezeichnet, von der im —• Prägefoliendruck die farbgebenden Bestandteile auf den —• Bedruckstoff übertragen werden. Eine Prägefolie ist von der Oberseite zur Unterseite wie folgt aufgebaut:

Der Prägefoliendruck, auch als Heißprägefoliendruck oder Heißprägedruck bezeichnet, ist ein Trockendruckverfahren, bei dem farbgebende Schichten einer —• Prägefolie im Trockenzustand durch Einwirkung von Druck und Temperatur auf den —> Bedruckstoff aufgebracht werden. Mit dem eingesetzten Prägewerkzeug ist eine plastische Verformung des Bedruckstoffs realisierbar, um die optische Wirkung des Druckmotivs zu verstärken. Der Prägefoliendruck wird vor allem im Verpackungsbereich und bei der Herstellung von hochwertigen Werbemitteln eingesetzt. Daneben findet dieses Verfahren Anwendung bei —> Etiketten, Glückwunschkarten, Kalendern, Einbänden und Schutzumschlägen von Büchern und Broschüren. Der Prägefoliendruck ist ein Hochdruckverfahren (—• Hochdruck), bei dem die Teile der —> Druckform, die auf den Bedruckstoff übertragen werden sollen, höher liegen als die umgebenden nichtdruckenden Teile. In den druckenden Teilen verdampft die Wachstrennschicht der Prägefolie durch die einwirkende Wärme des indirekt beheizten Prägewerkzeugs. Zugleich wird die Haftschicht aus Schmelzklebstoff aktiviert, d.h. aus dem trockenen in den klebrigen Zustand übergeführt. Unter dem Anpressdruck verankert sich die metallisierte Schicht der Prägefolie mit der überlagerten farbbestimmenden Schicht dauerhaft auf dem Bedruckstoff.

1) Die oberste Schicht stellt das Trägermaterial dar. Hierfür wird heute ausschließlich Polyesterfolie (Dicke im Allgemeinen 12 μιη) eingesetzt, die hohe Reißfestigkeit, Temperaturbeständigkeit und Formstabilität aufweist. 2) Eine Trennschicht aus Wachs bewirkt, dass sich die darunter liegenden Schichten als Ganzes vom Polyesterfilm ablösen. Die Schichtdicke beträgt in der Regel 0,01 μιη, wobei sich eine dickere Schicht leichter ablöst und eine dünnere einen schärferen Druck zur Folge hat. 3) Die Lackschicht hat mehrere Funktionen. Zum einen ist sie farbgebend (bei Gold- und Metallicfarben in Verbindung mit der Metallisierung, bei Bunt- und Mattfarben durch entsprechende Einfärbung), zum anderen werden verschiedene Oberflächeneigenschaften, wie Schutz gegen mechanische und chemische Beanspruchung, erzielt. Die Lackschichtdicke beträgt etwa 1 μιη. 4) Die Metallschicht besteht aus im Hochvakuum in einer Stärke von ca. 0,02 bis 0,05 μπι aufgedampftem Aluminium (—• Metallisieren). 5) Die Klebeschicht, bestehend aus einem Schmelzklebstoff (—> Klebstoff), verbindet die darüber liegenden Schichten mit dem Bedruckstoff. Die Stärke der Klebeschicht richtet sich nach der Beschaffenheit der Be-

Unterschieden werden 3 Arten des Prägefoliendrucks: 1) Prägefoliendruck „plan" In der Grundausführung des Prägefoliendrucks liegen Bedruckstoffoberfläche und Druckbild in einer gemeinsamen Ebene. Es erfolgt keine Verformung des Bedruckstoffs im Sinne einer Prägung.

446 2) Prägefoliendruck „Relief Beim Prägefoliendruck mit Relief tritt an die Stelle des Prägewerkzeugs mit ebenen druckenden Teilen eine Reliefgravur, bei der die druckenden Elemente um Millimeterbruchteile herausgearbeitet sind. Entsprechend der Werkzeugform weisen die Prägefoliendrucke verschiedene Bildhöhen auf und vermitteln dadurch einen plastischen Gesamteindruck. Bei dieser klassischen Form des Prägefoliendrucks kommen nicht nur metallisierte Folien (—• Metallisieren) zum Einsatz, sondern auch Transparentlack- und Hochglanzfarbfolien. 3) Prägefoliendruck „Struktur" Beim Prägefoliendruck mit Struktur unterliegen Bedruckstoffoberfläche und Druckbild einer weniger starken ReliefVerformung, befinden sich jedoch auf geringfügig verschiedenen Ebenen. Die gewünschte Oberfläche des Prägewerkzeugs wird hierbei durch Ätzen erzielt. Prägefoliendrucke von Strukturwerkzeugen zeigen glatte Flächen und erhabene oder vertiefte glatte Zeichnungsteile mit hohem Glanz. Daneben und innerhalb glänzender Konturen liegen Partien, die durch Oberflächenstrukturierung einen mehr oder weniger starken Matteffekt bewirken. AN

Prägekalander (embossing calender)

Die 3 verschiedenartigen Prägeverfahren Rapport-, Wild- und Unionprägung (—• Prägen) erfordern unterschiedliche Prägekalander. In den Prägekalandern für Rapport- und

Wildprägung arbeiten gravierte Prägewalzen gegen —> elastische Walzen. Bei der Rapportprägung haben diese Walzen im Gegensatz zur Wildprägung ein definiertes Durchmesserverhältnis zueinander, das wie die —> Bombierung genau auf den Rapport des Dessins der Prägewalze abgestimmt ist. Jeder Punkt des in den elastischen Bezug „eingewaschenen" Prägemusters muss bei jeder Umdrehung genau den gleichen Punkt im Muster der Prägewalze wieder treffen (rapportieren). Dafür bieten sich nur ganzzahlige Durchmesserverhältnisse (1:2 oder 1:3) an. Der Rapport wird durch Zahnradsätze erzwungen, die spielfrei ineinander greifen und genau den vom Dessin abhängigen Teilkreisdurchmessern der beiden Walzen entsprechen. Walzenwechselvorrichtungen erleichtern den häufiger vorkommenden Wechsel der Prägewalzen. Möbelfurniere werden vorwiegend im Rapport nach Vorheizung der Bahn im heißen Prägespalt geprägt (Abb.). Nach dem „Heißprägen" wird die Bahn für eine problemlose Weiterverarbeitung gekühlt. Die Unionprägung erzielt das Prägedessin nicht durch Verdichtung, sondern durch Verformung der Bahn zwischen 2 gravierten Stahlwalzen (Patrize und Matrize) gleicher Geometrie. Die beiden Walzen werden von einem Zahnradsatz genau im Rapport geführt und durch eine Distanzeinstellung exakt auf dem der Materialdicke entsprechenden Abstand gehalten, was auch die Berührung der beiden Stahlwalzen und die Beschädigung der Gravur ausschließt. SZ

Prägemaschine .-Prag· wo! z·

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Prägekalander (Heißprägen)

(embossing machine)

Die Vielzahl unterschiedlicher Prägemaschinen unterscheidet sich durch das entweder rotative oder hubformige Bewegen der Prägewerkzeuge sowie durch den Einsatz von Folien (Prägefoliendruck) oder durch —• Prägen mit Werkzeug ohne Folie (Blindprägung, Reliefprägung, Prägen von Prägepapieren und Prägepappen).

447 Das hubförmige Prägen erlaubt die Durchführung aller Prägetechniken. Diese Technik erfordert hohe Prägekräfte und entsprechend stabile Maschinenkonstruktionen (z.B. Prägepressen). Beim Rotationsprägen (Walzenprägen, —• Prägekalander) wird mit rotierenden Stahlwalzen geprägt. Mit diesem Verfahren sind jedoch keine tiefen Prägungen möglich. Prägemaschinen für das Blindprägen sind Stanztiegel (—• Stanzmaschinen), Zylinderpressen und Autoplatinen. Die für den Prägefoliendruck eingesetzten Prägemaschinen können ebenfalls hubformig arbeiten (Autoplatinen, Prägefoliendruckpressen) oder rotative Werkzeugbewegungen durchführen. Bei kleinen und mittleren Auflagen kommen auch hubformig arbeitende, handbetriebene Prägepressen zum Einsatz. Prägepressen werden bis zu Prägekräften von etwa 400 kN gebaut. Beim rotativen Prägefoliendruck werden stabile Druckmaschinen eingesetzt (Werkzeug und Gegenwerkzeug sind Zylinder) oder Zylinderautomaten, bei denen Zylinder gegen flache Gegenwerkzeuge arbeiten. HM

Prägen (embossing)

Durch Prägen, auch Gaufrieren genannt (franz.: gaufrer = prägen, Muster einpressen), werden mithilfe eines —•Prägekalanders in ein verformbares Material Strukturen und Muster eingearbeitet. Ursprünglich als statisches Pressverfahren zwischen Platten entwickelt, ging man um 1900 dazu über, für das Rappwp tô fQunç

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Rapport-, Wild- und Unionprägen

Prägen —• Kalander einzusetzen. Das zu bearbeitende Material muss eine gewisse Prägbarkeit aufweisen, sich also verformen lassen, ohne zu reißen, zu brechen oder wesentlich an Festigkeit zu verlieren. Es gibt 3 unterschiedliche Prägeverfahren (Abb.): 1) Die Rapportprägung verwendet die Kombination einer gravierten Prägewalze mit einer —• elastischen Walze, die beide in einem definierten Durchmesserverhältnis (meist 1:2) zueinander laufen. Das Muster der gravierten Walze wird in die elastische Walze „eingewaschen", d.h. bei langsamer Geschwindigkeit unter Druck und ständig wiederholter Befeuchtung eingedrückt, bis das Dessin „steht" (rapportiert). Durchmesser und —• Bombierung der Gegenwalze sind sehr genau festzulegen, die elastische Verformung unter Druck muss durch eine Zugabe berücksichtigt werden. Abhängig von Material und Dessin, werden bei —> Linienkräften bis 400 kN/m Bahngeschwindigkeiten bis 600 m/min erreicht. Möbelfurniere werden im aufgeheizten Zustand in den heißen Prägespalt geführt und nach dem (Heiß-)Prägen wieder gekühlt. Anwendungsgebiete für das Rapportprägen: • • • • •

Grafische Papiere Tapeten- und Ausstattungspapiere Trennpapiere, Alufolie Möbelfurniere Pergamin(papiere). 2) Die Wildprägung prägt nur eine Seite der Materialbahn, wobei die gravierte und die elastische Walze kein definiertes Durchmesserverhältnis zueinander haben müssen. Bei der Pappenveredelung kommen auch —> Hartgussoder Stahlwalzen, für Papierund leichte Kartonsorten auch —> Kunststoffwalzen als Gegenwalzen zum Einsatz.

448 • • •

Linienkräfte für Papier: 150 - 500 kN/m Linienkräfte für Pappen: bis 1 000 kN/m Geschwindigkeiten - für Pappen bis 3 000 g/m2: 10-50 m/min - für Papiere und Karton: 150 - 600 m/min.

Für das zweiseitige Wildprägen passiert die Materialbahn den Prägespalt bei verminderter Geschwindigkeit ein zweites Mal. Abgewandelte Wildpräge-Verfahren sind die Transparent- und die Echtleinenprägung. Die Transparentprägung erzeugt durch ein entsprechendes Gravurdessin partielle Verdichtungsunterschiede in der Bahn und damit z.B. einen Marmorierungseffekt. Bei der Echtleinenprägung laufen 2 elastische, mit einem Bezug aus Leinwand beklebte Walzen im Verhältnis 1:1 gegeneinander. Im Gegensatz zu stahlgravurgeprägten Papieren lassen sich echtleinengeprägte Papiere besser mit der Feder beschreiben. Anwendungsgebiete für das Wildprägen: • • • • •

Schreib- und grafische Papiere Transparent- und Zigarettenpapiere Fotorohpapier und -karton Einband-,Verpackungspapier/-karton Kofferpappe und Pressspan.

3) Die Unionprägung lässt das Prägedessin nicht durch Verdichtung, sondern durch Verformung der Warenbahn entstehen. 2 als Patrize (erhaben) und Matrize (hohl) gravierte, geometrisch gleiche Stahlwalzen laufen gegeneinander und werden durch Zahnradsätze in genauem Rapport gehalten. Eine Distanzeinstellung gewährleistet einen - der geprägten Materialdicke entsprechenden Abstand der Prägewalzen voneinander und verhindert deren direkten Kontakt, der zur Beschädigung der Gravur führen würde. Durch das Aufsprühen von —» Paraffin vermeidet man ein Haften der Bahn an den Prägewalzen.

Die Grenzen für das Prägen zeigen sich vor allem in der Verformbarkeit (Prägbarkeit) der Materialien sowie in der Art und Tiefe der für größere Produktionsmengen und höhere Geschwindigkeiten einsetzbaren Prägedessins. Literatur: Schiunke, J.: Das Prägen. Das Österreichische Papier 13 (1976), Nr. 4, 11-14 SZ

Prägeplatten (embossing plates , stamping plates)

Unter Prägeplatten werden Druck- und Prägeformen verstanden, die im Prägedruck, von einer erhabenen, spiegelbildlichen Druckform ausgehend, ein spiegelrichtiges Abbild der Form erzeugen können. Die Prägeplatten können sowohl in metallischer Form, als Stereos (rund, flach), als Klischees (geätzt, graviert) oder auch in Form von Fotopolymerplatten aus verschiedenen Kunststoffen vorliegen. Durch den Prozess des —• Prägedrucks einer harten Form gegen einen weichen Gegendruck-Zylinder oder eine -Platte wird in dem verarbeiteten Papier oder Karton eine Vertiefung (Prägestruktur) verursacht. Im klassischen Buchdruck war diese „Prägestruktur" eines der Erkennungsmerkmale des —* Hochdrucks. Wird bei einem Prägedruck keine Einfarbung des Druckstempels vorgenommen, so lassen sich die auch heute noch gelegentlich für Briefköpfe und Visitenkarten eingesetzten Blindprägungen erzeugen. Mithilfe von speziellen Folien (—> Prägefolien), die wärmereaktivierbare Klebeschichten auf den Rückseiten aufweisen, kann unter Einsatz von beheizbaren Prägeplatten ein breites Spektrum von Färb- und Metallprägungen erzeugt werden. Diese Techniken haben sich vor allem in der Buchfertigung, der Etikettenproduktion (—• Etiketten) und der Herstellung von —»Faltschachteln für hochwertige kosmetische Erzeugnisse durchgesetzt. Im Prägedruckverfahren mit beheizbaren Formen können auch Magnetstreifen auf Sparkassenbüchern, Flugkarten und Papiertickets für Parkscheine und Einlasskarten

449 übertragen werden. Bei der Übertragung von —•Hologrammen auf Papier, Karton und Kunststoffen wird ebenfalls der „Thermoprägedruck" eingesetzt. SD

Prägepresse (embossing press)

—> Prägemaschine

Prägewalze (embossing roll, engraved roll)

Die Indexberechnung erfolgt dabei anhand eines repräsentativen Warenkorbs (Zusammenstellung von Produkten der Lebenshaltung bzw. des täglichen Bedarfs). Indexveränderungen beschreiben die Teuerungsrate als ein Maß für die Währungsinflation. Neben den Preisindizes für die Lebenshaltung werden vom Statistischen Bundesamt und den statistischen Landesämtern der deutschen Bundesländer weitere Preisindizes, z.B. Index der Erzeugerpreise industrieller Produkte und Index der Einzelhandelspreise, berechnet (Abb.).

—> Prägekalander

Prägung

110

Index

(embossing)

—• Prägen

Prallströmtrocknung

100

(impingement drying)

Bei der Prallströmtrocknung wird heiße Luft mit hoher Geschwindigkeit senkrecht auf das zu trocknende Papier geblasen. Die Prallströmtrocknung zählt zu den Verfahren der —• Konvektionstrocknung. HC

90

Preisindex (price index)

Der Preisindex ist eine statistische Messgröße für die durchschnittliche Preisentwicklung bei Gütern und Waren. Die Ermittlung von Preisveränderungen erfolgt dabei unter Ausschaltung von Einflüssen, die auf einer Qualitätsänderung oder Änderungen anderer preisbestimmender Merkmale der betreffenden Waren beruhen, so dass echte Preisveränderungen in einer Berichtsperiode gegenüber einer Bezugs- bzw. Basisperiode bestimmt werden können. Das Statistische Bundesamt z.B. ermittelt auf monatlicher und jährlicher Basis verschiedene Preisindizes für die Lebenshaltung privater Haushalte (z.B. Preisindex für die Lebenshaltung aller privaten Haushalte, Preisindex für die Lebenshaltung von 4-Personen-Haushalten von Arbeitern und Angestellten mit mittlerem Einkommen).

80 1991

. 1992

1993

. 1994

. 1995

1996

Druck und Vervielfältigung -•-Papier- und Pappeverarbeitung -•-Zellstoff-, Holzstoff-, Papier- und Pappeerzeugung Quelle: Verband Deutscher Papierfabriken e.V., Bonn

Erzeugerpreisindex

Zur Indexberechnung steht eine Vielzahl statistischer Verfahren zur Verfugung. Die meisten Indizes werden in Deutschland auf der Grundlage des Laspeyeres-Index berechnet, der den Wert eines Warenkorbs zu den Preisen der Berichtsperiode χ bewertet und ins Verhältnis setzt zu den Preisen des Warenkorbs in der Basisperiode. Weitere Be-

450 rechnungsverfahren sind z.B. Paasche-Index, Divisia-Index und Fisher's Ideale Indexformel. PL

Pressdruck (pressure)

Unter Pressdruck versteht man die flächenbezogene Kraft in [N/mm2, Pa oder bar] im Gegensatz zur —• Linienkraft in [N/mm oder kN/m] im —>Nip zwischen 2 Presswalzen (z.B. mittlerer bzw. maximaler Pressdruck). HO

möglichst ohne freien Zug (allerdings mit Zugkräften) von der —• Sieb- in die —> Trockenpartie transportiert, wobei Abrisse und auch Dehnungen, die das Blattgefüge verändern oder zu Abrissen fuhren, vermieden werden sollen. Im ersten Pressspalt hat sich zur Vermeidung von Verdrücken der Bahn durch zu hohen hydraulischen Druck in der nassen Papierbahn im —• Pressnip die Doppelbefilzung eingeführt. Für Pressenpartien sind vielfaltige Kombinationen von Pressentypen mit unterschiedlichen Walzenkonstruktionen anzutreffen. Technische Ausführung von Pressenpartien:

Pressen (Nasspressen) (wet pressing)

Unter Pressen versteht man in der Papierindustrie die Entfernung von Flüssigkeit unter Anwendung eines mechanischen Drucks. In der Papiermaschine schließt sich nach einer Filtration und Verdrängung von Flüssigkeit durch Luft in der —> Siebpartie die —• Pressenpartie an. Hier wird in —> Nasspressen (—• Gautsch-, —• Lege-, —»Fabric-, —• Rillen·, —• Saug-, —> Schuhpresse) weitere Feuchtigkeit aus der nassen Papier- oder Kartonbahn unter Anwendung von mechanischem Druck oder in Kombination mit Temperatur (—» Impulstrocknung, —• Presstrocknung) entfernt. Mechanische Entwässerungen (Pressen) findet man z.B. auch in der —• Stoffaufbereitung (z.B. vor einer —• Bleiche von —> Altpapierstoff) sowie zur Eindickung von —> Schlamm oder —> Reststoffen (—• Banddruck-, —• Entwässerungs-, —• Bandfilter-, —> Doppelsieb-, —• Schlamm-, —» Kammerfilter-, —> Schrauben-, —> Siebband-, —• Schnecken-, —» Siebpresse). PR

•

• •

•

•

•

• Pressenpartie (press section)

Die Pressenpartie vollzieht den zweiten Schritt im Prozessverlauf der Papierherstellung mit dem mechanischen Auspressen der nassen Papierbahn in mehreren Pressspalten zwischen —• Presswalzen bei maximal möglichen Druckkräften unter Berücksichtigung der Papierqualität. Dabei wird die Papierbahn

•

•

Stuhlung in geschlossener Cantileverbauart mit Vorrichtungen zum schnellen Filz- und Walzenwechsel. Einsatz von hebellosen Pressen. Einsatz von —• Durchbiegungsausgleichswalzen zum gleichmäßigen Aufbringen der —• Linienkraft über die Walzenbreite. Die zum Biegeausgleich in derartigen Walzen benutzten Hydraulikelemente wirken schwingungsdämpfend. Papierberührte Walzen mit Bezügen aus Granit, Steinersatz (z.B. Mikrorock) oder Keramik. Kunststoffe sind wegen größerer Gleichmäßigkeit und Elastizität im Vordringen. Filzberührte Presswalzen: Mäntel aus Gummi, Polyurethan (PU) oder Stahl mit gerillten und/oder gelochten (blindgebohrten) Profilen. Saugpresswalzen mit PU-Bezügen, gelocht und/oder gerillt. Die —» Saugpresse wird zunehmend durch die —> Schuhpresse wegen geringeren Aufwands und höherer Entwässerungsleistung ersetzt. Druckschuhe bei Schuhpressen sind zum Durchbiegungsausgleich entsprechend flexibel. Die Schuhform ist der Maximierung des —• Pressimpulses bei geringer Druckspitze angepasst. Pressmäntel bei Schuhpressen sind PUgewebeverstärkt (Fadengelege), blindgebohrt oder glatt (->Belt). —• Dampfblaskästen sind im Einsatz bei —• Saugpresswalzen zur Steigerung des

451

•

Trockengehalts im Pressnip, auch zonengesteuert zur Optimierung des Feuchtequerprofils. Schaber an papierberührten Presswalzen mit kurzer Klingenführung, stabiler, verwindungsfreier Halterung und kompakter Bauweise, bevorzugt —> oszillierende Schaber.

Für die —> Filzkonditionierung sind folgende Elemente vorgesehen: •

•

Rohrsauger mit Keramikbelag zum Entwässern der —> Filze (—> Nassfilze). Kombination von —• Hochdruckspritzrohr(HD)-, Nadelstrahl- und Niederdruckspritzrohr(ND)-Fächerstrahl. HDRohr mit hoher Reinigungskraft; das ND-Rohr mit guter Wasserverteilung zur Benetzung des Nassfilzes. Zum Aufbau möglichst gleichmäßiger Saugleistung werden —* Wasserringluftpumpen eingesetzt. Im Bereich der übrigen Nasspartie werden auch Vakuumgebläse verwendet (—• Vakuumanlage).

Erreichbare Trockengehalte beim Einsatz von Schuhpressen: • • • • •

—• Zeitungsdruckpapier: —• SC-Papier: LWC-Papier: Karton: —> Holzfreie Papiere:

ca. 50 % ca. 51% ca. 50 % ca. 52 % ca. 48 %

Diese Zahlen müssen in Abhängigkeit von —» flächenbezogener Masse, Stoffzusammensetzung und der Summe der Pressimpulse in allen Pressspalten einer Pressenpartie gewertet werden. KL

Pressenschleifer

Presseur (impression roller , pressure roller)

In Rollen-Tiefdruckmaschinen (—> Tiefdruckmaschine) wird der Gegendruckzylinder als Presseur bezeichnet. Während des Druckvorgangs drückt der Presseur die Papierbahn an den Druckformzylinder (—•Druckform) und sorgt so für den mechanischen Druck, der für das Heraussaugen der —• Druckfarbe aus den Näpfchen (—• Rakeltiefdruck) notwendig ist. Um einen guten Kontakt zwischen Papieroberfläche und Druckformzylinder zu ermöglichen und kleine Unebenheiten des Papiers abzugleichen, besteht der Presseur aus einem Stahlkern (oder Rohr), auf dem ein Bezug aufgebracht ist. Je weicher die Struktur des Bezugs ist, desto breiter ist die Kontaktfläche (Druckstreifen). Um die Verformung und den Verschleiß des Presseurs bei der Farbübertragung zu beschränken und andererseits einen guten Kontakt zur Papieroberfläche zu gewährleisten, muss die Bezugsart eine bestimmte Härte aufweisen. Die Härte der Bezüge wird in Shore-Grad (—» Shore-Härte) gemessen und liegt zwischen 70° und 90°. Abhängig von der Druckkraft, die auf den Presseur wirkt, werden Druckstreifen erreicht, die zwischen 10 und 14 mm breit sind. Die zur Realisierung des Druckstreifens notwendige Druckkraft wird auf die Achsschenkel des Presseurs aufgebracht. Das hat zur Folge, das insbesondere bei breiten —> Druckmaschinen sowohl der Presseur als auch der Druckformzylinder durchbiegen. Dadurch können Differenzen im —• Druckbild und Bahntransport zwischen der Bahnmitte und den Seitenrändern auftreten. Zur Minimierung dieser Fehlererscheinungen werden Presseursysteme ohne und mit Durchbiegungskorrektur (z.B. Biege-Presseur, Nipco-Print-Presseur, K2-Presseur, SPresseur) eingesetzt. NE

(pocket grinder)

—> Schleifer

Pressfilz (press feit)

Pressepapiere (printing papers)

—• Druckpapier

Pressfilze sind die wichtigste Untergruppe der Nassfilze, die in der —• Pressenpartie von Papiermaschinen der Entwässerung der

452 Die Entwässerung steigt in einer Presse bei gleichbleibender Linienkraft mit abnehmender Geschwindigkeit und damit längerer Presszeit an. Eine Erhöhung der Presszeit und damit des Pressimpulses ist auch durch einen Pressimpuls breiteren Walzenspalt möglich (—• Schuh(press impulse) Die —• Entwässerung in der —> Pressenpartie pressen). Der Pressimpuls ist damit bei einer Papiermaschine ist eine Funktion des Schuhpressen am höchsten. Bei einer LinienPressimpulses. Er berechnet sich aus dem kraft von 800 kN/m und einer GeschwindigProdukt von mittlerem Pressdruck und Press- keit von 1 200 m/min (20 m/s) ergibt sich zeit in einem —•Nip einer —>Nasspresse. folgender Pressimpuls: Anschaulich entspricht dies der Fläche unter dem Druckverlauf über der Pressdauer (Nip800kN/m „ Λχ 1 τ , , breite) im —> Walzenspalt (Abb.). Da diese J = = =40 kNs/m2 = 40 kPas Parameter in der Pressenpartie nicht messbar 20 m/s sind, erfolgt die Bestimmung des Pressimpul- Der Gesamtpressimpuls J ges einer Pressenses in der Praxis aus dem Quotienten von partie setzt sich aus der Summe der Pressim—• Linienkraft und Papiermaschinenge- pulse Ji der einzelnen Walzenspalte zusamschwindigkeit. Es gilt: men : feuchten Papierbahn und ihrem Transport dienen. AL

J = p B - t = -£ [kPa-s] V

Jges ~ Σ ^ ί

mit J: Pressimpuls in [kPa-s] p m : mittlerer Druck im Walzenspalt in [kPa] t: Presszeit in [s] ρ : Linienkraft in der Presse in [kN/m] v: Geschwindigkeit der Papierbahn in der Pressenpartie in [m/s]

Neben einer Erhöhung des Pressimpulses wirkt sich eine Temperatursteigerung positiv auf die Entwässerungsleistung aus. Weitere bedeutende Einflussfaktoren sind: • • •

2

Druck p, kN/m

Mitte Nip

Stoffeintrag und flächenbezogene Masse des zu erzeugenden Papiers —• Bespannung in der Presse Walzenbezugsmaterial und Walzenprofil der Presswalzen (z.B. Rillenwalze). PR

Pressnip (nip)

Pressdruck Pressimpuls J

Zeit t, s Pressdauer

Definition des Pressimpulses

Der Pressnip ist die Zone, in der die feuchte Papier- oder Kartonbahn gemeinsam mit einem textilen Flächengebilde (—• Filz, Fabric) zwischen 2 Walzen in der —> Pressenpartie entwässert wird. Beim Einlauf des feuchten Faservlieses und der —• Bespannung in die Presszone werden beide komprimiert. Mit dem Anstieg des hydraulischen Drucks im Faservlies erfolgt eine —> Entwässerung in oder durch den Filz. Nach dem Passieren der Nipmitte nimmt die Komprimierung des Filzes wieder ab und das hydraulische

453 Druckgefâlle zum Filz hin bewirkt eine weitere Entwässerung des Faservlieses. Bei der Entlastung des Faservlieses dehnt sich dieses ebenfalls wieder aus und die feinen Faserkapillaren (—• Poren) nehmen aus den größeren Filzkapillaren wieder Wasser auf (Rückbefeuchtung). Die Entwässerungswirkung im Pressnip wird durch Maschinengeschwindigkeit, Walzentyp, Nipbreite, —> Linienkraft, Zusammensetzung der Papierbahn, Bespannung, Temperatur und die Feuchtigkeitsgehalte von Faservlies und Bespannung beeinflusst. In der Abbildung ist der Druckverlauf in Walzen- und einer —> Schuhpresse schematisch dargestellt. In Schuhpressen erzielt man eine Nipverlängerung durch die Verwendung eines Pressschuhs anstelle einer der beiden Presswalzen. Der Pressschuh, der mit einem —> Belt ummantelt ist, wird hydraulisch gegen die Walze gepresst. Die längere Presszone und die damit verbundene Senkung des —• Pressdrucks erlaubt eine Linienkraftsteigerung auf 400 bis 700 kN/m bei —> Feinpapieren und 700 bis 1 000 kN/m bei —• Zeitungsdruck-, —• LWC- und —» SC-Papier.

I2

Nip~

ο g> 4 Q. 2

m Schuh50 Nipbreite (mm)

Pressdruckverlauf in 4 konventionellen Pressspalten (oben) und im Pressspalt einer Schuhpresse (unten)

Bei konventionellen Pressen kann es durch —• Bombierungen und Schieflagen zu unterschiedlichen Belastungen im Pressnip kommen. Durch den Einsatz von durchbiegungsoder zonengesteuerten Walzen (—> Durchbiegungsausgleichswalzen) kann die Linienkraft auch über die Walzenbreite variiert

werden. Die Linienkräfte werden in konventionellen Pressen von der ersten zur letzten Presse bis auf etwa 130 kN/m gesteigert. Zur Nipverbreiterung werden in sog. Starkdruckpressen Walzen mit großen Durchmessern eingesetzt, so dass die Linienkraft 200 bis 350 kN/m betragen kann. Die Entwässerungswirkung einer Presse wird durch den —• Pressimpuls, der als Produkt aus dem mittleren Pressdruck und der Verweilzeit im Nip definiert ist (Einheit: Pa · s), bestimmt. Weitere Möglichkeiten zur Nipverbreiterung sind der Einsatz von weicheren Presswalzenbelägen und Doppelbefilzung was zur Erhöhung des Pressimpulses führt. KX

Pressspan (electrical pressboard, presspahn)

Pappe von großer Dichte und mechanischer Festigkeit, in der Regel mit hoher -> Glätte; für Zwecke der Elektrotechnik auch mit hoher Dielektrizitätszahl (DIN 7733) (DIN 6730). Pressspan zeichnet sich durch besonders hohe Dichte, Zug- und Druckfestigkeit, Zähigkeit, Härte, Glätte, gute Formation, Steifigkeit, Elastizität und Dimensionsstabilität unter wechselndem Feuchteeinfluss aus. Das Hauptanwendungsgebiet liegt in der Textil- und Elektroindustrie (-• Elektroisolierpapier). Pressspan als Isolationsmaterial in der Elektroindustrie, wie Elektropressspan, Kondensatoren- und Transformatorenpressspan, wird in Dicken von 0,15 bis 4 mm aus 100 % ungebleichtem Sulfatzellstoff ohne Leimungsmittel vorwiegend auf -> Rundsiebmaschinen als Wickelpappen hergestellt und durch Nasspressen mit Kalandrieren oder durch Heißglätten auf die vorgeschriebene Dichte zwischen 0,9 und 1,3 g/cm3 gebracht. Der Zellstoff muß extrem fibrillierend gemahlen werden, um die geforderten Eigenschaften zu erreichen. Typische Pressspanfärbungen sind gelb, grau, orange und schwarz. RH

454 Presstrocknung Stahlband

(press drying)

Beim Presstrocknen wird Papier wie bei der —> Kontakttrocknung an der Oberfläche einer heißen Walze getrocknet. Zusätzlich wird die feuchte Papierbahn zur Verbesserung des Wärmeübergangs mithilfe eines Spezialsiebes mit hohem Druck angepresst (Abb. 1). Am Walzeneinlauf wird über eine Anpresswalze und einen —>Filz ein Teil des Wassers rein mechanisch entfernt. Bei der anschließenden Trocknung unter dem Druck des anliegenden —• Siebes erfolgen dann eine Erwärmung des Wassers bis zur Verdampfungstemperatur und die Abführung des Wasserdampfs durch das Sieb. Durch das Zusammenwirken von Druck und Temperatur wird die Papierbahn plastisch stark verformt. Das Ergebnis ist ein stark verdichtetes Papier mit hohen Festigkeitswerten, das aber eine starke —• Zweiseitigkeit aufweist. Die großen Zugkräfte und hohen Temperaturen, die auf das Sieb einwirken, begrenzen bislang den industriellen Einsatz der Presstrocknung und lassen noch keine ausreichend langen Standzeiten der Siebbespannung zu.

Abb. 2: Prinzip des Condebelt-Trocknungsprozesses

Auf der Oberseite gelangt die einlaufende Papierbahn in direkten Kontakt mit dem Stahlband, auf der Unterseite sind je ein feines und grobes Sieb zwischen Bahn und Stahlband zum Abtransport des ausgepressten Wassers sowie des Dampfs angeordnet. Aufgrund der Trocknungsbedingungen mit hohem Druck in —>z-Richtung (1 bis 9 bar), einer hohen Bahntemperatur (120 bis 180° C) und einer langen Verweilzeit (1 bis 10 s) lassen sich vielfach höhere Trocknungsleistungen als mit der konventionellen —> Zylindertrocknung erzielen. Darüber hinaus werden durch die Condebelt-Trocknung auch viele Festigkeitseigenschaften und die —• Glätte positiv beeinflusst. Außerdem wird infolge der fixierten Bahnführung die —• Querschrumpfung über die —> Bahnbreite im Gegensatz zur Trocknung in der Trockenpartie von Papiermaschinen sowohl stark reduziert als auch vergleichmäßigt. HC

Presswalze (press roll)

Abb. 1 : Prinzip eines Presstrockenzylinders

Eine Sonderform des Presstrocknens stellt der Condebelt-Prozess dar. Die Trocknung der Papierbahn erfolgt hierbei zwischen 2 dampfbeheizten Stahlbändern (Abb. 2).

Presswalzen sind zum Aufbringen von Druckkräften auf die Papierbahn in —> Pressenpartien von Papiermaschinen im Einsatz: •

zum Auspressen von Wasser zwecks Erhöhung des Trockengehalts (—• Nasspressen, —• Walzenpressen, —> Schuhpressen)

455 •

•

zum Auftragen von Präparationen (z.B. Stärkelösung) auf die Papieroberfläche (-» Leimpresse, —• Filmpresse) zum Anlegen/Anpressen der Papierbahn an einen —> Glätt- oder —> Kreppzylinder.

Wegen der Durchbiegung unter —> Linienkraft sind die Walzen meist bombiert (—• Bombierung). Bei wechselnden Anpresslasten sind jedoch (nicht bombierte) —> Durchbiegungsausgleichswalzen im Einsatz, mit denen bei unterschiedlichen Linienkräften gleichförmige Druckkräfte über die Bahnbreite eingestellt werden können. Die Anpresskräfte werden durch Hydraulik- oder Druckluftzylinder über die Walzenlager/ Zapfen auf die Walzenkörper übertragen. Bei 1 000 kN/m Linienkraft wie bei einer Schuhpresse und 8 m Walzenkörperlänge bedeutet das ca. 400 t Last pro Lager, was beim Dimensionieren von Walzenmantel, Deckel, Zapfen und Lager zu berücksichtigen ist. Die Walzenbezüge sind auf Anpresskraft, chemische Beanspruchung, Papierqualität und geforderte Elastizität im —• Pressnip abzustimmen. Es werden folgende Bezüge alternativ verwendet: •

• •

Stahl, Chrom, VA, Kupfer, Plasmabeschichtungen, gewickelte Profildrähte (z.B. G-Roll-Bezug) Granit, Kunststein, Keramik Gummi, Polyurethan (PU).

Die Walzendeckel können eingezogen oder geschraubt sein, wie bei wechselbaren Mänteln von —• Saugpresswalzen. Presswalzen werden je nach Abnutzung möglichst in gleichmäßigen Abständen zum Nachdrehen und Nachschleifen aus der Papiermaschine genommen. Dazu bedarf es sehr genau arbeitender Drehbänke oder —> Walzenschleifmaschinen, z.B. mit Abdrehvorrichtung. Die Walzen sollen möglichst in ihren Lagern geschliffen werden. Mäntel von Saugpresswalzen oder Durchbiegungsausgleichswalzen müssen zwischen Hilfsdeckeln mit Zapfen zwischen den Spitzen oder in Hilfslagern nachgeschliffen werden.

Gummi- oder PU-Bezüge werden auf Mantelrohre aufVulkanisiert, wobei auf die Basisschicht die Verbrauchsschicht aufgetragen wird. Bei gebohrten Mänteln wird zuerst der Metallmantel gebohrt, danach mit Weichbezug versehen und entsprechend nachgebohrt, aber mit kleinerem Durchmesser. Untere Presswalzen sind mit Metallbezug auch gerillt und blindgebohrt oder als gebohrte —• Saugwalzen mit zusätzlicher Rillung und Blindbohrung im Einsatz. Zur Schwingungsdämpfung in einem sehr harten Nip bedarf es schwerer, deformierbarer —> Nassfilze. KL

Primärfarben (primary

colors)

—> Farbenlehre

Primärfaser (primary fiber ,virgin fiber)

Der Begriff Primärfaser wird als Oberbegriff für alle —• Fasern verwendet, die aus pflanzlichen Rohstoffen (—> Holz, —> Einjahrespflanzen) durch mechanischen (—> Holzstoff) oder chemischen Aufschluss (—> Zellstoff) gewonnen werden und erstmals für die Herstellung von Papier oder Karton eingesetzt werden. Als Synonyme für Primärfaser werden im Deutschen auch die Begriffe jungfräuliche Faser, Frischfaser oder Neufaser verwandt. Die Faserstoffgewinnung aus Einjahrespflanzen (z.B. —• Stroh, —• Bambus, —• Bagasse) ist weltweit von untergeordneter Bedeutung, spielt aber durchaus in einigen holzarmen Ländern (z.B. China oder Indien) eine größere Rolle. Deutschland setzt Zellstoff aus Einjahrespflanzen nur in marginalen Mengen als Importware für spezielle Papiersorten (z.B. —• Banknotenpapier, —» Teebeutelpapier) ein. Die Unterscheidung von Primärfasern erfolgt zum einen nach den —> Aufschlussverfahren (chemisch oder mechanisch) und zum anderen nach den für das jeweilige Verfahren eingesetzten Pflanzen- und Holzarten. Diese Unterscheidung ist bei —> Sekundärfaserstof-

456 fen, die nach —•Altpapiersorten gehandelt werden und hauptsächlich nach Anfallstellen (z.B. —• Kaufhausaltpapier) oder ursprünglichen Papiererzeugnissen (z.B. —• Zeitungen) unterteilt sind, nicht mehr möglich. Holz ist der bedeutendste Rohstoff zur Herstellung von Primärfaserstoffen für die Papierindustrie. In Deutschland trugen im Jahr 1997 die Primärfaserstoffe Zellstoff und Holzstoff mit 28 % bzw. 9 % zur Faserstoffversorgung bei, während die restlichen 63 % durch den Sekundärfaserstoff —• Altpapier gedeckt wurden. Papiere aus Primärfaserstoffen sind nach Gebrauch die wertvollsten Komponenten im Altpapier, da sie als Fasern der ersten Generation zur Auffrischung des Recyclingsystems (—• Recycling) beitragen. PU Primärfaserstoff (virgin pulp , virgin stock)

Primärkreislauf (primary

circuity short circulation)

Der Begriff Primärkreislauf ist eine alternative Bezeichnung für den Siebwasser I-Kreislauf einer Papierfabrik, auch kurzer Kreislauf genannt (—• Wasserkreislaufsystem). Das im ersten Teil der —• Siebpartie einer Papiermaschine anfallende —•Filtrat ist am höchsten mit Feststoffen (—* Faserstoff, —•Feinstoff, —• Füllstoff) belastet. Bei niedriger Retention sind - • Stoffdichten bis zu 0,4 % (4 g/1) und mehr zu erwarten. Da andererseits die großen anfallenden Wassermengen nicht mit vertretbarem Aufwand entstofft werden können (z.B. durch —• Filtration in —* Scheibenfiltern), wird —• Siebwasser I ausschließlich im —• Konstanten Teil zur Verdünnung des —• Dickstoffs nach der —• Misch- bzw. —•Maschinenbütte eingesetzt. Außerdem ist diese Wasserqualität aufgrund der enthaltenen chemischen —• Hilfsstoffe (z.B. —• Retentionsmittel, —•Nassfestmittel) zum Einsatz an anderen Stellen oft nicht geeignet. SW

Der Begriff Primärfaserstoff wird als Oberbegriff für alle aufbereiteten —• Faserstoffe verwendet, die aus pflanzlichen Rohstoffen (—•Holz, —• Einjahrespflanzen) durch mechanischen (—•Holzstoff) oder chemischen Primär-Stoffauflauf Aufschluss (—•Zellstoff) gewonnen werden (primary headbox) und erstmals für die Herstellung von Papier - • Stoffauflauf oder Karton eingesetzt werden. Die —• Primärfasern werden bezüglich ihres Aufschlussverfahrens und der jeweils einge- Primärwand (der Faser) setzten Pflanzen- oder Holzart unterschieden. (primary wall) Demgegenüber wird der Faseranteil von Holzfasern (Zellen) und daraus gewonnene —• Altpapier als —• Sekundärfaserstoff be- Fasern für die Papierherstellung (—• Zellstoff, zeichnet, der letztlich aber auch aus den Pri- —• Holzstoff) bestehen aus mehreren Wandmärfaserstoffen Zellstoff und Holzstoff be- schichten. Im Allgemeinen gliedert sich die steht. Alle —• Sekundärfasern haben mindes- Zellwand in die Bereiche —•Mittellamelle, Primärwand, —• Sekundärwände und Tertens einmal den Papierherstellungsprozess mit irreversiblen Faserschädigungen (z.B. tiärwand. Die Zell- bzw. Faserwände unterKürzungen durch mechanische Beanspru- scheiden sich in der Dicke, in der Anordnung chungen und Verhornungen durch Trock- ihrer Bauelemente (—• Fibrillen) und in ihrer nung) durchlaufen. PU chemischen Zusammensetzung, vor allem bezüglich —•Lignin, —•Cellulose und —•Hemicellulosen (Polyosen). Primärflotation Die Primärwand grenzt an die zwischen den (primary flotation) Holzfasern befindliche Mittellamelle an und —• Flotation stellt die äussere Wand einer Faser dar. Trotz der geringen Wanddicke von ca. 0,2 μ m teilt sich diese Wand in 2 Lagen. Die zur Mittellamelle gelegene Seite enthält nichtorientierte

457 Cellulosefîbrillen (Streuungstextur), in der zur Sekundärwand orientierten Seite sind die Fibrillen bereits mehr in Faserrichtung angeordnet. Die Primärwand enthält neben Lignin vor allem Hemicellulosen und Pektine. Beim —> Mahlen von Zellstoff im Rahmen der —> Stoffaufbereitung wird durch die Mahlungskräfte in den Mahlspalten der Refinergarnituren die Primärwand aufgebrochen und teilweise von der Sekundärwand entfernt. Dies ist eine wichtige Voraussetzung für die Fibrillierung der Fasern beim Mahlen, was der Erhöhung der spez. Oberfläche zugute kommt. RE

Probedruckmaschine (printability

tester)

Probedruckmaschinen oder Probedruckgeräte dienen zur Herstellung von —> Probedrucken unter definierten und reproduzierbaren Bedingungen. Eine Probedruckmaschine besteht aus einem —• Druckwerk mit einfacher Einfarbeeinrichtung. Zur Veränderung der Druckgeschwindigkeit sowie der Kräfteverhältnisse in der Druckzone sollten Stelleinrichtungen vorhanden sein. Je nach Ausrüstung besteht die Möglichkeit, die Druckbedingungen des —• Offset-, —» Buch-, —> Tiefoder —> Flexodrucks zu simulieren. In Mitteleuropa sind folgende Probedruckmaschinen/-geräte verbreitet:

Primern (priming)

Unter Primern versteht man die vorbehandelte Beschichtung mit speziellen Lacken, um das Haftvermögen von —* Lacken oder —> Klebstoffen auf Bedruckstoffen zu erhöhen. Eingesetzt wird das Primern vor allem bei konventionell bedruckten Papieren, Kartons oder Pappen, die UV-lackiert oder foliAN enkaschiert werden.

• • •

•

IGT-Probedruckgeräte (IGT Reprotest BV) FOGRA-Probedruckgerät IGT-Probedruckgerät des Leipziger Forschungsinstituts (früher: Hochschule für Technik Wirtschaft und Kultur) Mehrzweck-Probedruckmaschine, System Prüfbau.

In den nordeuropäischen Ländern wird vielfach das TLG-Probedruckgerät des GrafiPrintability schen Forschungsinstituts in Stockholm (In(printability) stitute for Media Technology) eingesetzt. —• Bedruckbarkeit Diese Probedruckmaschinen erfüllen weitgehend die Bedingungen, wesentliche Einflussfaktoren der —> Druckmaschine, sei es Probedruck Farbgebung, Anpressdruck und Druckge(proofprint) schwindigkeit, einzuhalten, von LaborpersoEin Probedruck ist ein Druckerzeugnis, das nal bedient werden zu können und mit gerinzur Prüfung der Wechselwirkung zwischen gem Materialaufwand Aussagen über die —• Druckfarbe und —• Bedruckstoff mithilfe Wechselwirkung zwischen Druckfarbe und von —> Probedruckmaschinen hergestellt —> Bedruckstoff zu ermöglichen. wird. Die Anwendungsmöglichkeiten der ProbeAufgrund der definierten Druckbedingun- druckgeräte sind vielfältig. Hierzu gehört u.a. gen (z.B. Druckgeschwindigkeit, —> Druck- die Herstellung von —• Druckproben als sog. spannung im Druckspalt) für die Anfertigung gewogene Andrucke, bei denen die aufgetraeines Probedrucks sind reproduzierbare Er- gene Farbmenge durch Wägung der gebnisse bei der Prüfung der Druckfarbe oder —» Druckform vor und nach dem Druckverder —> Bedruckbarkeit des Bedruckstoffs such ermittelt wird. Die frischen Druckpromöglich. NE ben werden zur Bestimmung verschiedener Kriterien, wie —• Wegschlagen bzw. Trocknungsverhalten einer Farb-Papier-Kombination und für den —• Stapeltest verwendet. An

458 durchgetrockneten Druckproben werden Messungen der —» optischen Dichte und des —» Druckglanzes vorgenommen. Probedruckgeräte können durch Zubehör ergänzt werden, so dass die Durchführung spezieller Tests und Prüfungen möglich wird, wie z.B. —• Rupffestigkeit, Nassrupffestigkeit, —• Scheuerfestigkeit. Speziell für die Herstellung von Probedrucken im —> Tiefdruckverfahren werden Tiefdruck-Probedruckmaschinen eingesetzt. Diese Geräte gestatten es, die in der Praxis wichtigen Druckbedingungen zu variieren. Folgende Merkmale sind bei den meisten Tiefdruck-Probedruckmaschinen gegeben: • • • •

Einfärbung nach dem Tauchverfahren variable Druckgeschwindigkeit variabler Anpressdruck variable Rakelstellung (—• Rakel).

Neben den von verschiedenen Geräteherstellern entwickelten Tiefdruck-Probedruckmaschinen: • • • • • •

Prüfbau-Tiefdruck-Probedruckgerät Tiefdruck-Probedruckgerät LTG 20 (entwickelt von Haindl Papier GmbH) GFL Gravure Tester (AB Lorentzen & Wettre, Schweden) GRI- Tiefdruck-Probedruckgerät (Gravure Research Institute, USA) Testacolor (Fa. Engler & Co., Schweiz) Rototest (Fa. Moser, Schweiz)

sind in einigen Laboratorien auch selbstkonstruierte Maschinen in Gebrauch. Die Prüfmöglichkeiten mittels Probedruckgeräte werden in der Papierindustrie, in deren Zulieferindustrie, in Druckfarbenfabriken und in Labors von Druckereien für die Beurteilung der —• Bedruckbarkeit und —> Verdruckbarkeit von Papier und Karton und für die Druckfarbenprüfung genutzt. Trotz der Unterschiede in der Konstruktion der Geräte ist es möglich, grundlegende Vereinbarungen bezüglich der Hauptfaktoren, die die Versuchsbedingungen und Versuchsdurchführung beeinflussen können, festzulegen. Den-

noch ist aufgrund einer fehlenden Normierung die Anwendung der Probedruckmaschinen oft sehr unterschiedlich, so dass die Vergleichbarkeit der Messergebnisse bei der Prüfung von Probedrucken, die in verschiedenen Labors hergestellt wurden, nur ungenügend ist. NE

Probenahme (sampling)

Die Probenahme ist das Verfahren zur Erlangung einer Durchschnittsprobe/Sammelprobe eines bestimmten Lieferpostens für Prüfzwecke, um in der Regel festzustellen, ob die Durchschnittsqualität den festgelegten Anforderungen entspricht. Das Verfahren kann auch für andere Untersuchungen angewendet werden. Lieferposten können Halbstoff (z.B. —• Holzstoff oder —• Zellstoff ) oder Papier, Karton und Pappe sowie daraus hergestellte Erzeugnisse sein, wie z.B. —> Hülsen, —• Säcke, Hygieneartikel. Es liegen unterschiedliche Normen vor, die das Verfahren jeweils produktspezifisch regeln. Für die Probenahme von Zellstoff und Holzstoff bestehen durch ISO 7213 (DIN EN 27213) sowie für Papier und Pappe (einschließlich Erzeugnisse) durch ISO 186 (DIN EN ISO 186) international einheitliche Vorschriften. 1) Das Prinzip für Zellstoffproben liegt in einer Zufallsentnahme von Einzelproben gleicher Masse aus einer Mindestanzahl von Probeballen/-rollen in Abhängigkeit von der Gesamtanzahl im Lieferposten. Die Einzelproben sind in einer Sammelprobe zu vereinigen. 2) Für Papier und Pappe ist jedem Lieferposten eine bestimmte Anzahl von Verpackungseinheiten in Abhängigkeit von der Gesamtanzahl im Lieferposten zu entnehmen und aus diesen eine bestimmte Anzahl von Probebogen. Aus den Probebogen, die die Durchschnittsprobe bilden, sind Probestücke zu schneiden, aus denen die für die Prüfimgsdurchführung erforderlichen Proben entnommen werden.

459 3) Bei —• Altpapier ergeben sich wegen der Sortenvielfalt und Inhomogenität die größten Schwierigkeiten für eine repräsentative Probenahme. Für Ballen wurde ein Kernbohrer entwickelt, der Bohrkerne von 50 mm Durchmesser und 700 mm Länge zu entnehmen gestattet. BR

Wasserkreisläufen oder die Vermeidung und Verringerung des Abfallaufkommens (—• Abfall) durch innerbetriebliche Wertstoffrückgewinnung und -Verwertung. Insbesondere in der Papierindustrie wurden in den vergangenen Jahren zunehmend produktionsintegrierte Technologien erfolgreich eingesetzt (z.B. innerbetriebliche Reinigungsanlagen zur Rückgewinnung von Faserstoffen). DE

Probenvorbehandlung (sample preparation)

Die Probenvorbehandlung ist der Vorgang der Einstellung eines reproduzierbaren Feuchtegehalt-Gleichgewichts zwischen der Probe und einem festgelegten Klima. Wegen der —• hygroskopischen —> Papiereigenschaften muss die —• Papierprüfung in einem verabredeten Standardklima stattfinden, die Proben müssen also in diesem Klima vor Prüfbeginn konditioniert werden. Nach DIN EN 20187 hat das —• Normalklima für die Prüfung von Zellstoff, Papier und Pappe eine Temperatur von (23 ± 1)° C und eine relative Luftfeuchtigkeit von (50 ± 2) %. Der Zustand des Feuchtegehalt-Gleichgewichts zwischen Probe und diesem Klima wird als erreicht betrachtet, wenn die Ergebnisse von 2 aufeinander folgenden Wägungen der Probe, die innerhalb eines Zeitintervalls von mindestens 1 h durchgeführt werden, sich um nicht mehr als einen festgelegten Betrag unterscheiden. Als ausreichend wird für Papier eine Mindestdauer der Vorbehandlung von 4 h, für Papier mit hoher —> flächenbezogener Masse von 5 bis 8 h, für Pappe bis zu 48 h und mehr angegeben. Um den Einfluss der Hysterese auszuschließen, soll die Vorbehandlung der Probe von einem Zustand niedrigerer Feuchte zum Gleichgewicht geführt werden, ggf. ist die Probe vorzutrocknen. BR

Produktionsintegrierter Umweltschutz (production protection)

integrated environmental

Produktionsintegrierter —• Umweltschutz beinhaltet innerbetriebliche Maßnahmen zur Verringerung der Schadstofffrachten (z.B. —• CSB-, AOX-Fracht) in die Umwelt. Dazu gehören Einengung und Schließung von

Produktionskapazität (production

capacity)

Die Produktion Prb einer Papiermaschine errechnet sich aus: PRB = b · A B - v b - K

mit Prb: b: AB: vB: K:

[t/d]

Produktionsmenge in [t/d] flächenbezogene Masse in [g/m2] unbeschnittene Bahnbreite in [m] Betriebsgeschwindigkeit in [m/min] Konstante 60 · 24 · 106

Alle Werte beziehen sich auf die Aufrollung der unbeschnittenen Papierbahn ohne Berücksichtigung des Trockengehalts bei einem Wirkungsgrad von 100 %. Der Gesamtwirkungsgrad r\ ges (overall efficiency) lässt sich wie folgt ermitteln: η β ε δ = ηι.ζ·ηΜΕ· IO' 2

[%]

mit T|LZ · Laufzeitwirkungsgrad in [%] T|ME · Mengenwirkungsgrad in [%] Der Gesamtwirkungsgrad ist ein Maß für die Güte der Prozessführung einer Fertigungsstraße. Mit Ausnahme der auftragsbedingten Verlustmenge sind alle Zeiten und Produktionsverluste von der Produktionsfuhrung beeinflussbar.

460 •

production" Eingang in die genannten Sortenlisten gefunden hat.

Laufzeitwirkungsgrad r|Lz = t p r o d / t m v · 100

[%]

tprod · Produktionszeit in [h] t m v : maximal verfügbare Zeit in [h]

Literatur: DIN EN 649: Europäische AltpapierStandardsorten-Liste (Stand: August 1994)

Dieser Wirkungsgrad ist ein Maß für die Laufgüte einer Papiermaschine.

CEPI List of European Standard Qualities of Recovered Paper (Stand: Januar 1995)

•

B.I.R. - General List of Standard Qualities of Recovered Paper (Stand: März 1996) VDP-Altpapier-Liste der Deutschen Standardsorten und ihre Qualitäten (Stand: Juni 1997) PU

Mengenwirkungsgrad η Μ Ε=ΡνΓ/Ρπ*ΐι·100

[%]

PVf : verkaufsfähige Produktionsmenge in [t] Prech' rechnerisch mögliche Produktionsmenge in [t]

Produktkreislauf Die Laufzeitwirkungsgrade liegen in Abhängigkeit von der Papiersorte zwischen 90 und 97 %. Mengennutzungsgrade liegen zwischen 80 und 97 %. Die Gesamtwirkungsgrade bewegen sich zwischen 85 und 93 %, abhängig von der Papiersorte und ihrer —• flächenbezogenen Masse. BU

(product cycle)

Der Produktkreislauf ist die Darstellung aller Phasen eines Produkts von der Gewinnung der Rohmaterialien (z.B. —•Holz) über die Herstellung (z.B. Papier) und Verarbeitung zum fertigen Produkt (z.B. —• Zeitungen) bis zur Nutzung und der anschließenden Wiederverwertung. Dabei steht die stoffliche Verwertung (—• Recycling) gegenüber der thermischen Verwertung (durch Verbrennen) im Produktionsschädliche Papiere und Vordergrund. Pappen (paper and board detrimental to production) Durch Einführung der —• KreislaufwirtUnter dem Begriff produktionschädliche schaft (—•Kreislaufwirtschafts- und AbfallPapiere und Pappen im —•Altpapier sind gesetz) wird versucht, Einfluss auf den ProPapier- und Pappesorten zu verstehen, die so duktkreislauf zu nehmen. Dabei ist das Ziel behandelt wurden, dass sie für eine normale die Abkehr von einer eindimensionalen Ausrichtung des wirtschaftlichen Handelns (Prooder standardmäßige Altpapieraufbereitungsanlage (—• Altpapieraufbereitung) als Roh- duktion - Konsum - Entsorgung) hin zu einer stoff für die Herstellung eines —• Sekundär- Kreislaufführung der eingesetzten Rohstoffe faserstoffs ungeeignet oder schädlich sind, zur Schonung der natürlichen Ressourcen. In der Papierindustrie wird der Gedanke des oder deren Anwesenheit die gesamte AltpaProduktkreislaufs seit langem verfolgt: Der pierlieferung unbrauchbar macht. Sowohl in der deutschen —• Altpapiersor- Altpapier-Neupapier-Kreislauf hat bei einer tenliste als auch in der deutschen Fassung der hohen —•Altpapier-Einsatzquote (60 %; D 1996) eine große Bedeutung für die gesamte DIN EN 643 wird für diese Definition der DE Begriff —• unerwünschte Papiere und Pappen Papierwirtschaft. benutzt. Gleichwohl wird der ältere deutsche Begriff „produktionsschädliche Papiere und Pappen" als Synonym verwendet, zumal er Produktnorm über die englischsprachigen Übersetzungen (product standard) der DIN-, CEPI- und B.I.R.-AltpapiersortenDie Produktnorm legt Anforderungen fest, listen als „paper and board detrimental to die von einem Erzeugnis oder einer Gruppe

461 von Erzeugnissen erfüllt werden müssen, um deren Gebrauchstauglichkeit sicherzustellen. Als nationale Ergänzung zur DIN EN 45020 ist in DIN 820-3 der Begriff Qualitätsnorm definiert. Diese ist eine Norm, in der die für die Verwendung eines materiellen Gegenstands wesentlichen Eigenschaften beschrieben und objektive Beurteilungskriterien festgelegt sind. Die Produktnorm und die Qualitätsnorm fallen auch unter den Begriff —• Gütenorm. BR

Produktverantwortung (product responsibility)

Die Produktverantwortung ist ein fundamentales Prinzip des Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes (KrW-/AbfG) und in den §§22 bis 26 geregelt. Die Produktverantwortung richtet sich direkt an die Hersteller, Be- und Verarbeiter sowie Vertreiber von Erzeugnissen. Grundsätzlich sind Erzeugnisse zur Erfüllung der Produktverantwortung so zu gestalten, dass bei deren Herstellung und Gebrauch das Entstehen von —• Abfällen vermindert wird und die umweltverträgliche Verwertung (—> Abfallverwertung) und Beseitigung der nach deren Gebrauch entstandenen Abfälle sichergestellt ist. Die Produktverantwortung umfasst insbesondere folgende Aspekte: 1) Die Entwicklung, Herstellung und das Inverkehrbringen von Erzeugnissen, die mehrfach verwendbar, technisch langlebig und nach Gebrauch zur ordnungsgemäßen und schadlosen Verwertung und umweltverträglichen Beseitigung geeignet sind. 2) Den vorrangigen Einsatz von verwertbaren Abfallen oder sekundären Rohstoffen bei der Herstellung von Erzeugnissen. 3) Die Kennzeichnung von schadstoffhaltigen Erzeugnissen, um die umweltverträgliche Verwertung oder Beseitigung der nach Gebrauch verbleibenden Abfälle sicherzustellen. 4) Den Hinweis auf Rückgabe-, Wiederverwendungs- und Verwertungsmöglichkeiten

oder -pflichten und Pfandregelungen durch Kennzeichnung der Erzeugnisse und 5) die Rücknahme der Erzeugnisse und der nach Gebrauch der Erzeugnisse verbleibenden Abfälle sowie deren nachfolgende Verwertung oder Beseitigung. Zur Erfüllung der Vorgabe zur Produktverantwortung kann die Bundesregierung Rechtsverordnungen erlassen oder —•freiwillige Selbstverpflichtungen der Betroffenen akzeptieren. In den Rechtsverordnungen werden Verbote für Erzeugnisse, Kennzeichnungspflichten (z.B. für schadstoffhaltige Erzeugnisse), Vorgaben für die Beschaffenheit von Erzeugnissen oder Pfandpflichten geregelt. Die Verordnungen zur Rücknahme und Rückgabe von Erzeugnissen enthalten sehr weitreichende Regelungen. So dürfen bestimmte Erzeugnisse nur dann in den Verkehr gebracht werden, wenn eine Rückgabemöglichkeit besteht. Es können geeignete Rücknahmesysteme vorgeschrieben, Pfandpflichten eingeführt und Bringepflichten festgelegt werden. Ferner kann festgelegt werden, wer die Kosten für die Rücknahme und Verwertung und Beseitigung der zurückzunehmenden Erzeugnisse zu tragen hat. Darüber hinaus kann die Mitwirkung der öffentlichrechtlichen Entsorgungsträger geregelt werden. Die wichtigste dieser Verordnungen ist die Verpackungsverordnung. Hierunter werden auch die Verpackungen aus Papier, Karton und Pappe erfasst. Für grafische Papiere liegt eine freiwillige Selbstverpflichtung zur Rücknahme und Verwertung grafischer Papiere vor. Die Papierindustrie strebt eine einheitliche Regelung auf freiwilliger Basis für alle Arten von Papieren an. Auf europäischer Ebene wird derzeit ein Modell zur Wahrnehmung der Produktverantwortung durch die freiwillige Rücknahme und Verwertung von Papier, Karton und Pappe erarbeitet. KI

462 Profilwalze (profile

roll)

—> Durchbiegungsausgleichswalze

vorteilhafterweise Rührwellen eingesetzt, da sie weniger Energie als Propeller verbrauchen (—• Rührwerk, —• Büttenrührwerk, —• Büttenpropeller, —> Umwälzpropeller). HO

Proof (proof y off-press proof pre-press proof) Proteine Proof ist eine aus der englischen Fachsprache (proteins) übernommene Bezeichnung für einen Abzug Proteine (Eiweißstoffe) gehören neben Nu(Kopie, Ausdruck) in der Druckvorstufe, der kleinsäuren und —•Kohlenhydraten zu den insbesondere zur Kontrolle, Prüfung und wichtigsten organischen Naturstoffen, die in Korrektur der Farbwiedergabe bestimmt ist. jedem lebenden Organismus vorkommen. Es Der Proof soll im Vorfeld Informationen über sind —> Polymere, die aus über PeptidbindunMängel der Farbreproduktion im Hinblick auf gen verknüpften α-Aminosäuren aufgebaut sind. Die ungeheure Vielfalt dieser Substanzdas endgültige Druckergebnis geben. Proofs entstehen, indem —» Farbauszüge entweder klasse ergibt sich durch Variation der eingebauten Aminosäuren, die sich voneinander im analogen oder digitalen ProofVerfahren (FarbprüfVerfahren) hergestellt werden. Bei durch den Rest R unterscheiden. den analogen Verfahren werden die Proofs direkt von Halbtonvorlagen (—> Halbton) Aufbau von Proteinen: oder gerasterten Filmvorlagen erstellt. Bei der Erzeugung digitaler Proofs werden mitΟ R Η II hilfe elektronischer Bildverarbeitungssysteme I ΝI COOH R COOH c h N C 2 Ausgabegeräte angesteuert, wobei für die / \ V V V I I Datenübertragung unterschiedliche TechniR NH 2 I ken genutzt werden (—• Elektrofotografie). R η NE α -Aminosäure Protein

Propellerbütte

Proteine spielen eine tragende Rolle als Wirkstoffe (Biokatalysatoren oder —• EnzyUnter einer Propellerbütte versteht man eine me), als funktionelle Polymere (z.B. im Mus—> Bütte, die mit einem —• Büttenpropeller keleiweiß), als Gerüststoffe (z.B. in tierischen als Arbeitsorgan ausgestattet ist. Die AufgaHaaren, Haut und Außenskelett) sowie als ben einer Propellerbütte ist vorrangig das biologische Speichermaterialien. Proteine Mischen des Bütteninhalts in Form von Sus- sind unverzichtbare Bestandteile der menschpensionen. Propellerbütten als —• Misch- lichen und tierischen Ernährung. Demgegenbütten sind in stehender Bauform ausgeführt, über spielt ihr Einsatz als Rohstoffquelle nur wobei das Verhältnis Bauhöhe zu Grundfläein geringe Rolle. che strömungsgünstig gewählt werden muss, Als industrielle Rohstoffe kommen vor alum einen guten Umtrieb zu gewährleisten.HO lem Kollagen (aus Haut und Knochenmaterial isoliertes Proteinprodukt), —> Kasein (aus Milch) und Speicherproteine aus PflanzenPropellerrührwerk samen infrage. Die wichtigste industrielle (propeller agigator) Proteinquelle ist die Sojabohne. Sojaprotein, Ein Propellerrührwerk ist ein Arbeitsorgan in das bei der Sojaöl und -schrotgewinnung als einer —• Bütte, das Suspensionsströme unter- Nebenprodukt anfallt, wird in der Papierinschiedlicher Stoffe (z.B. -> Zellstoff und dustrie vor allem als —» Bindemittel in —> Holzstoff) mischt oder ein Entmischen der —• Streichfarben verwendet. GU darin befindlichen Suspension verhindert. Für das Verhindern von Entmischungen werden (propeller

chest)

463 Prozessdampf f vapor , steam)

—• Heizdampf

Prozessleitsystem (process control system)

Zur Steuerung und Überwachung von Verfahrensabläufen an kontinuierlich sowie diskontinuierlich arbeitenden Anlagen dienen Prozessleitsysteme. Im Einzelnen hat die Prozessleittechnik folgende Aufgaben: • •

• •

Den Prozess im bestimmungsgemäßen Zustand zu halten Das Produkt in der erforderlichen Menge und Qualität bei geringsten Kosten zu produzieren Den Betreiber über die Betriebszustände zu informieren Die Gewährleistung der Sicherheit der Anlage bei Störungen und Fehlbedienungen.

Die Prozessleittechnik bedient sich dabei der Grundfunktionen Anzeigen, Registrieren und Rechnen als Ausgangsbasis für Regeln, Steuern und Schalten. Die Präzision heutiger Prozessleitsysteme ist auf die Entwicklung der elektronischen Datenverarbeitung zurückzuführen, an deren Anfang eine reine Rechenmaschine stand. Bei der rechnergeführten Regelung verändert der Rechner ständig gemäß seiner Berechnung und Bewertung des Prozessablaufs die Soll-Werte der Regler der lokalen Regelkreise. Die einzelnen Regler haben dann die Aufgabe, die Ist-Werte ständig den Soll-Werten durch Steuerung der Stelleinrichtung anzugleichen. Bei der Ablaufsteuerung unterscheidet man zwischen zeitgeführter Ablaufsteuerung (offener Wirkungsweg) und prozessgefuhrter Ablaufsteuerung (geschlossener Wirkungsweg). Beide Steuerungsarten kommen häufig nebeneinander vor. Eine Einteilung der Steuerungsebenen kann nach hierarchischen Gesichtspunkten vorgenommen werden (Einzelsteuerungsebene, Gruppensteuerungsebene, Leitsteuerungsebene).

Bei der Programmverwirklichung finden neben verbindungsprogrammierten Steuerungen, die für einfachere, übersichtliche Systeme in Frage kommen, auch speicherprogrammierte Steuerungen Anwendung. Das Programm kann bei speicherprogrammierbaren Steuerungen bei laufender Produktion geändert werden. TI

Prozessleitsystem für Streichküche (process controll system for color kitchen)

Das Prozessleitsystem ist, verbunden mit einer Datenbank, die Steuerzentrale der —• Streichküche. Die wesentlichsten Aufgaben sind die Steuerung und Kontrolle der Rezeptur der —• Streichfarbe, die logistische Steuerung der Streichküche und die Rohstoffbeschaffung und -bevorratung, die Aufzeichnung aller Produktionsparameter für die Reproduzierbarkeit von Chargen sowie die Qualitätskontrolle. KT

Prozessrechner (computer)

Im weiteren Sinne wird mit Prozessrechner jeder Rechner (z.B. PC, Personal Computer) bezeichnet. Im engeren Sinne sind jedoch damit nur Rechner gemeint, die das Herzstück eines —> Prozessleitsystems (PLS) sind und ausschließlich die Steuerung von Maschinen übernehmen. Bei den komplizierten Herstellungsprozessen sind meist mehrere Prozessrechner im Einsatz. Die von der Produktionsplanung kommenden Daten (Produktionsmenge, —• flächenbezogene Masse) werden an anderen (übergeordneten) Rechnern erstellt und an die Prozessrechner geleitet. Diese regeln entsprechend den Vorgaben den Prozess. VO

Prozesssteuerung (process control)

—• Prozessleitsystem

464 Die Forschungsgebiete der PTS decken die Produktionskette vom Rohstoff Holz über Rohpapiere, veredelte Papiere bis zum verarMit der Prüfnorm werden genormte Prüfverbeiteten Papierprodukt sowie deren Recyfahren (z.B. Bestimmung der —> Glätte nach cling und Verwertung ab. Schwerpunkte sind Bekk) beschrieben, wobei diese fallweise die Altpapierstoff-, Papierveredelungs-, Verdurch andere Festlegungen ergänzt sind, die sich auf die Prüfung beziehen, wie etwa packungs- und Umwelttechnik. Für die Wei—• Probenahme, Anwendung statistischer terbildung wird ein großes Spektrum von Methoden oder Reihenfolge der einzelnen Kursen, Seminaren, Symposien und KonfePrüfungen. BR renzen angeboten, teilweise auch mit Simultanübersetzungen in Englisch und FranzöFA sisch. Pseudoneutrale Fahrweise Prüfnorm

(testing standard)

(papermaking under pseudoneutral conditions)

Unter pseudoneutraler Fahrweise versteht man die Herstellung von Papier im pHBereich zwischen etwa 6,5 und 7,4. Im Gegensatz zur —• neutralen Fahrweise wird hier —• Aluminiumsulfat in Kombination mit —> Calciumcarbonat eingesetzt. Durch die Zugabe des Aluminiumsulfats zum Dünnstoffsystem kurz vor dem —• Stoffauflauf der Papiermaschine kommt es trotz des sauren Charakters des Aluminiumsulfats nicht zur Auflösung des Calciumcarbonats und den damit verbundenen Problemen (u.a. Bildung von —• Kohlendioxid und —> Calciumsulfat). Durch diese Fahrweise werden einige Vorteile der —> sauren und der —• neutralen Fahrweise kombiniert. SE

Pulper (pulper)

Der Pulper dient bei der —• Stoffaufbereitung dem —> Desintegrieren bzw. dem —• Zerfasern von —> lufttrocken eingetragenem —> Faserstoff, z.B. —>Zellstoff oder —•Altpapier. Dabei wird der Faserstoff mithilfe von Wasser in eine pumpfähige, grobgereinigte —> Suspension überführt, ohne dass eine vollständige Zerlegung in Einzelfasern angestrebt wird. Fälschlicherweise wurde der Pulper in der Vergangenheit häufig auch als Stofflöser bzw. Stoffauflöser bezeichnet, obwohl die Fasern im Aggregat nicht in Lösung gebracht werden, sondern unter Aufrechterhaltung ihrer Struktur lediglich ein —• Suspendieren erfolgt. Pulper sind meist stehende zylindrische, gelegentlich aber auch mehreckige Stahlbehälter mit angeflanschtem Siebkasten mit PTS Papiertechnische Stiftung, München undAuslaufstutzen und Sortiersieb, in denen ein Laufrad (Rotor) entweder über Riemen oder Heidenau. Die PTS ist das Forschungs- und Beratungs- Getriebe angetrieben wird und so für hohe unternehmen der deutschen Papierindustrie. Turbulenzen in der Suspension sorgt. Je 1951 gegründet, wird die PTS vom Verband nachdem, ob das Laufrad am Boden oder an Deutscher Papierfabriken e.V. (->VDP), der Seite des Pulpers angeordnet ist, wird in vom Hauptverband der Papier, Pappe und vertikal oder horizontal angeordnete PulperKunststoffe verarbeitenden Industrie e.V. laufräder unterschieden. Konstruktion und (HPV) und von der Forschungsvereinigung Betriebsparameter des Rotors werden maßPapiertechnik e.V. (FPT) gefördert. In Mün- geblich von den zu zerfasernden Zellstoffen chen und Heidenau bei Dresden erarbeiten bzw. —• Altpapiersorten und der —> Stoff130 Mitarbeiter Forschungsergebnisse und dichte im Pulper bestimmt. erbringen Dienstleistungen für die papiererDie Zerfaserungsaggregate können entwezeugende und papierverarbeitende Industrie der periodisch als diskontinuierliche Pulper sowie deren Zulieferfirmen, vornehmlich aus oder stetig als kontinuierliche Pulper in unMaschinenbau, Chemie und Prozesstechnik. terschiedlichen Stoffdichtebereichen betrie-

465 ben werden. Niederkonsistenzpulper arbeiten üblicherweise bei Stoffdichten um 3 bis 6 % und finden bevorzugt ihren Einsatz bei der Zerfaserung von Zellstoff und bei der Aufbereitung von schwer zu desintegrierenden Altpapiersorten. In der Vergangenheit häufig diskontinuierlich betrieben, findet heute zunehmend ein kontinuierlicher Pulperbetrieb in diesem Stoffdichtebereich statt. Wegen der Vermeidung von Produktionsstillständen aufgrund von Beschickungs- und Entleerungszeiten können dadurch kleinere Pulper installiert werden, wodurch Pumpenkapazität eingespart und zudem gleichmäßigere Wasserflüsse erzielt werden können. Hochkonsistenzpulper werden dagegen immer chargenweise, also diskontinuierlich betrieben und arbeiten in einem Stoffdichtebereich von 10 bis 18 % (Abb. 1).

renzgeschwindigkeit zwischen Rotor und Stoffsuspension geachtet. So werden bei niedrigeren Stoffdichten vor allem flache, im Hochkonsistenzbereich bevorzugt wendelformige Rotoren eingesetzt. Bei Umfangsgeschwindigkeiten von 12 bis 24 m/s muss durch die Rotorgestaltung eine hohe Beanspruchungshäufigkeit gegeben sein. Eine vollständige Zerlegung des Faserstoffs in Einzelfasern wird im Pulper wegen des dafür benötigten Energieaufwands allerdings nicht angestrebt. Eine Stippenfreiheit (—> Stippe) kann mit anderen Aggregaten (z.B. —> Entstippern) mit größerer Effektivität und geringerem Energieaufwand erzielt werden (Abb. 2).

Abb. 1 : Hochkonsistenzpulper mit Schraubenrotor

Abb. 2: Stippengehalt als Funktion des spez. Energiebedarfs

Pulper werden in unterschiedlichen Abmessungen und Ausführungen gefertigt, die vor allem nach der Produktionskapazität der nachfolgenden Papier- bzw. Kartonmaschine(n) auszulegen sind. Die Gestaltung der Trogform variiert zwischen den Herstellern, wobei in jedem Fall ein möglichst gleichmäßiger Strömungsverlauf gewährleistet werden muss. Bei der konstruktiven Gestaltung der Rotoren wird auf eine gleichmäßige Diffe-

Beim chargenweisen Betrieb wird zur Einstellung der gewünschten Stoffdichte ein der Masse der Faserstoffcharge entsprechendes Wasservolumen (—• Rückwasser) im Pulper vorgelegt. Soll in Ballen gepresster Zellstoff bzw. Altpapier zerfasert werden, muss mittels —> Ballenentdrahtungsmaschinen ein vollständiges Entdrahten erfolgen, bevor der trockene Faserstoff mitfilfe von Transportbändern bei laufendem Rotor in den Pulper

466 eingetragen wird. Lediglich bei kontinuierlichem Pulperbetrieb ist ein vorheriges Entdrahten von Altpapierballen unerwünscht, da mithilfe der durchgetrennten Drähte die Bildung eines —•Zopfs zur Entfernung von spinnenden Verunreinigungen angestrebt wird. Der als Ballen oder auch als —• lose Ware eingetragene Faserstoff wird durch das rotierende Laufrad angezogen, wobei die Zerreißrippen und die starke Turbulenz im Bereich des Rotors die Zerfaserung einleiten. Über den inneren Umfang angebrachte Strömungsund Leitbleche verhindern ein Rotieren der Stoffsuspension und führen sie dem Laufrad erneut zu. Es findet dabei eine Reibung der Fasern an den Rotorsegmenten, der Innenwandung des Pulpers, vor allem aber zwischen den Fasern statt. Mit zunehmender Zerfaserungsstoffdichte nehmen die Reibungskräfte zwischen den Fasern zu, wodurch der spez. Energieverbrauch sinkt und die Zerfaserung - vor allem für Verunreinigungen - schonender verläuft. Da zudem ein geringeres energieverzehrendes Wasservolumen vorliegt, nimmt der hydraulische Leistungsanteil ab. Von Nachteil ist allerdings, dass vor dem Ableeren des bei höheren Stoffdichten betriebenen Zerfaserungsprozesses die Zugabe von Verdünnungswasser erforderlich ist, um eine pumpfähige Suspension zu erhalten. Sofern die Verdünnung der Stoffsuspension nicht in der Rotorregion oder in der nachgeschalteten Ableerbütte erfolgt, muss der Pulper größer dimensioniert werden, was zu einer Diskrepanz zwischen Gesamt· und Nutzvolumen führt. Bei der Desintegration von Altpapier ist neben der Zerlegung des Flächengebildes in Einzelfasern gleichzeitig eine erste Reinigung des Altpapierstoffs von groben Verunreinigungen erforderlich. Für die Entsorgung der Verunreinigungen aus dem Pulper haben sich die verschiedensten Konzepte durchgesetzt. Bei kontinuierlich betriebenen Niederkonsistenzpulpern ist neben dem Zopf vor allem die Schwerschmutzschleuse von Bedeutung (Abb. 3). Die Schwerschmutzabscheidung wird im Bereich der Bodenplatte eingebaut. Aufgrund ihrer höheren Dichte sammeln sich

die Schwerschmutzbestandteile im unteren Bereich des Pulpers an und werden über die Schleuse periodisch entfernt. Eine Nachbehandlung der —• Rejekte aus der Schwerschmutzschleuse und dem Zopf ist nicht erforderlich. Bei den meisten Pulperkonstruktionen befindet sich hinter dem Rotor zudem ein Sieb, durch dessen Lochperforationen, die einen Durchmesser von 8 bis 25 mm aufweisen können, der —• Altpapierstoff abgelassen wird. Noch nicht ausreichend zerfaserte Stippen und größere, vor allem leichte Verunreinigungen werden auf diese Weise zurückgehalten. Die vom Rotor verursachte Pulsation sorgt dabei für ein Freihalten des Siebes. Zur Entfernung des sich anreichernden Leichtschmutzes muss der Pulper abgestellt und gereinigt werden. Zur Vermeidung der damit einhergehenden StoffVerluste haben sich verschiedene ein- oder mehrstufige Verfahren durchgesetzt, die eine Reinigung auch während des Pulperbetriebs erlauben (—• Sekundär-Pulper, Pulperbirne, Hydrapulper).

Abb. 3: Kontinuierlicher Niederkonsistenzpulper mit vertikal angeordnetem Rotor (1: Altpapier; 2: Zopf; 3: Zopfwinde; 4: Überlaufkasten; 5: Gutstoff; 6: Zerreißflügel; 7: Schmutzschleuse; 8: Sortiersieb; 9: Rückwasser)

Der spez. Energieverbrauch von Pulpern hängt u.a. von dem zu desintegrierenden Faserstoff, dem Stoffdichtebereich, der Rotorform, dem Reststippengehalt und damit von der Betriebszeit ab. Temperatur und

467 Chemikalienzusätze üben ebenfalls einen relevanten Einfluss aus. Kontinuierliche Pulper benötigen durchschnittlich zwei Drittel weniger Energie als diskontinuierliche Pulper. Während bei kontinuierlicher Fahrweise für die Zerfaserung von ungebleichtem Zellstoff etwa 20 bis 30 kWh/t erforderlich sind, erhöht sich der spez. Energieverbrauch bei chargenweisem Betrieb auf etwa 60 bis 75 kWh/t. Soll gebleichter Zellstoff aufbereitet werden, reduziert sich der für die Zerfaserung erforderliche Energiebedarf im Vergleich zu ungebleichtem Zellstoff um etwa ein Drittel. Der höchste Energieverbrauch entsteht bei der Zerfaserung von Wellpappenabfällen, der bei diskontinuierlichem Betrieb bis zu 140 kWh/t betragen kann. Der Einsatz von Pulpern bei der Papiererzeugung beschränkt sich nicht nur auf die Stoffaufbereitung von —• Primär- und —> Sekundärfaserstoffen. Weitere Einsatzmöglichkeiten liegen bei der Aufbereitung von —•Ausschuss der Papier- bzw. Kartonmaschine, aber auch der —• Rollenschneidmaschine und des —•Querschneiders, abgesehen von —• Streichmaschine und —• Kalander. Bei diesen Anwendungen werden wegen der begrenzten Einbauhöhe und dem geringen Platzbedarf bevorzugt Horizontalpulper installiert. AC

Pulperbirne (helipoire system)

—• Pulper

Pumpe (pump)

Pumpen heben Flüssigkeiten bzw. erhöhen deren Druck oder Geschwindigkeit mit Überwindung von Rohrleitungsverlusten und geodätischen Förderhöhen. Prinzipiell ist zwischen Verdrängerpumpen (UmlaufVerdränger oder Hubverdränger) und Pumpen, die zu den Stömungsmaschinen zählen (Kreiselpumpe bzw. Zentrifugalpumpe), zu unterscheiden. Wird anstelle einer Flüssigkeit ein Gas verdichtet oder beschleunigt, so spricht man in der Regel von —• Kompressor, Ver-

dichter oder (Kapsel-) Gebläse. Diese Abgrenzung wird jedoch nicht strikt eingehalten. Soll die Maschine in erster Linie zur Vakuumerzeugung (—•Vakuum) eingesetzt werden, so spricht man wieder von Pumpen, wie z.B. von —• Wasserringluft- oder —• Vakuumpumpen. Bei Kreiselpumpen erfolgt die Energieübertragung, indem mechanische Arbeit durch die Fliehkraft und Umlenkung des Mediums (Fluids) in den Schaufelrädern übertragen wird. Bei Kolbenpumpen verdrängt ein Kolben das in einem Hub (Arbeitsraum) unter einem gewissen Druck befindliche Medium. Kolbenpumpen können gegenüber Kreiselpumpen selbständig ansaugen und haben einen höheren Wirkungsgrad. Nachteilig sind ihr hoher Platzbedarf infolge der niedrigen Drehzahlen, die stärker pulsierende Strömung sowie die höheren Anlagekosten, die jedoch bei längerer Betriebsdauer infolge des höheren Wirkungsgrads durch geringeren Energieverbrauch kompensiert werden. Kolbenpumpen werden daher meist für große Förderhöhen und kleine Förderströme verwendet, also dort, wo für eine Kreiselpumpe die Drehzahl zu klein wird oder sehr hohe Anforderungen an die Dosierung gestellt werden. In der Zellstoff- und Papierindustrie sind aufgrund der großen Volumenstöme und der z.T. hohen Anforderungen an deren Pulsationsarmut (z.B. Stoffauflaufpumpe bzw. Mischpumpe) im Allgemeinen nur Kreiselpumpen im Einsatz. Nur bei der Dosierung (Dosierpumpe) von Chemikalien und —•Farbstoffen, die meistens aus Behältern angesaugt werden müssen, kommen auch Verdrängerpumpen zum Einsatz. Je nach Art des Verdrängers bezeichnet man Pumpen in Umlauf- oder Hubverdrängermaschinen. Zu den Umlaufverdrängermaschinen zählen Zahnrad-, Flügelzellen- und Schraubenpumpen, zu den Hubverdrängermaschinen Membran-, Balg- und Kolbenpumpen. Fördermedien von Kreiselpumpen sind neben Wasser und Stoffsuspensionen auch aggressive Medien und zähe Fluide bis hin zum Flüssigbeton. Die Einteilung und Bezeichnung der Kreiselpumpen erfolgen nach

468 verschiedenen Gesichtspunkten: Form der Laufräder, Gehäuseaufbau, Stufenzahl, Fördermedium, Verwendung und —• Antrieb. Sehr verbreitet ist die Bezeichnung der Kreiselpumpen nach dem zu fördernden Fluid, z.B. Abwasser-, Schlamm-, Öl-, Flüssiggas·, Stoff-, —• Siebwasserpumpe. Der Mittransport sowohl von Dampf und Gas als auch von Feststoffen ist nicht auszuschließen. Die Viskosität des Fluids beeinflusst erheblich die Kennlinien (Förderhöhe H, Leistungsbedarf Ρ und Pumpenwirkungsgrad η in Abhängigkeit vom Förderstrom). Kreiselpumpen werden auch nach der Bauart ihrer Gehäuse bezeichnet, z.B. Spiralgehäuse, Ringraumgehäuse- oder Rohrgehäusepumpe. Die Bezeichnungen Kunststoffpumpe, Betongehäusepumpe oder Graugusspumpe geben Auskunft über den Hauptwerkstoff, aus dem die Pumpe gefertigt wurde. Die wichtigsten Kriterien bei der Werkstoffauswahl sind Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit (—•Korrosion), Erosionsbeständigkeit, Kavitationsbeständigkeit (—•Kavitation) und - gleichermaßen wichtig für alle Pumpen - Kosten für Investition, Bearbeitung und Wiederbeschaffung. Tauchmotorpumpe, Dieselmotorpumpe, Hochdruckpumpe, Saugerpumpe, Mischpumpe oder Stoffauflaufpumpe sind Bezeichnungen nach dem Antrieb und der Verwendung. VO

Punktförmiges Rupfen (picking)

Ein punktförmiges Rupfen von —•gestrichenen Papieren steht im Zusammenhang mit der mangelhaften Homogenität der —• Bindemittel in den Papierstrichen (-> Strich). Bei einer verminderten Einbindung von einzelnen Partikeln in der Strichschicht kann eine unzureichende Durchmischung der —• Streichfarbe als Ursache in Frage kommen. Eine weitere Möglichkeit zu der Verursachung dieser speziellen Form von Rupfen besteht in einer Benetzungsstörung (—• Benetzbarkeit) an einzelnen Strich-

partikeln, die somit nicht von den Bindemitteln fixiert werden können. SD

Purpur (purple, magenta)

Mit Purpur bezeichnet man eine rotviolette Farbe, die dem im —•Mehrfarbendruck angewandten —•Magenta ähnlich ist, jedoch eine größere Reinheit aufweist. Es war vor allem im Altertum berühmt. Der Farbstoff wurde hergestellt, indem man Textilien in den von der Hypobranchialdrüse der Purpurschnecke, z.B. Murex brandaris (Mittelmeer) oder Purpura haemostona (Atlantik), abgesonderten schleimigen gelblichen Saft tauchte und den so behandelten Stoff der Sonne aussetzte. Dabei bildet sich der Farbstoff nach Entbindung seiner Leukostufe durch lichtkatalysierte Oxidation. Auf ein Substrat namens creta argentea (wahrscheinlich Kreide bzw. —•Calciumcarbonat) gefällt, diente es auch als Pigment für die Malerei, und zwar speziell für Wassermalerei mit Eiweiß als Bindemittel. Als Erfinder des Purpurs gelten die Phönizier. Purpurfärbereien entstanden im Altertum im ganzen Mittelmeerraum. Vorzügliches leisteten insbesondere die Färbereien in Tarent und Konstantinopel. Die Farbe Purpur galt schon früh als Sinnbild höchster Macht und Würde, so dass sich Kaiser und geistliche Würdenträger mit purpurnen Gewändern schmückten. In der katholischen Kirche ist noch heute Purpur die Farbe der Garderobe der Kardinäle. Chemisch ist Purpur Dibromindigo, das sich seit seiner chemischen Strukturaufklärung 1909 durch Friedländer synthetisch herstellen lässt. Da eine Vielzahl von nuancenreichen Küpenfarbstoffen mit ähnlicher —» Lichtechtheit synthetisch produziert werden kann, hat der natürliche Purpurfarbstoff von seiner Exklusivität und seinem Wert stark verloren. RO

469 Normalfall auf geordneten —> Deponien abgelagert werden. Wegen seines hohen KohDie —> Normfarbwertanteile aller —> Spek- lenstoffgehalts kann er auch energetisch tralfarben bilden in der —• Normfarbtafel genutzt werden. Eine gemeinsame Verbreneinen nicht geschlossenen, stetig gekrümmten nung von Pyrolysegas und Pyrolysekoks bei Kurvenzug (Spektralfarbenzug), der bei der Temperaturen über 1 200° C wird z.B. beim Wellenlänge von 380 nm beginnt und bei Siemens-Schwelbrennverfahren für Haus780 nm endet. Dieser offene Spektralfarbenhaltsabfälle durchgeführt. Das entstehende zug wird durch die Purpurgerade geschlossen Schmelzgranulat ist verwertbar. (—• Helmholtz-Maßzahlen). Hierauf liegen Vorteile von Pyrolyseanlagen gegenüber die reinst möglichen Purpurfarben. PR Verbrennungsanlagen sind die geringeren Abgasvolumenströme und die hierdurch bedingten geringeren Schadstofffrachten im —> Abgas. Dies wiederum führt zu kleineren Pyrolyse Bauvolumina der Abgasreinigungsanlagen. (pyrolisis) HA Mit Pyrolyse wird die thermische Zersetzung organischer Materialien unter Ausschluss von Sauerstoff bezeichnet. Anstelle von Pyrolyse Pyrometer wird auch von Entgasung, Verschwelung, (pyrometer) Verkokung und Konvertierung gesprochen. Pyrometer sind Messgeräte zur berührungsloDie Pyrolyse läuft im Temperaturbereich von sen Temperaturmessung, die sich zur Er450 bis 900° C ab. Dabei entstehen in Ab- mittlung der Strahlung, die von einem Körper hängigkeit vom Ausgangsmaterial und den ausgesandt wird, bedienen. Je nach StrahBetriebsbedingungen Pyrolysegase, Pyroly- lungsempfänger unterscheidet man zwischen seöle, Pyrolyseteere und Pyrolysekoks. Die optischen und thermo-elektrischen PyromeProzessabläufe werden beeinflusst von der tern. Anwendung finden diese Geräte vor Bauart des Pyrolysereaktors (Drehrohr, Wir- allem im Hochtemperaturbereich von 500 bis belschicht, Schachtreaktor), der Wärmezu- 3 000° C bei einer Genauigkeit von db 10° C, fuhr, der Prozesstemperatur, der Gasführung wobei in Sonderfällen ± 1° C erzielt werden im Reaktor, der Art der Ausgangsmaterialien kann. (z.B. Haushaltsabfälle, —> Klärschlamm, In der Papierindustrie finden derartige GeAltreifen, Kunststoff) und deren Vorbehand- räte zur Messung der Temperatur von Infralung. Der Pyrolyseprozess verläuft endo- rotstrahlung (—> Infrarottrocknung) Anwentherm, d.h. die Reaktionsenergie muss von dung. EI außen in Form von fossilen Energieträgern zugeführt werden. Das Pyrolysegas besteht hauptsächlich aus —• Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Wasserstoff, —• Methan, höheren aliphatischen —> Kohlenwasserstoffen und Wasserdampf. Außerdem enthält Pyrolysegas anorganische Schadstoffe (HCl, HF, H2S, NH 3 ) und —• Staub, der relativ hoch mit —• Schwermetallen belastet sein kann. Eine der Pyrolyseanlage nachgeschaltete Abgasreinigungsanlage einschließlich Entstaubung ist deshalb in jedem Fall erforderlich, ehe das Pyrolysegas entweder direkt verbrannt oder einem Crackprozess unterworfen wird. Der als Rückstand anfallende Pyrolysekoks kann im Purpurgerade (pure purple)

470 Quadrantenwaage

Quantitative Analyse

(quadrant paper scale , paper scale)

(quantitative

Die Quadrantenwaage, auch Quadrant-Papierwaage genannt, ist eine Spezialwaage zur Bestimmung der —• flächenbezogenen Masse von Papier, bei der mithilfe eines Winkelhebels und einer feststehenden Maßeinteilung, die sich auf einem Kreisbogen befindet, die Masse einer Papierprobe gemessen wird. Für eine Papierprobe, die mittels Schablone so vorbereitet wurde, dass die Prüffläche z.B. 100 cm2 beträgt, kann auf einer weiteren Skala unmittelbar die flächenbezogene Masse in [g/m2] abgelesen werden (DIN ISO 536). Die Quadrantenwaage dient der schnellen Kontrolle z.B. in der Nähe einer Papiermaschine, kann aber die genaue Messung der flächenbezogenen Masse von Papierproben im klimatisierten Labor nicht ersetzen (—• Klimatisierung). NE

Unter einer quantitativen Analyse versteht man die Untersuchung eines Stoffs oder eines Stoffgemisches auf seine Inhaltsstoffe bzw. chemischen Komponenten mit Angabe ihrer Massenanteile bzw. Massenkonzentrationen. Für die Durchführung ist meist eine Kombination verschiedener Methoden notwendig. Zu diesem Zwecke werden oftmals die gleichen Methoden wie bei der —•qualitativen Analyse eingesetzt. Der Bedarf an Probenmenge ist meist ein höherer. EI

Qualitative Analyse (qualitative

analysis)

Unter einer qualitativen Analyse versteht man die Untersuchung eines Stoffs oder Stoffgemisches auf seine Inhaltsstoffe bzw. chemischen Komponenten ohne Angaben hinsichtlich deren Mengen bzw. Massenanteile. Anwendung finden solche Prüfungen z.B. bei der Untersuchung von Ablagerungen auf Oberflächen von Papiermaschinenelementen, wenn die Zusammensetzung bzw. Herkunft dieser Ablagerungen nachzuweisen ist. Als Methoden werden chemische, mikrochemische, Infrarot- oder Röntgenfluoreszenzanalysen - oft nach vorhergehenden aufwendigen Aufschlussverfahren - eingesetzt. Ein anderes Beispiel bezieht sich auf die mikroskopische Analyse (—•Fasermikroskopie) von Faserstoffen oder von Papier, sofern es nur um die Identifizierung der Faserstoffart(en) geht, aus denen z.B. ein Papier zusammengesetzt ist. Sollen jedoch darüber hinaus die Massenanteile von Faserstoffen eines Faserstoffgemisches (im Papier) bestimmt werden, dann handelt es sich um eine —• quantitative Analyse. EI

analysis)

Quarz (quartz)

Quarz ist das am häufigsten auf der Erde vorkommende, gesteinsbildende Mineral mit der chemischen Zusammensetzung Si0 2 (Siliciumdioxid, wasserfreie Kieselsäure), das in verschiedenen Kristallausbildungen existiert und durch Fremdstoffe gefärbt sein kann. Quarz kann in sehr großen, manchmal zentnerschweren Kristallen auftreten. Die Kristalle sind doppelbrechend und weisen die Eigenschaft der Piezoelektrizität auf. Quarz wird in der Technik sehr vielseitig verwendet. Als —• Quarzsand bildet er einen Rohstoff für die Glasindustrie. Quarzkristalle dienen wegen ihrer optischen und elektrischen Eigenschaften als Bauelemente in Optik, Elektro- und Nachrichtentechnik. Viele Quarzsorten finden auch als Schmucksteine Verwendung (z.B. Bergkristall, Amethyst, Rosenquarz, Opal). Als unerwünschte Verunreinigung in natürlich vorkommenden und abgebauten —• Füllstoffen und —• Pigmenten trägt Quarz erheblich zur Abrasion an Sieben und Entwässerungselementen (z.B. —•Nasssauger) innerhalb der Papiermaschine bei, sofern er bei der Aufbereitung dieser weißen Mineralien nicht weitestgehend entfernt wurde. Bereits geringe Anteile von Quarz führen zu starkem Verschleiß an den —• Riffelwalzen von Wellpappenanlagen (—• Wellpappe). PU

471 Quarzsand (quartz sand)

Sand besteht aus losen Mineralkörnern von 2 μιη bis 2 mm Durchmesser, die durch Verwitterung entstanden sind. Sand wird in die Korngrößenklassen Mehlsand (Schluff von 2 μιη bis 0,02 mm), Feinsand (Silt von 0,02 bis 0,2 mm), Mittelsand (von 0,2 bis 0,6 mm) und Grobsand (Grit von 0,6 bis 2,0 mm) unterteilt. Am verbreitetsten ist Quarzsand, der überwiegend aus gerundeten Quarzkörnern (—• Quarz) besteht, die durch Beimengungen verschiedene Färbungen annehmen können. Je nach Transportmittel unterscheidet man Fluss-, Schwemm- und Seesand (Wassertransport) sowie Flug-, Dünen- und Wüstensand (Windtransport). Als fluvioglazial bezeichnet man Sande, die durch abfließende Schmelzwässer von Gletschern abgesetzt werden. Sand findet vielfältige technische Verwendung in der Industrie und im Bauwesen. Als synthetischen Sand (Formsand) bezeichnet man mit Bindemitteln vermischte Quarzkörner. Er besitzt hohe Gasdurchlässigkeit, hohe Feuerfestigkeit und Formbeständigkeit und wird in der Hüttenindustrie für Gussformen eingesetzt. PU

Quecksilber (mercury)

Quecksilber (chemisches Symbol Hg vom lateinischen hydrargyrum) ist ein silberglänzendes, bei Raumtemperatur flüssiges Schwermetall (Schmelzpunkt: -38,89° C, Siedepunkt: 357,3° C). In der Umwelt kommt Quecksilber sowohl elementar als auch in Form anorganischer und organischer Verbindungen vor. Das wichtigste Quecksilbererz ist der Zinnober (Quecksilber(II)-sulfid, HgS), aus dem durch Rösten bei 350 bis 400° C und Kondensation der Dämpfe Quecksilber gewonnen wird. Elementares Quecksilber wird industriell zur Herstellung von Leuchtstoffröhren, Gleichrichtern, Schaltern, Batterien, Katalysatoren und Thermometern verwendet. Eine besondere Bedeutung hat es als Kathoden-

material für die Chloralkali-Elektrolyse (Amalgam-Verfahren). Von den Legierungen des Quecksilbers mit anderen Metallen (Amalgame) hat Silberamalgam in der Zahnmedizin als Zahnfüllung eine besondere Bedeutung. Die leichte Legierbarkeit von Quecksilber wird auch bei der Gewinnung von Gold genutzt. Quecksilber wird hauptsächlich bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe und bei hüttentechnischen Brenn-, Röst- und Schmelzvorgängen von Erzen in die Umwelt emittiert. Auch bei der —• Abfallverbrennung sowie bei der —> Zement- und Glasherstellung treten Quecksilberemissionen auf. Quecksilberemissionen werden bei gewerblichen und industriellen Anlagen durch verschiedene Anforderungen (—• Technische Anleitung Luft, 17. BImSchV (-»BundesImmissionsschutzgesetz), —• MAK-Werte) begrenzt. Natürliche Quecksilber-Einträge in die Atmosphäre ergeben sich aus dem Vulkanismus, der Verwitterung von Gesteinen und durch Verdampfung aus dem Boden sowie aus Oberflächengewässern. HA

Quecksilberverbindungen (mercury compounds)

Neben metallischem Quecksilber kommen in der Umwelt sowohl organische als auch anorganische Quecksilberverbindungen vor. Organische Quecksilberverbindungen, wie Monomethyl- und Dimethylquecksilber, wirken um den Faktor 10 bis 100 stärker toxisch als anorganische Verbindungen (z.B. Quecksilber(II)-chlorid). Anorganische Quecksilberverbindungen können durch —> Mikroorganismen zu Methylquecksilberverbindungen umgesetzt werden (Biomethylierung). So kann z.B. in Gewässersedimenten abgelagertes Quecksilber durch Biomethylierung in Monomethylquecksilber transformiert werden, das wiederum eine hohe Mobilität in der Atmosphäre und eine ausgeprägte Bio- und Geoakkumulationstendenz besitzt. Organische Quecksilberverbindungen wurden und werden z.T. noch heute als —• Fungizide zum Beizen von Saatgut verwendet (in Deutschland seit 1981 verboten) oder als

472 chen. Die Quellungsgeschwindigkeit, als Massezunahme je Zeiteinheit, nimmt mit zunehmender Quellungsdauer ab und wird hauptsächlich durch die Diffusion des Lösungsmittels (z.B. Wasser bei pflanzlichen Faserstoffen) in die quellende Substanz bestimmt. Begünstigt wird die Quellung vor allem durch tiefe Temperaturen und höhere pHWerte. Für Einzelfasern und damit in weiterer Folge für das Papier ist es wichtig zu beachQuellung ten, dass die Quellung vorwiegend in der (swelling) Durch Quellung nimmt ein quellfähiges Ma- —• Querrichtung geschieht, während in der terial (z.B. Fasern, Papier) infolge Aufnahme —•Längsrichtung eine wesentlich geringere von Flüssigkeiten (z.B. Wasser) oder Dampf Quellung stattfindet. Die Quellung von Fa(z.B. Wasserdampf) an Volumen zu, was sern während der —• Stoffaufbereitung ist eigleichzeitig zu Veränderungen mechanischer ne wesentliche Voraussetzung für die Eigenschaften, wie —• Elastizität oder Festig- —•Mahlung, um infolge des sich aufbauenkeit, führt. den Quelldrucks ein „Zermahlen" der FaserGeht am Ende der Quellung das adsorbie- struktur zu vermeiden. rende Medium in Lösung, so wird von einer Im Papier ist hingegen die Quellung der Faunbegrenzten Quellung gesprochen (z.B. sern des Fasernetzwerks unerwünscht, da auf —• Stärke). Hingegen liegt eine begrenzte diese Weise die —• Dimensionsstabilität beQuellung vor, wenn ein bestimmtes Quel- einträchtigt wird. Quellung bzw. ungenügenlungsmaximum nicht überschritten wird. Bei- de Dimensionsstabilität beeinflusst die Paspiele hierfür sind —• Fasern, wobei zwischen pierqualität in nachhaltiger Weise. EI der wichtigen interkristallinen Quellung, die zwischen den kristallinen Bereichen stattfindet, und der eher vernachlässigbaren intra- Querformat kristallinen Quellung innerhalb der kristalli(landscape size, oblong format) nen Bereiche, also dort, wo die Moleküle in Querformat ist eine Bezeichnung für das Kristallgittern angeordnet sind, differenziert —• Format von Bogen, Blättern, —• Browird. schüren, Büchern und anderen DruckerzeugDaraus ist zu erkennen, dass die für die Pa- nissen, bei denen im Allgemeinen die Schrift piererzeugung wichtigen Quellprozesse vor- parallel zu deren längeren Bedruckstoffkanwiegend in den amorphen Bereichen ten verlaufen. Je nach dem Verhältnis zwi(—• Hemicellulosen), in denen die molekula- schen der Breite und der Höhe eines Druckren Bestandteile regellos angeordnet sind, erzeugnisses werden die Formatbegriffe stattfinden. —• Lignin besitzt zwar auch einen —• Hochformat, Querformat, —• Schmalforamorphen Charakter, doch ist es unbehandelt mat und —• quadratisches Format verwendet hydrophob und wird erst durch Sulfonierung (Abb.). zumindest teilweise hydrophil gemacht. Beim Querformat müssen die horizontalen Als Maß für den Quellzustand von Faser- Papierkanten ca. 20 mm größer sein als die stoffen wird der WRV-Wert (—• Wasserrück- vertikalen Kanten. Die Angabe des Formats haltevermögen) herangezogen, der mittels ist wichtig für die Wahl der —• Laufrichtung einer Zentrifugierung bei z.B. 3 OOOfacher des Papiers. Bei Büchern sollte die LaufrichErdbeschleunigung ermittelt wird. tung des Papiers parallel zum Buchrücken Der im Inneren von Fasern bei der Quel- sein, da z.B. bei der Klebebindung die lung entstehende Druck wird als Quelldruck —• Feuchtigkeit des —• Leims eine Dehnung bezeichnet und kann bis zu 102 MPa errei- der verklebten Papierkanten hervorruft, so

—•Biozid eingesetzt. Die Verwendung als Biozid oder als biozide Komponente in Anstrichmitteln ist in Deutschland seit 1988 verboten. In der deutschen Papierindustrie werden bereits seit Anfang der 60er Jahre keine Quecksilberverbindungen als —• Schleimverhinderungsmittel mehr eingesetzt. HA

473 dass der Buchrücken wellig wird und sich nur schlecht aufblättern lässt. Bei Büchern in Querformat sollte also die Laufrichtung des Papiers parallel zu den vertikalen, kürzeren Papierkanten liegen. Für Bücher, Broschüren und Zeitschriften wird das Format wie folgt angegeben: zuerst die Breite in [mm], dann die Höhe in [mm]; z.B. A4 Querformat: 297 mm χ 210 mm. Die zusätzliche Bezeichnung Quer- oder Hochformat ist dadurch überflüssig.

sich mithilfe von Experimenten ermitteln lässt. Definiert ist die Querkontraktionszahl als Quotient der Querkontraktion und der —> Dehnung in Richtung der wirkenden Zugkraft.

un ver form ter Körper

Querkontraktion eines Körpers, verursacht durch eine Zugkraft

Querformat

Quadratisches Format

Formatbezeichnungen für Druckerzeugnisse

NE

Querkontraktion (lateral contraction) Wird ein Material mit einer Zugkraft in einer Richtung (monoaxial) belastet, fuhrt diese Zugkraft nicht nur zu einer Dimensionsänderung in der Beanspruchungsrichtung, sondern auch zu einer Dimensionsänderung quer zur Beanspruchungsrichtung. Dieser Vorgang wird Querkontraktion genannt (Abb.). Die Querkontraktion eines Materials kann durch die Querkontraktionszahl (—> PoissonZahl) quantifiziert werden. Dabei handelt es sich um eine dimensionslose Kenngröße, die

Abgesehen von —» Laborblättern, ist Papier ein orthotropes Material (—• Orthotropie). Daher existieren für Papier 3 verschiedene Querkontraktionszahlen. Die Querkontraktionszahlen für eine Zugbeanspruchung in —> Längsrichtung, fur eine Zugbeanspruchung in —> Querrichtung und die Zugbeanspruchung in Dickenrichtung (—» z-Richtung) unterscheiden sich. Die letztere ist jedoch nicht messbar. Im Zugversuch nimmt die Querkontraktion proportional zur Längsdehnung zu, so dass die Querkontraktionszahl als Quotient der beiden Größen konstant bleibt und somit einen Materialkennwert für die jeweilige Zugrichtung darstellt. Die Querkontraktion hat neben der wissenschaftlichen Relevanz, z.B. bei der Entwicklung mathematischer Modelle zur Simulation des Materialverhaltens von Papier, auch eine Bedeutung für die —> Dimensionsstabilität von Papier, das unter Zugbelastung steht. WS

Quermesser für Querschneider (cut-off knife for sheet cutter) Quermesser für —• Querschneider besitzen eine Form ähnlich wie Flachstahl. Sie werden entweder aus gehärtetem Werkzeugstahl oder mit Hartmetall-Inlets versehenem ungehärtetem Stahl gefertigt. Sie sind mit hochfein ge-

474 schliffenen Schnittkanten versehen. Die Quermesser werden entweder an den Messertrommeln der —> Gleichlauf-Quermesserpartien oder den Messerbalken und »trommeln von —•konventionellen Quermesserpartien angeschraubt oder in entsprechende Aufnahmen geklemmt. Nach dem Einbau der Messer werden die Schnittkanten der oberen und unteren Quermesser so zueinander eingestellt, dass sie sich während des Schneidvorgangs quer über die gesamte Arbeitsbreite des Querschneiders mit möglichst geringer, aber gleichmäßiger Vorspannung metallisch berühren. KT

Quermesserpartie für Querschneider (cut-off station for sheet cutter) In der Quermesserpartie eines —• Querschneiders werden die durchlaufenden Papier- oder Kartonbahnen in die gewünschten Formatlängen geschnitten. Man unterscheidet bei den Quermesserpartien 3 verschiedene Systeme: • • •

—> Konventionelle Quermesserpartie —• Halb-Gleichlauf-Quermesserpartie —• Gleichlauf-Quermesserpartie. KT

Querprofil (cross direction profile , CD profile) Trägt man physikalische Eigenschaften, die kontinuierlich oder in diskreten Abständen quer zur —• Laufrichtung, also in —• Querrichtung, der Papierbahn bestimmt werden, über der Bahnbreite zwischen —• Führer- und —> Triebseite auf, so ergibt sich ein Querprofil dieser Eigenschaften (z.B. —• flächenbezogene Masse). In der Papiermaschine werden flächenbezogene Masse, —•Feuchtegehalt (->Feuchteprofil), —• Dicke (—• Dickenprofil) und —•Aschegehalt on-line gemessen und geregelt, um die Runnability bei der Papierherstellung, Veredelung ( - » Streichen, —• Satinage) und Verarbeitung zu gewährleisten sowie Reklamationen der Kunden zu vermeiden. On-line Messungen finden auch in der —• Streichmaschine statt. An Kalandern

(—• Superkalander) erfasst man z.T. den Glanz on-line. Zur Regelung der flächenbezogenen Masse dienen Stellglieder (Spindeln) an der Blende des —• Stoffauflaufs, die die Dicke des austretenden Suspensionsstrahls lokal verändern. Bei modernen Stoffaufläufen ist eine gezielte örtliche Verdünnung der Suspension möglich, so dass sowohl positive als auch negative Bahngewichtsabweichungen ausgeglichen werden können. Die Dickeregelung erfolgt hauptsächlich im —• Glättwerk oder —• Softkalander. Feuchtequerprofile werden durch Eingriffe in —• Sieb-, —• Pressen- oder —• Trockenpartie ausgeglichen. Gleichmäßige Feuchtequerprofile sind durch —• Übertrocknen und anschließende lokale Nachbefeuchtung der Papierbahn erzielbar. Zum Troubleshooting oder zur Qualitätskontrolle lassen sich die genannten Eigenschaften auch off-line mit automatischen Labor-Profilmessgeräten erfassen. Darüber hinaus sind z.B. —• Glanz, —• Rauheit (Bendtsen, Parker-Print Surf), —• Luftdurchlässigkeit, —• optische Eigenschaften (—• Opazität, —•Weißgrad, —• Farbmaßzahlen), —•Bruchkraft, —• Berstfestigkeit, —•Durchreißwiderstand, —• Formation und —• Faserorientierung vollautomatisch messbar. Neben der grafischen Darstellung der Querprofile sind die Toleranzgrenzen, minimaler und maximaler Messwert (Spannweite), —• Standardabweichung und der 2Sigma-Wert (doppelte Standardabweichung) anzugeben sowie die Abweichungen vom Sollwert. Tiefergehende Analysen geben in Anlehnung an D I N 4760 ff z.B. Profiltraganteil oder Profil-Spitzenabstand an (Abb.). Abweichung von der Profll-Sollvorgabe

Bahnposition, cm

Querprofil-Kennzahlen

475 Mittels Fourieranalyse kann zwischen langwelligen, Stellgliedbreiten-abhängigen und kurzwelligen Fehlern unterschieden werden. Nur die langwelligen Querprofilfehler, die 2,6 mal breiter als die Stellgliedbreite (Spindelabstand) sind, können von Querprofilregelsystemen überhaupt eliminiert werden. Über die Fourieranalyse lassen sich ferner regelmäßige Querprofilfehler aufdecken. Die Güte der —> Blattbildung lässt sich mittels Querprofile der flächenbezogenen Masse nach Umbau von Stoffauflauf oder —• Siebpartie durch eine —> Varianzanalyse überprüfen. PR

Querprofilregelung für das Strichgewicht (crosswise metering of coating) Für —• Dosierstationen mit —> Rakel aus Bandstahl gibt es eine Querprofilregelung, mit der die Rakel in kurzen Abständen feinfühlig an die durchlaufende Papier- oder Kartonbahn angestellt werden kann. Dadurch kann der Stellbereich des Strichgewichts (—• Auftragsgewicht) erweitert werden. Auch kann auf Profilfehler aus vorgeschalteten Produktionsschritten besser Einfluss genommen werden. Weitere Vorteile sind kürzere Einlaufzeiten für die Rakel, längere Rakelstandzeiten und ein geringerer Bedienungsaufwand. KT

Querrichtung (cross direction, CD) Als Querrichtung wird die Richtung quer zur —• Laufrichtung der Papierbahn auf der Papiermaschine bezeichnet. Bedingt durch den Blattbildungmechanismus auf der Papiermaschine kommt es zu einer bevorzugten Ausrichtung der Fasern in Laufrichtung der Papiermaschine bzw. der gebildeten Papierbahn (—•Faserorientierung). Industriepapier weist daher ein orthotropes Materialverhalten (—• Orthotropie) auf und besitzt 3 senkrecht aufeinander stehende Material-Symmetrieachsen. Es handelt sich dabei um die —• Längsrichtung (in Laufrichtung der Papiermaschine), die —• Querrichtung (senkrecht zur Laufrichtung der Papiermaschine)

und die Dickenrichtung (—• z-Richtung). Um eine aussagekräftige Materialbeschreibung zu erzielen, müssen aus diesem Grund bei der physikalischen —• Papierprüfung zahlreiche Papiereigenschaften sowohl in Längs- als auch in Querrichtung des Papiers gemessen werden. WS

Querschneiden (sheet cutting , cross cutting) Als Querschneiden wird eine Form der Papier- oder Kartonausrüstung bezeichnet, bei der Papier- oder Kartonbahnen in bestimmte Formatlängen geschnitten werden. Dies kann auf unterschiedlichen Querschneidern mit unterschiedlichen —• Quermesserpartien durchgeführt werden. KT

Querschneider (sheet cutter) Ein Querschneider ist eine Maschine, die Papier- oder Kartonbahnen längs und quer in Formate schneidet. In Abb. 1 ist ein typisches Beispiel eines Querschneiders mit einem —• Ableger dargestellt. Nach der hier nicht abgebildeten Abrollung (—> Abrolleinrichtung für Querschneider) durchläuft die Papier- oder Kartonbahn als erstes die —> Längsschneideinrichtung, dann die —• Vorziehpartie und anschließend die —• Quermesserpartie. Die jetzt fertig geschnittenen Formatbogen werden auf schnell laufenden Bändern abgelegt und passieren die —• Schleusenpartie, auch Sortierschleuse genannt, um dann überlappt auf der —> Überlappungspartie abgelegt zu werden. Es folgt die —• Überfuhrungspartie, von der die Bogen in den Ableger transportiert werden. Der Ableger ist üblicherweise mit einer Palettenbeschickung, einer Stapelwechseleinrichtung und einem Stapelabtransport ausgestattet. Es werden auch Querschneider mit 2 Ablegern (Abb. 2) mit einer Wechselschleuse (—> Sortierschleuse) geliefert, z.B. in einem —> Duplex-Querschneider mit 2 unterschiedlich langen Formaten. Querschneider werden unterschieden in

476 • Kleinformat-Querschneider • Registerschnitt-Querschneider • Wasserzeichen-Querschneider.

—• Simplex-Querschneider (mit 1 Quermesserpartie) —> Duplex-Querschneider (mit 2 Quermesserpartien).

KT

Abb.l: Beispiel eines Querschneiders mit einem Ableger (Quelle: Jagenberg)

Abb. 2: Querschneider mit 2 Ablegern (Quelle: Jagenberg)

Die Quermesserpartien können eine —»konventionelle, eine —> Halb-Gleichlaufoder eine —• Gleichlauf-Quermesserpartie sein. Je nach Anwendungsgebiet handelt es sich bei den Querschneidern um

Querschneider für Diagonalschnitt (diagonal sheet cutter) Querschneider für Diagonalschnitt werden zum Schneiden von parallelogrammformigen Bogen eingesetzt. Diese nicht rechtwinkligen Bogen werden z.B. für die BriefumschlagProduktion verwendet.

477 Die —• konventionelle Quermesserpartie der für Diagonalschnitt eingerichteten —> Querschneider ist ca. 1,4 mal breiter als die maximal verarbeitbare Materialbreite der Papierbahn. Sie kann deshalb um bis zu 45° schräg zur Papierbahn verschränkt werden. Diese Spezial-Querschneider sind nicht mit einer —• Überlappungspartie fur Querschneider ausgestattet. Die geschnittenen Bogen bzw. Bogenpakete bei mit —> Mehrfachabrollungen ausgestatteten Querschneidern werden mit einer kurzen Bänderpartie in den -»Ableger transportiert und dort gestapelt. Diese Art Querschneider bildet eine Ausnahme, da —• Briefumschläge heutzutage üblicherweise kontinuierlich aus Papierrollen und nicht mehr diskontinuierlich aus Bogenmaterial hergestellt werden. KT

Querschrumpfung (CD shrinkage) Bei Trockengehalten der Papierbahn über etwa 55 % kommt es in der —> Trockenpartie von Papiermaschinen zu messbaren Papierschrumpfungen. Den —• Schrumpfungen in —> Laufrichtung der Papierbahn wirken —•Zugspannungen entgegen, um Bahnflattern beim Transport der Papierbahn durch die Trockenpartie und eine wellige Papieroberfläche (—• Cockling) zu verringern sowie ein Ablösen der an Walzen und Zylinderoberflächen anhaftenden Papierbahn zu ermöglichen. Daraus resultieren zwischen Einlauf, Querschrumpfung, % zweireihige Trockenpartie • einreihige Trockenpartie

0

2

Querschrumpfung von Papier

Trockenpartie und Bahnaufrollung (—• Poperoller) Papierlängsdehnungen von etwa 5 %, wovon auf Kosten von —• Bruchdehnung und —> Berstfestigkeit die —> breitenbezogene Bruchkraft (—• Reißlänge), die —> Dimensionsstabilität und —> die Biegesteifigkeit in Längsrichtung des Papiers profitieren. Schrumpfungen in —• Querrichtung der Papierbahn werden entscheidend durch Faserart, Mahlungszustand der Fasern und —•Füllstoffgehalt bestimmt. Es ist mit Querschrumpfungen unter 2 % für angemahlene und über 10 % fur hoch ausgemahlene —> Zellstoffe zu rechnen, so dass die Papierbahn am Ende der Papiermaschine um 2 bis 10 % schmaler ist, bezogen auf ihre Breite beim Einlauf in die Trockenpartie. Die größten Schrumpfungen treten am Bahnrand auf, während sie in der Bahnmitte am geringsten ausfallen. Der U-förmige Verlauf der Querschrumpfung über der —> Bahnbreite (Abb.) prägt damit auch das Niveau mechanischer Papiereigenschaften. Daher sind gemäß folgender Tabelle in Querrichtung Bruchdehnung, —• Arbeitsaufnahmevermögen, Berstfestigkeit, —• breitenbezogenes Bruchkraftverhältnis längs/quer und —• Rollneigung am Papierbahnrand höher als in der Bahnmitte, während breitenbezogene Bruchkraft und —> Elastizitätsmodul eine umgekehrte Tendenz zeigen. Die erhöhte Schrumpfung an den Bahnrändern führt dort weiterhin zu einem Anstieg von —• Dicke und —• flächenbezogener Masse, die über eine Profilkorrektur am —> Stoffauflauf der Papiermaschine mithilfe von Spindeln ausgeglichen werden muss. Ebenfalls als Folge der Querschrumpfung können in Maschinenrichtung Längsfalten (—» Falten) auftreten. Die Größe der Querschrumpfung ist in beschränktem Umfang in den papierberührten Bereichen der —• Trockenzylinder mithilfe der —• Trockensieb 6 (-filz)spannung in konvenBahnbreite, m tionellen zweireihigen Tro-

478 ckenpartien beeinflussbar. Durch Verkürzung der freien Züge in —• einreihigen Trockenpartien mit Saugumlenkwalzen ist eine aktivere Schrumpfungsbehinderung erreichbar. Trotz niedriger Gesamtschrumpfung erfahren in den Randbereichen auf einreihigen Trockenpartien produzierte Papiere teilweise höhere Querschrumpfungen als Papiere, die auf zweireihig angeordneten Zylindern getrocknet werden (Abb.).

Papierbahnrand

Papiereigenschaften

Papierbahnmitte




Breitenbezogene Bruchkraft in CD

<


Elastizitätsmodul In CD

< < <
flächenbezogenen Masse zentrale Bedeutung haben. Dadurch wird eine Zuordnung der am Ende der Papiermaschine gemessenen Profilwerte zu den Spindeln am Stoffauflauf möglich, mit deren Hilfe die Querprofileinstellung erfolgt. PR

Quetschfalte (crease, wrinkle) Eine Quetschfalte ist eine qualitätsmindernde Falte, die bei der Verarbeitung von Papier entstehen kann. Beim Drucken kann eine Faltenbildung bei randwelligen oder verspannten Papieren auftreten. Die —> Planlage lässt sich durch Aushängen oder —> Strecken des Papiers verbessern. Eine Stauchung des Bogens an der Anlagekante aufgrund eines fehlerhaft eingestellten —> Bogenanlegers in —> Bogendruckmaschinen kann ebenfalls Ursache von Falten sein. Eine fehlerhafte Greifereinstellung (—• Greifer), eine falsche —> Druckabwicklung und eine mangelnde Bahnfuhrung sind weitere Ursachen der Faltenbildung in der —> Druckmaschine. Bei der Druckweiterverarbeitung treten Quetschfalten besonders im —> Falzapparat auf. Hier fuhrt eine zu niedrige —> Bahnspannung dazu, dass die Papierstränge nicht mit ausreichendem „ G r i f f über die Transportwalzen laufen, was zum —> Abschmieren und zur Faltenbildung fuhren kann. Darüber hinaus müssen die Zugwalzen genau rund sein, die gleichen Durchmesser haben und parallel angeordnet sein, damit die Papierstränge gleichmäßig gezogen werden und somit eine Quetschfaltenbildung vermieden wird. NE

ΒΜΕ MATERIALWIRTSCHAFT,

M

EINKAUF UND LOGISTIK e. V.

Ronald Bogaschewsky/Uwe

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Kracke

Internet-Intranet-Extranet Strategische Waffen für die Beschaffung Grundlagen und Nutzungsmöglichkeiten in der Praxis BME-Expertenreihe Band 3 1999, 235 Seiten, 78,- DM, ISBN 3-88640-082-4 Was sich in den vergangenen Jahren als Zukunftsmusik angehört hat, ist heute in vielen Unternehmen bereits Realität. Das Internet scheint Wege zu eröffnen, die bisher aus technischen oder wirtschaftlichen Gründen verschlossen blieben. Aufbauend auf der Internet-Technologie werden sich die Abläufe auch innerhalb einer Unternehmung ändern. Intranets und Extranets gehören bereits in vielen Unternehmen zur Plattform, auf der sich die einzelnen Mitarbeiter bzw. Abteilungen austauschen, vielfach stehen Konzepte zur Umsetzung an. Aufgrund der ungeheuren Dynamik und extrem schnellen Erweiterung des World Wide Web (WWW) sind die Internet-Technologien kaum noch zu bremsen. Die Beschaffung mit ihren Aufgabenbereichen Einkauf, Materialwirtschaft und Logistik ist von diesen Entwicklungen — neben den Bereichen Marketing und Vertrieb — am stärksten betroffen und kann für das Unternehmen hohe Einsparpotentiale erschließen. Das vorliegende Buch zeigt die Vielfalt unterschiedlicher Nutzungsmöglichkeiten der InternetTechnologie im Beschaffungsbereich und der damit verbundenen Möglichkeit zur Realisierung strategischer Wettbewerbsvorteile auf. Dabei werden einführend die grundlegenden Technologien erörtert, um die in der Praxis nach wie vor vorhandenen Mißverständnisse ausräumen zu helfen. Die zahlreichen Anwendungsbeispiele aus der Praxis sollen den Lesern einen Eindruck über Nutzungsmöglichkeiten dieser Technologie geben. Stichworte wie HTML oder XML, Electronic Commerce oder Electronic Data Interchange werden erklärt und ihre Bedeutung für die Abteilung Einkauf herausgestellt. Darüber hinaus werden direkte Hinweise auf wichtige Seiten im WWW an die Hand gegeben, die für den Bereich Einkauf und Beschaffung bedeutsam sind. Nicht verschwiegen werden von den Autoren die Problemgebiete des betrieblichen Einsatzes der Internet-Technologien. Sie geben gleichzeitig Lösungsansätze weiter sowie einen Einblick in die rechtlichen Grundlagen. Das vorliegende Buch ist Band 3 der Schriftenreihe im Deutschen Betriebswirte-Verlag, BMEExpertenreihe, die unter der fachlichen Leitung des Bundesverbandes, Einkauf und Logistik e.V. (BME) aktuelle Themen aufgreift, wissenschaftlich untersucht und für den Praktiker aufbereitet. Band 1 "Der Euro - Chancen und Konsequenzen für Materialwirtschaft, Einkauf und Logistik" von Robert Fieten sowie Band 2 "Outsourcing von Beschaffungsprozessen" von Hermann Schneider sind bereits erschienen.

Deutscher Betriebswirte Verlag GmbH Bleichstraße 20-22 · D - 76593 Gernsbach Tel. 07224/9397-34 · Fax 07224/9397-80

Papier-Lexikon Herausgeber: Prof. Dr. Dr. Lothar Göttsching Dr. Casimir Katz

Band 1 A-F Band 2 G-Q

Band 3 R-Z

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Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme Papier-Lexikon / Hrsg.: Lothar Göttsching ; Casimir Katz. Gernsbach : Dt. Betriebswirte-Verl. ISBN 3-88640-080-8 Bd. 1. A - F . - 1999 Bd. 2. G - Q. - 1999 Bd. 3. R - Z. - 1999

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Band 1 Vorwort Prof. Dr. Lothar Göttsching Vorwort Dr. Casimir Katz Fachbegriffe A - F

Band 2 Fachbegriffe G - Q

Band 3 Fachbegriffe R - Ζ Anhang Literaturhinweise Neue Europäische Altpapiersortenliste Abkürzungsverzeichnis Autorenverzeichnis

8

432 437 442 445

8 Radlader (wheeler loader) Radlader gehören zu den Baumaschinen, die beim Schüttgutumschlag zum Lösen, Laden und über kurze Entfernungen zum Transportieren eingesetzt werden. Sie nehmen das Material während einer vorwärts gerichteten Fahrbewegung mit der an der Frontseite angeordneten Schaufel auf und geben es nach Rückwärtsfahrt, Richtungsänderung und Vorwärtsfahrt am Entladepunkt (Lkw, Halde, Silo) ebenfalls nach vorn ab. Radlader zeichnen sich durch Radfahrwerke mit grobstolligen Reifen und eine Achsschenkellenkung der Hinterachse, die zum Ausgleich von Geländeunebenheiten pendelnd am Rahmen befestigt ist, aus. Im Allgemeinen sind Radlader mit Schaufeln ausgestattet. Jedoch werden sie auch, insbesondere kleinere Radlader, mit vielfältigen Arbeitsausrüstungen und Anbaugeräten angeboten (z.B. Schneepflug, Hubstapler, Tieflöffelbagger). In der Zellstoff- und Papierindustrie werden Schaufelradlader beim Fördern und Laden von losem —• Altpapier, —• Hackschnitzeln und —• Rinde sowie Radlader mit Rundholzzange zum Entladen bzw. Beschicken von Lkw oder Waggons bzw. —» Entrindungsanlagen mit —• Rundholz eingesetzt. VO

Rakel (in der Drucktechnik) (blade (in printing technology)) Die Rakel ist ein Werkzeug zur Dosierung der Farbschichtdicke entweder auf der Konventionelle Rakel

Verschleißbereich Die Kontaktfläche zwischen Rakel und Druckformzylinder vergrößert sich, was zu einer Tonwertveränderung im Druckerzeugnis fuhrt.

—» Druckform (—> Tiefdruck, —• Siebdruck) oder auf dem Rasterzylinder (—• Flexodruck, —• Anilox-Offsetdruck). Im Tief- und Flexodruck werden sowohl konventionelle als auch Dünnschliffrakel (MDC-Rakel) eingesetzt (Abb.). 1) Die Tiefdruckrakel ist eine messerscharfe Klinge aus Spezialstahl mit einer Dicke von ca. 0,10 bis 0,15 mm, die die Aufgabe hat, die überschüssige —• Druckfarbe von der eingefärbten Druckformoberfläche abzustreifen, so dass nur noch die zum Druck benötigte Druckfarbe in den Näpfchen des Druckformzylinders verbleibt. Nach dem Entfernen des Druckfarbenüberschusses sollten die —• Rasterstege farbfrei und die Näpfchen optimal gefüllt sein. Durch ihren Gebrauch unterliegen konventionelle Rakelmesser einem Verschleiß, so dass die Kontaktfläche zwischen Rakel und dem Druckformzylinder umso größer wird, je mehr das Rakelmesser abgenutzt wird. Dies führt zu einer Veränderung des —• Tonwerts. Konventionelle Rakel müssen daher öfter geschliffen werden. Bei der Dünnschliffrakel (Einwegrakel) ist der Rakelbereich des Messers nicht unter einem bestimmten Winkel, sondern in Lamellenform geschliffen. Durch ihre Form hat die Dünnschliffrakel gegenüber der konventionellen Rakel den Vorteil, dass die Kontaktzone über die ganze Lamellenlänge gleichbleibt. Beschädigungen der feingeschliffenen Arbeitskante der Rakel führen oft zu Fehlerscheinungen der Druckbildwiedergabe im Tiefdruck.

Dünnschliffrakel

Verschleißbereich Die Rakelkontaktzone bleibt während der Standzeit konstant, der Tonwert im Druckerzeugnis verändert sich nicht.

Konventionelle und Dünnschliffrakel in der Drucktechnik

2) Beim Flexodruck besteht die Aufgabe der Rakel darin, die eingefärbte Rasterwalze abzurakeln, wobei eine vorgegebene Einspannlänge des Rakelmessers und der Stützrakel einzuhalten ist. Je nach Einstellung des Rakelwinkels (zwischen 25° und 80°) wird mehr oder weniger Druckfarbe von der

9 Rasterwalze auf den Druckformzylinder übertragen. Eine zu flache, mitläufige Einstellung fuhrt zu einem stärkeren Auftrag; mit einer steil eingestellten Rakel wird weniger Farbe übertragen. Bei gegenläufiger Einstellung kann der Winkel nur in einem kleinen Bereich zwischen 30° und 40° variiert werden, was auf den Farbauftrag keinen merklichen Einfluss hat. 3) Die Siebdruckrakel besteht aus einem Rakelblatt und einer Rakelfassung (Rakelgriff). Als Rakelmaterial werden Naturgummi oder Kunststoffe (z.B. Vulkolan, Ulan) mit unterschiedlichen Härten eingesetzt. Je nach Druckerzeugnis werden verschiedene Profile für die Siebdruckrakel empfohlen, wobei ein scharfkantiges Profil und ein steiler Rakelwinkel einen dünnen, ein rundes Profil und ein flacher Rakelwinkel einen dicken Farbauftrag auf den Siebdruck-Schablonenträger ermöglichen. NE

Rakel für Streichverfahren (blade for coaters) Eine Rakel ist ein vorwiegend in —> Auftragswerken mit separater Dosierung von —• Streichaggregaten eingesetztes —• Dosierelement, mit dessen Hilfe das Rakelstreichen durchgeführt wird. 1) Als Rakel werden einerseits Walzen mit unterschiedlicher Oberflächengestaltung und - meist kleineren - Durchmessern verwendet. Sie werden deshalb auch Rollrakel oder Rollschaber genannt. Rollrakel können auch in —> Walzen-Auftragswerken eingesetzt werden. 2) Rakel können andererseits aus Bandstahl, in der Regel 100 mm breit und mit Stärken von 0,3 bis 0,6 mm, mit oder ohne Anschliff, bestehen. Sie werden ebenso wie die Rakelwalzen in —• Auftragswalzen mit separater Dosierung als Dosierelemente eingesetzt. Sie werden auch Rakelmesser, —• Klinge, Glättschaber, Stiff Blade oder starres Schaberblatt, —> Bent Blade und Streichmesser genannt. KT

Rakelmesser (blade for coaters) Synonym für eine —• Rakel für Streichverfahren

Rakelstreichen (blade coating) Beim Rakelstreichen handelt es sich um ein Streichverfahren, bei dem die Egalisierung der —> Streichfarbe auf der Papier- oder Kartonoberfläche mittels einer Rakel erfolgt. Als Rakel kann ein Schaber aus Metall (—> Bladestreichen) oder eine —• Rollrakel eingesetzt werden. Eine Auftragswalze bringt zunächst einen Streichfarbenüberschuss auf das —> Rohpapier auf. Anschließend wird das Papier zur Egalisierung der aufgebrachten Streichfarbe über die Rakel gezogen. Die Neigung zu —> Rakelstreifen beim Bladestreichen kann durch den Einsatz von Rollrakeln vermieden werden. Im Unterschied zum —» Luftmesser- oder —> Luftbürstenstreichen befindet sich das Egalisierelement beim Rakelstreichen im direkten Kontakt mit der Streichfarbe. GZ

Rakelstreifen (blade streaks) Rakelstreifen sind Strichfehler, die sich als streifenförmige Unregelmäßigkeiten des Strichauftrags in —> Laufrichtung der Papierbahn darstellen. Rakelstreifen können u.a. durch das —> Rohpapier verursacht werden, indem sich gröbere anorganische Teilchen aus dem Rohpapier (z.B. Partikel von —• Füllstoffen) am Blade (—> Rakel) festsetzen. Rakelstreifen können auch von Verunreinigungen der —• Streichfarbe oder von Agglomeraten, die sich durch Ausfällungsreaktionen in der Streichfarbe bilden, verursacht werden. Auch rheologische Phänomene können - vor allem bei hohen Streichmaschinengeschwindigkeiten und bei Neigung der Streichfarbe zur —• Dilatanz - zu Rakelstreifen führen. Schließlich sind Rakelfehler (z.B. Beschädigungen des Blades) Ursachen von Rakelstreifen.

10 Es gibt positive und negative Rakelstreifen. Bei positiven Rakelstreifen wird lokal zu viel Streichfarbe aufgetragen. Ursache für positive Rakelstreifen sind beim Bladestreichen vor allem mechanische Beschädigungen des Blades. Ein positiver Rakelstreifen stellt sich in der Durchsicht als dunkler Streifen dar, da örtlich zu viel Streichfarbe aufgetragen wurde. Negative Rakelstreifen sind in der Durchsicht als helle Streifen sichtbar, da hier zu viel Streichfarbe abgerakelt wurde, was zu einer lokal geringeren —> Opazität führt. GZ

Rakeltiefdruck (gravure (printing ), gravure process , rotogravure) Der Rakeltiefdruck ist nach D I N 16528 ein —• Tiefdruckverfahren, bei dem vor dem —• Drucken die —> Druckfarbe von den nichtdruckenden Stellen der —• Druckform durch eine —• Rakel entfernt wird (Abb.). Presseur Zwischenwalze

Bedruckstoff

Druckformzylinder Rakel

Farbauftrags^ walzen Farbwanne Rakeltiefdruck

Die Erzeugung der druckenden und nichtdruckenden Elemente des —• Druckbilds in der Oberfläche des Tiefdruckformzylinders erfolgt entweder durch ätztechnische (—• Tiefdruckätzung) oder durch gravurtech-

nische Verfahren (—•Tiefdruckgravur). Es entstehen Vertiefungen, die (Raster)-Näpfchen, die sich hinsichtlich ihrer Geometrie unterscheiden und in 3 Druckformvarianten eingeteilt werden: • • •

Tiefenvariabel (konventionell) Flächenvariabel (autotypisch) (—• flächenvariabler Tiefdruck) Tiefen- und flächenvariabel (halbautotypisch).

Das Einfärben des Druckformzylinders mit niedrigviskoser —• Tiefdruckfarbe erfolgt durch ein Einfärbesystem, das aus einem Farbbehälter (Farbwanne) und einer Farbpumpe besteht. Die optimale Füllung der Rasternäpfchen wird jedoch nach verschiedenen Methoden realisiert: • • • •

Tauchmethode Spritzmethode Bürstenmethode Farbwalzen.

Bei der am weitesten verbreiteten Farbwalzenmethode wird der Druckformzylinder durch eine mit Stoff (z.B. Frottee) bezogene Walze mit Druckfarbe versorgt. Diese Walze ist parallel zur Achse des Druckformzylinders in der Farbwanne montiert. Nach dem Einfärben der Druckform wird die überschüssige Druckfarbe abgerakelt, so dass nur die zum Druck benötigte Druckfarbe in den Näpfchen verbleibt. Beim Druckvorgang wird die Bedruckstoffbahn von einem Gegendruckzylinder (—> Presseur) mit dem Druckformzylinder in Kontakt gebracht, wobei die Farbübertragung auf den —• Bedruckstoff durch den Kontakt des Farbmeniskus der Druckfarbe in den Rasternäpfchen und der Oberfläche des Bedruckstoffs hervorgerufen wird. Da die Adhäsionskräfte zwischen Bedruckstoffoberfläche und Druckfarbe größer sind als die Kohäsionskräfte innerhalb der Druckfarbe, werden die Rasternäpfchen fast vollständig entleert. Zur Wiedergabe mehrfarbiger Vorlagen (—• Mehrfarbendruck) werden die 3 Grundfarben (—• Cyan, —> Magenta, Gelb) und

11 Schwarz übereinander gedruckt. Bei —• Tiefdruckmaschinen besteht die Minimalkonfiguration aus 5 —»Druckwerken zum Drucken von 4 Druckfarben auf der einen und 1 Druckfarbe (Schwarz) auf der anderen Seite der Papierbahn. Die Standardkonfiguration besteht jedoch aus 8 Druckwerken für das zweiseitige Bedrucken der Bahn mit je 4 Farben. Die im Illustrationtiefdruck (—• Illustrationsdruck) hergestellten Erzeugnisse (Zeitschriften, Magazine, Kataloge und Bildbände) zeichnen sich durch großen Tonwertreichtum (—> Tonwert) und hohe Farbbrillanz aus. Der Verpackungstiefdruck, dessen Anteil am europäischen Verpackungsmarkt 1995 rund 20 % betrug, partizipiert von diesem Image. Aber auch ein stabil geätzter oder gravierter Tiefdruckzylinder als Druckform für große, unveränderte Aufträge, die hohe Druckgeschwindigkeit und konstante —•Druckqualität sind Vorteile der Herstellung von Verpackungen im Rakeltiefdruck. Druckfarben für den Rakeltiefdruck bestehen aus den 4 Hauptbestandteilen —»Farbmittel, Bindesubstrat, —• Lösemittel und Hilfsmittel, wobei die Lösung des Bindesubstrats (auch Bindekörper genannt) im Lösemittel das Bindemittel (—> Bindemittel für Druckfarben) bildet. In Illustrationstiefdruckfarben wird fast ausschließlich —> Toluol als Lösemittel eingesetzt. Nach D I N 16513 darf nur Reintoluol mit einem Benzolgehalt von maximal 0,3 % verwendet werden. Druckfarben für den Verpackungstiefdruck enthalten als wichtigste Lösemittel Ethylalkohol (-»Ethanol, „Sprit") und Ethylacetat. Darüber hinaus haben im Tiefdruck (und auch im —> Flexodruck) „Wasserfarben", exakter wasserverdünnbare Druckfarben, zunehmend an Bedeutung gewonnen, deren Anteil am organischen Lösemittel (meist Alkohole) zwischen 10 bis 20 % liegt. NE

Ramie (china-grass, ramee, ramie) (Boehmeria nivea, Japan.: Mao) Ramie ist die einzige Bastfaser aus der Gattung der Urticaceae-Familie, die kommer-

zielle Bedeutung gewonnen hat. Ramie wird in Asien, Afrika und den USA kultiviert. In China ist sie unter den Namen Chinagras, Rhea oder Rhia bekannt. Ramie wird aus den Stengeln der 1,5 bis 2,5 m hohen Pflanze gewonnen, die einen Durchmesser von 8 bis 16 cm hat und aufrecht ohne Zweige wächst. Dank weniger Cellulose-Begleitstoffe erscheinen die Fasern rein weiß. Die —• Cellulose hat einen sehr hohen Kristallisationsgrad. Die Fasern haben eine ursprüngliche Länge von 60 bis 250 mm bei einer Breite von bis zu 80 μιη. Sie sind wegen ihrer Festigkeit für feste Garne und Gewebe geeignet. Ramie kann auch mit Flachs-, Baumwoll-, Woll- und verschiedenen Chemiefasern gemischt versponnen werden. Für die Papierherstellung ist die Ramiefaser wegen ihrer hohen Reinheit, Festigkeit und leichten Fibrillierbarkeit früher ein wertvoller Faserstoff gewesen, der mit geringem Aufwand an Mahlarbeit lange, dünne —• Fibrillen ergab. Die Papiere aus Ramiefasern hatten eine hohe Festigkeit, Zähigkeit und ein gleichmäßiges Gefüge, so dass vielfach —> Banknotenpapiere daraus hergestellt wurden, z.B. für französische Francs. Heute ist die Ramiefaser wegen zu hoher Kosten kaum mehr im Einsatz. JU

Randspritzer (pissors, trim shower) Randspritzer sind am Ende der —• Siebpartie von Papiermaschinen zwischen oder nach den —• Flachsaugern auf beiden Seiten der nassen Papierbahn angebracht oder bei einem —• Doppelsiebformer bei vergleichbarem Trockengehalt der Papierbahn wie auf einem —> Langsieb piaziert. Randspritzer trennen mittels Wasserstrahl den sog. Randbändel von 5 bis 10 cm Breite je Bahnseite von der Papierbahn, also auf —> Führer- und —• Triebseite, ab. Der Randbändel ist aufgrund hydraulischer Störungen durch Randeinflüsse von —> Stoffauflauf, Formatschilden, Formatbegrenzung und Siebrändern in seiner Blattstruktur im Vergleich zur übrigen Bahn qualitativ beeinträchtigt. Je nach Breitenbeeinflussung wird er deshalb beidseitig

12 verworfen und in die —> Gautschbruchbütte abgeführt. So erzeugt z.B. ein untergewichtiger Bahnrand Abrisse im weiteren Bahnlauf in der Papiermaschine. Auch sorgen die Randspritzer für einen geraden Rand der nassen Papierbahn. Ist dieser Bahnrand franselig, besteht Einriss-/Abrissgefahr auf dem weiteren Weg durch die Papiermaschine bis zum —• Poperoller. Der Wasserstrahl muss gleichmäßig spritzen und scharf sein. Dazu benützt man Düsen mit Glas- oder Hartmetalleinsätzen (etwa 0,5 mm Durchmesser). Spezielle Pumpen mit Filteranlagen zum Abscheiden von Luft und Schmutz sorgen für gleichmäßigen Strahldruck und vermeiden Strahlaussetzer. Die Strahlrichtung zur bewegten Papierbahn auf dem Sieb ist von Bedeutung für einen glatten Rand, der nicht franselig, wulstig oder zu dünn sein darf. Rauhe und dicke Ränder nutzen Walzen und Filze vor allem in der nachfolgenden —• Pressenpartie und in —> Glättwerken oder —• Softkalandern übermäßig ab, so dass sie frühzeitig einlaufen und geschliffen bzw. gewechselt werden müssen. KL

eines —• Pulpers unter Wasserzugabe suspendiert und zusammen mit dem Stoffstrom aus der —• Stoffaufbereitung der Papiermaschine erneut zurückgeführt. Auf diese Weise entstehen keine stofflichen Verluste. Die feuchten Randstreifen fallen dagegen in die unter dem Papiermaschinensieb befindliche —• Gautschbruchbütte und werden nach ihrer Zerfaserung ebenfalls wieder dem Stoffstrom für die Papiermaschine zugeführt. GG

Randstreifenabsauganlage (trimmings removal system) Randstreifen, die in der Papiermaschine, der —» Streichmaschine, im Superkalander, am —• Vorroller, in der —> Rollenschneidmaschine und im —• Querschneider als trockener Randbeschnitt anfallen, sind zu entsorgen, z.B. im Randstreifenpulper (Abb.), in kontinuierlich arbeitenden Ausschusspressen oder in Ausschussboxen. Randstreifen (Bändel) sind nach dem Beschnitt je nach Arbeitsgeschwindigkeit schwer handhabbar und werden deshalb möglichst nahe der Anfallstelle von einem Bändeltrichter eingesaugt und über Rohrleitungen zu einem Luftabscheider geführt (Zyklon). Von dort fällt das Gut in die genannten Einrichtungen. Dazu beschickt z.B. ein Ventilator einen Injektor, der das Ansaugen und Weitertransportieren der Bändel übernimmt. Häufiger saugen aber Ventilatoren die Bändel selbst an, zerhacken sie mit dem Ventilatorflügel zu Schnitzeln und transportieren diese zum Zyklon. KL

Randstreifen (trim, trimmings) Randstreifen fallen sowohl am Ende der —> Siebpartie von Papiermaschinen (als feuchte Randstreifen) als auch beim Längsschneiden von Papierrollen an, wenn die beschnittene Rollenbreite mit einer Genauigkeit im Millimeterbereich reproduzierbar eingestellt werden muss. Dies beKlarwasser zieht sich in erster Linie auf das Längsschneiden in einer —• Rollenschneidmaschine, ausgehend von einer unbeschnittenen, direkt von der Papiermaschine kommenden —• Mutterrolle, die in mehrere kundengerechte Rollen unterteilt wird. geblasene Randstreifen von Rollenschneidmaschinen

Die an beiden Seiten einer Mutterrolle anfallenden Randstreifen von wenigen Zentimeter Breite werden als —> Ausschuss mithilfe Randstreifenpulper

13 Raster (halftone screen , screen) Ein Raster ist ein in druckende und nichtdruckende Bildelemente (—> Rasterpunkte oder -linien) zerlegte Fläche, wobei die Größe und/oder die Anzahl der Bildelemente pro Fläche entsprechend den —• Tonwerten der Vorlage variieren. Raster können nach der Art der Bildelemente in die überwiegend verwendeten Punktraster und in Linienraster eingeteilt werden. Punktraster unterteilen sich nach der Punktform in Kreispunktraster (für Druckkontrollstreifen), Kettenpunktraster zur allgemeinen Anwendung und Quadratpunktraster für die Faximileübertragung im —• Zeitungsdruck. Kettenpunktraster besitzen eine Vorzugsrichtung; das ist jene Richtung, in der der Rasterpunkt den größten Durchmesser besitzt. Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal ist die Anordnung der Rasterpunkte. Periodische Raster besitzen eine über das Bild einheitliche —• Rasterfrequenz und eine einheitliche Winklung (—> Rasterwinklung). Bei Gegenüberstellung mit nichtperiodischen Rastern werden sie auch als „amplitudenmoduliert" bezeichnet. (—> amplitudenmodulierte Rasterung). Nichtperiodische Raster, nicht ganz zutreffend auch als —• frequenzmodulierte, stochastische, Zufalls-, Random- oder Kornraster bezeichnet, besitzen keine auffällige Regelmäßigkeit in der Anordnung der Bildelemente. Sie ist jedoch nicht rein zufallig. Das einzige, eindeutig bestimmbare Kriterium stellt bei Punktrastern die kleinste Rasterpunktgröße dar. Sie soll für den —> Offsetdruck 20 μηι, für den Zeitungsdruck 25 bis 40 μηι und für den —• Siebdruck 80 μηι betragen. Periodische Raster basieren in der Regel auf einem Quadratgitter, wobei die Mittelpunkte der Rasterpunkte auf den Schnittpunkten zweier, aufeinander senkrecht stehender, gleichabständiger Parallelenscharen sitzen. Kennzeichnende Parameter sind Rasterfrequenz, Rasterwinkel und Punktform. Letztere ist bei Kettenpunktrastern meist hinreichend genau durch Angabe jener Tonwerte festgelegt, bei dem der erste und der zweite Punktschluss erfolgen. Punktschluss bedeutet die Berührung bzw. die Ausbildung einer

Brücke zwischen nebeneinander stehenden Rasterpunkten. DO

Rasterabstand (screen distance) —> Rasterweite

Rasterdrehung (screen rotation) —> Rasterwinklung

Rasterfläche (screen area, screen tint) In Druckerzeugnissen und Filmen wird eine Fläche mit einheitlichem —• Rastertonwert als Rasterfläche bezeichnet (Abb. 1). Im Gegensatz dazu wird eine Abbildung in Druckerzeugnissen, bei der die Halbtonwirkung ( - » Halbton) durch unterschiedlich große —• Rasterpunkte erzeugt wird, Rasterbild genannt (Abb. 2).

•iiiai Abb. 1 : Rasterfläche

Rasterflächen sind zur Bestimmung qualitativer und quantitativer Qualitätsmerkmale der Druckbildwiedergabe, wie z.B. Gleichmäßigkeit der Rasterfläche (—• Mottling), —»optische Dichte, Rastertonwert und —• Druckkontrast, geeignet und deshalb als Elemente

14 in —• Druckkontrollstreifen enthalten. Darüber hinaus dienen sie auch der Erzeugung besonderer Gestaltungseffekte, z.B. durch Unterlegen von Grafiken und Texten.

Abb. 2: Rasterbild

NE

Rasterfrequenz (screen frequency) Unter Rasterfrequenz versteht man die Anzahl von Druckbildelementen, wie —• Rasterpunkte und -linien pro Längeneinheit in jener Richtung, bei der sich die höchste Anzahl ergibt. Die Rasterfrequenz ist der Reziprokwert der —•Rasterweite, auch als Rasterfeinheit bezeichnet. Einheit: cm"1 (nicht L/cm). DO

Rasterkeil (halftone wedge) Ein Rasterkeil ist ein Kontrollstreifen aus Film mit kontinuierlich von der —• Volltonfläche bis zum Spitzlicht (—• Lichter) verlaufenden —• Rastertonwerten. DO

Rastermuster (screen pattern) —• Moiré

Rastern (screening) Als Rastern bezeichnet man das Zerlegen der —• Tonwerte einer Halbtonvorlage (z.B. ein Halbtonbild) in Bildelemente (z.B. —• Rasterpunkte). Dieser Vorgang erfolgt in Reprokameras, —• Kopiergeräten und auf elektronischem Wege von einem sog. RIP. Dies ist die Abkürzung von Raster Image Processor, eine künstliche Wortkombination aus der deutschen Bezeichnung Raster und der englischen Bezeichnung für Bildrechner (image processor). DO

Rasterpunkt (halftone dot , dot, screen dot) Kreis-, ellipsen-, rautenförmig oder quadratisch geformtes Bildelement für —»Raster. Länglich geformte Rasterpunkte werden auch Kettenpunkte genannt, da sie oberhalb des ersten Punktschlusses zu Ketten zusammenwachsen. Unterhalb des —• Mitteltons sind Rasterpunkte gedruckte Flächenteile, oberhalb werden sie durch vom Druck ausgesparte Flächen gebildet. DO

Rasterpunktvergrößerung (dot spread) Rasterpunktvergrößerung, auch Rasterpunktverbreiterung genannt, bedeutet die geometrische Vergrößerung der —•Rasterpunkte im —•Druckbild gegenüber den Rasterpunkten des als Kopiervorlage benutzten Rasterdiapositivs, die zu einem größeren —• Tonwert fuhren. Diese flächenmäßige Vergrößerung kann bereits in der Druckvorstufe auftreten. Durch Einwirkung der Druckkraft in der Druckzone von —• Druckwerken von —•Druckmaschinen wird die —•Druckfarbe mehr oder weniger stark auf den —• Bedruckstoff gequetscht. Beim —• Hochdruck zeigen die Rasterpunkte deutliche Quetschränder sie sind größer als die druckenden Elemente der Druckform. Beim —• Offsetdruck kann eine zu hohe Druckspannung bei der Übertragung der Druckfarbe von der —•Druckplatte auf das —• Drucktuch bzw. auf das Papier zur Raster-

15 Punktvergrößerung fuhren. Weiterhin kann ein „Ausfließen" der Druckfarbe auf der Papieroberfläche, verursacht durch eine zu niedrige Viskosität der Druckfarbe und/oder durch eine hohe —• Saugfähigkeit bzw. eine große —•Rauheit des Papiers, eine Rasterpunktvergrößerung verursachen. FA

Rasterskala (halftone wedge)

ckungsgrad. Dies liegt daran, dass durch Lichtstreuvorgänge im Papierinneren das unbedruckte Papier rund um den Rasterpunkt etwas weniger Licht reflektiert als in größerer Entfernung von gedruckten Stellen (—• Lichtfang). Daher ergibt eine integrale Messung über eine —• Rasterfläche einen kleineren —• Reflexionsfaktor, als nach dem geometrischen Flächendeckungsgrad zu erwarten wäre. DO

—• Rasterkeil Rasterwalze (anilox roller, screen roller) Rastersteg (cell wall)

Im —»Tiefdruck der die —> Rakel tragende Steg zwischen den mit —• Druckfarbe fällbaren Näpfchen. Beim tiefenvariablen Tiefdruck steht die Stegbreite im festen Verhältnis zur Näpfchengröße. Beim —•flächenvariablen (autotypischen) Tiefdruck verringerte sich die Stegbreite mit zunehmendem —•Tonwert. Beim heute fast ausschließlich angewandten halbautotypischen Tiefdruck mit —• Gravur verbleiben auch bei den höchsten Tonwerten noch Stege, auf denen die Rakel gleiten kann. Andernfalls würde ein hoher Verschleiß auftreten und das zur Füllung mit Druckfarbe insgesamt zur Verfügung stehende Volumen würde sich vermindern. DO

Rastertonwert (dotpercentage , halftone value, screen percentage)

—• Tonwert eines Rastertons, berechnet nach der Formel von Murray-Davies. Bei gedruckten —•Rastern ist der Tonwert jener Prozentanteil der Fläche, die vom —•Farbmittel einer einzigen Druckfarbe bedeckt erscheint, wenn Lichtstreuvorgänge im —• Bedruckstoff und andere optische Vorgänge vernachlässigt sind (DIN/ISO 12647-1). Im Unterschied dazu ist der geometrische —• Flächendeckungsgrad jener Flächenanteil, der tatsächlich mit Farbmittel bedeckt ist. Der Tonwert, gelegentlich auch äquivalenter Flächendeckungsgrad genannt, ist meist deutlich größer als der geometrische Flächende-

Mit einem —• Raster von näpfchenformigen Vertiefungen versehene Walze, die zur Farbdosierung in einer —•Druckmaschine, z.B. im —•Flexodruck und im zonenlosen —• Zeitungsdruck (—• Anilox-Farbwerk) eingebaut ist. Die Walze wird so mit —• Druckfarbe in Berührung gebracht, dass die Näpfchen bei jeder Umdrehung in gleichem Maß gefüllt werden. Überschüssige Farbe wird abgerakelt. DO

Rasterweite (screen width)

Bei periodischen —• Rastern Reziprokwert der —• Rasterfrequenz. Kleinster Abstand zwischen den Mittelpunkten benachbarter —• Rasterpunkte. Bei den heute verwendeten Rastern sind die Rasterweiten in horizontaler und vertikaler Richtung gleich groß. DO

Rasterwinklung (screen angle)

Bei länglich geformten —• Rasterpunkten der Winkel in Grad zwischen der Vorzugsrichtung des Rasters und der Bezugsrichtung. Bei kreisförmig oder quadratisch geformten Rasterpunkten der kleinste Winkel, der von einer Achse des Rasters und der Bezugsrichtung eingeschlossen wird. Bezugsrichtung (eines Bilds) ist jene Richtung, die dem Endverbraucher beim Betrachten des gedruckten Bilds als horizontal erscheint. Bei der klassischen Winklung besitzen alle —• Druckfarben eines Satzes dieselbe —• Ras-

16 terfrequenz. Für Rasterpunkte ohne Vorzugsrichtung, d.h. kreisrunde und quadratische Rasterpunkte, beträgt die Nenn-Winkeldifferenz zwischen den Rasterwinkeln fur —• Cyan, —• Magenta und Schwarz 30°; Gelb liegt 15° neben einer anderen Farbe. Für Rasterpunkte mit Vorzugsrichtung soll die NennWinkeldifferenz zwischen den Rasterwinkeln fur Cyan, Magenta und Schwarz 60° betragen; Gelb liegt wieder 15° neben einer anderen Farbe. Mehr als 4 Raster können nicht ohne —» Moiré übereinander gedruckt werden. Wenn die genannten Winkel nicht innerhalb einer Tolerenz von ca. ±3 Winkelminuten eingehalten sind, können sehr störende Rastermuster auftreten, das Moiré. Auch bei richtiger Winklung können im Vierfarbdruck Strukturen entstehen: Rosettenmuster und Gelb-Schwarz-Moiré. DO

Rauchgas (flue gas)

—• Abgas

Rauchgaswäsche (flue gas scrubbing)

—• Abluftreinigung

Raufaser (-tapeten) papier (wood chip wall paper)

Raufaser ist ein Papier, das durch eingearbeitete Holzfasern strukturiert ist; meist mehrlagig hergestellt; zur Verwendung als Tapetenrohpapier oder durch nachträgliches Beschichten nach dem Tapezieren als Tapete geeignet (DIN 6730). Zur Herstellung von mehrlagigem Raufasertapetenpapier werden die unteren Papierlagen aus Mischungen von Deinkingstoff und Holzstoff (-> CTMP, -> TMP, Holzschliff) gefertigt, während die Decklage oft holzfrei, z.T. aber auch holzhaltig ist. Das Papier ist vollgeleimt, nassfest ausgerüstet und enthält max. 10 % Füllstoff (oft Calciumcarbonat). Die gewünschte Oberflächenstruktur wird durch

gleichmäßiges Ein- bzw. Aufstreuen von Holzfasern definierter Länge und Dicke mittels spezieller Einrichtungen im Nassbereich einer Papiermaschine zwischen die Papierlagen oder auf die Papieroberfläche (bei einlagigem Papier) erreicht. Z.T. wird das Papier noch on-line vorgestrichen (-+ Vorstreichen). Die Raufaser muss frei von Verfärbungen und anderen Mängeln sein, die das Aussehen und das Verarbeiten des Papiers beeinträchtigen. Außerdem darf es keine Konservierungsmittel enthalten. Gemäß DIN 6742 wird in Abhängigkeit vom ein- oder aufgestreuten Holzfasermaterial zwischen feiner, mittlerer und grober Raufaser mit einer flächenbezogenen Masse von 105 bis 125 g/m2 unterschieden. RH

Rauheit (roughness)

Die Rauheit, bisher —• Rauigkeit genannt, ist die unregelmäßig oder auch regelmäßig wiederkehrende Abweichung der tatsächlichen Oberfläche eines Körpers von einer ideal glatten Oberfläche. Das Gegenteil der Rauheit ist die —> Glätte. Die Rauheit der Oberfläche von Papier oder Karton ist für dessen Weiterverarbeitung von Bedeutung. Über Veredelungsprozesse, wie —• Streichen und —> Satinieren, erfolgt die Einebnung der Papieroberfläche mit dem Ziel, eine höherwertige —• Bedruckbarkeit zu erreichen. Die Rauheit kann von ausschlaggebender Bedeutung für die —• Druckqualität sein, indem sie z.B. Einfluss auf die Gleichmäßigkeit der aufgetragenen Druckfarbenmenge hat. Die Rauheit ist aber nicht nur für grafische Papiere, sondern auch für Speziai- und einen Teil der —• Verpackungspapiere, also für den Großteil der Papierproduktion, eines der wichtigsten Gütemerkmale. Für Verpackungspapiere ist beim —> Kaschieren von Papier mit einer —• Kunststoff- oder Metallfolie die Rauheit für einen gleichmäßigen Kontakt zwischen Papier und Folie von Bedeutung. Die Rauheit bestimmt in hohem Maße den Gebrauchswert von Papier.

17 Für die Messung der Rauheit gibt es eine Vielzahl von Messverfahren. Diese können unterteilt werden in:

•

• •

Zu den mechanisch-elektrischen Messverfahren zählen Tastschnittverfahren, bei denen eine Tastnadel entlang einer meist geraden Linie den zu prüfenden Oberflächenausschnitt abtastet. Erfasst wird mit Tastschnittgeräten die Geometrie der Papieroberfläche. Sie werden z.B. eingesetzt, um den der Einfluss von —> Satinage und —• Strich zu studieren. Ein Nachteil bei ihrer Anwendung ist, dass die Papieroberfläche durch den Anpressdruck der Tastnadel eine bleibende Verformung erfährt und der Zeitaufwand für die Gewinnung aussagekräftiger Daten groß ist. Von den etwa 30 Rauheitskenngrößen für Oberflächen von metallischen Werkstoffen werden 4 Kenngrößen zur Charakterisierung der Rauheit als Vorzugsgrößen empfohlen:

Indirekte Messverfahren Direkte Messverfahren.

1) Zu den indirekten Messverfahren zählen die Luftstrommessverfahren (—> Glätteprüfer). Die Rauheitskenngröße oder Glättekenngröße der Oberfläche von Papier ist in diesem Fall eine Funktion des Volumenstroms des Mediums Luft. Gemessen wird der Volumenstrom als Volumen pro Zeiteinheit, mit der Luft unter vorgegebenen Bedingungen zwischen einer planen Fläche bzw. einem Ring (z.B. Print-Surf-Verfahren) und einem Papierblatt hindurchtritt. Folgende Luftstrommessverfahren sind am stärksten verbreitet: • •

•

Bestimmung von Rauheit nach Bendtsen (DIN 53108, ISO 8791/2) Bestimmung von Glätte nach dem PrintSurf-Verfthren (DIN ISO 8791-4 und TAPPI T555) Bestimmung von Glätte nach Bekk (DIN 53107).

Die Luftstrommessverfahren sind aber nicht in der Lage, die Oberflächenstruktur aussagekräftig zu charakterisieren. Die ermittelten Kennzahlen, deren Maßeinheiten sich unterscheiden, sind nur unter Angabe des angewandten Verfahrens brauchbar. Eine weitere Möglichkeit zur indirekten Beurteilung der Rauheit bieten Messverfahren, die unter Zuhilfenahme von —»Druckfarben, Pasten und Flüssigkeiten arbeiten (z.B. —• Mikrokonturtest).

• • • •

optische Verfahren (z.B. —> Kontaktanteilmessgerät, K.L.-Glättemessgerät, UBM-Gerät, siehe auch —> Glätteprüfer).

Rautiefe R t (DIN 4762) maximale Rautiefe R m a x (DIN 4768) Profiltiefe Pt (DIN 4771) Mittenrauwert R a (DIN 4768).

1) Die Rautiefe R t (= R y ) ist der senkrechte Abstand zwischen dem höchsten und tiefsten Punkt des gefilterten Rauheitsprofils innerhalb der Bezugsstrecke l m (Messstrecke) (Abb. 1). Wegen unterschiedlicher messtechnischer Interpretationen soll R t nicht mehr angewendet werden. Nach DIN 4768 entspricht Ry der maximalen Rautiefe R m a x .

2) Direkte Messverfahren können unterteilt werden in: Abb. 1: Rautiefe R t

•

mechanisch-elektrische Verfahren (Abtastverfahren mit Tastnadel, z.B. Hommel-Gerät)

2) Die maximale Rautiefe R m a x ist die größte innerhalb der Gesamtmessstrecke l m bei der Ermittlung von R z D I N (R z D I N = gemittelte

18 Rautiefe) vorkommende Einzelrautiefe (Abb. 2). R z DIN ist das arithmetische Mittel aus den Einzelrautiefen Zi bis Z 5 von 5 aneinander grenzenden Einzelmessstrecken l e im gefilterten Rauheitsprofil: R z = | ( Z 1 + Z 2 + Z 3 + Z4 + Z5) Z2 = Rmax

Abb. 2: Maximale Rautiefe R m

3) Die Profiltiefe Pt ist der Abstand zwischen 2 parallelen Begrenzungslinien, die das ungefilterte Profil innerhalb der Bezugslinie 1 kleinstmöglich einschließen (Abb. 3).

x

ι R

a =

r m

~lm J|y|dx x=0

Zu den optischen Messverfahren können das Schräglichtbeleuchtungsverfahren, das —• Lichtschnittverfahren und die Triangulation gerechnet werden. Die Triangulation ist eine mit dem Lichtschnittverfahren verwandte Methode, wobei ein Lichtpunkt, z.B. von einem Laser, möglichst schräg auf das Objekt projiziert wird und das diffus reflektierte Licht von einem Empfänger aufgenommen wird. Die axiale Versetzung des Lichtpunkts infolge der Rauheit stellt ein Maß für die Tiefeninformation dar. Durch Unterschiede in den Reflexionseigenschaften der Oberfläche und beim Eindringen von Licht in das Messobjekt ergeben sich Messungenauigkeiten, die durch eine Messung mit einem dynamisch fokussierten Laserstrahl eliminiert werden können (UBM-Messgerät). RE Rauigkeit (roughness)

—• Rauheit Abb. 3: Profiltiefe P t

Raumgewicht (apparent density)

4) Der Mittenrauwert R a ist das arithmetische Mittel der Profilabweichungen des gefilterten Rauheitsprofils von der mittleren Linie innerhalb der Messstrecke l m (Abb. 4). Originalprofil

A

y

Rayon (rayon)

• lyl

ι Arithmetischer Mittenrauwert R a

Abb. 4: Mittenrauwert R a

Das Raumgewicht ist ein älterer, nicht mehr normgerechter Begriff für scheinbare —•Dichte von Papier, Karton und Pappe. Beide Größen haben die gleiche Einheit [g/cm3 oder kg/ m 3 ], ermittelt aus dem Quotienten von —• flächenbezogener Masse und —> Dicke des Papiers. RE

Rayon ist eine weniger gebräuchliche, aus dem Englischen übernommene Schreibweise für Reyon. GU

19 Die Cellulosefibrillen (—> Cellulose, —• Fibrille) in den —• Sekundärwänden haben einen Reaktionsbütten sind stehende oder liegende geringeren Steigungswinkel, besonders die Behälter in der —> Stoffaufbereitung von Pa- Sekundärwand 1 ist stark verdickt, die Terpierfabriken, in denen Stoffsuspensionen zur tiärwand fehlt. Mikroskopisch erscheinen die Reaktion mit Prozesschemikalien gelagert —>Tracheiden im Querschnitt abgerundet, werden. Reaktionsbütten werden meist dann mit radialen, spiralig verlaufenden Spalten installiert, wenn dem —> Faserstoff zuvor sowie mit großen Interzellularen. Druckholz Chemikalien zugemischt wurden, deren Wir- zeigt größere Härte und Druckfestigkeit sokungen eine endliche Reaktionszeit voraus- wie extremes Quell- und Schwindverhalten. setzen. So befinden sich z.B. zur Einwirkung Beim Holzaufschluss können hohe Druckvon —• Deinkingchemikalien Reaktionsbütten holzanteile zu reduzierter Zellstoffausbeute im Anschluss an den —• Pulper in einer und -qualität führen. —> Deinkinganlage. Zur Einhaltung der erfor—• Laubhölzer bilden an der auf Zug beanderlichen Reaktionszeit, die oft mehr als 1 h spruchten Seite des Stamms bzw. der Oberbeträgt, sind meist mehrere —> Bütten erfor- seite von Ästen Zugholz (—> Weißholz) aus. derlich. Zugholz ist makroskopisch schwer zu erkenIm Gegensatz zu —» Reaktionstürmen findet nen, in irischem Holz heller und glänzender als das Normalholz und durch wollige Oberdie Lagerung des Stoffs in einem Stoffdichtebereich statt, der ein Rühren mit —• Bütten- flächen gekennzeichnet. Der Celluloseanteil rührwerken gestattet. Selten beträgt die ist wesentlich erhöht durch die Bildung einer Stoffdichte somit mehr als 5 bis 6 %. Durch gelatinösen Schicht aus reiner Cellulose, die das Rühren werden eine Entmischung der zusätzlich zur Sekundärwandschicht S2 Suspension vermieden und damit eine und/oder Tertiärwand vorkommt und einen gleichmäßige Einwirkung der Chemikalien fast achsenparallelen Steigungswinkel der gewährleistet. AC Fibrillen aufweist. Zugholz weist eine besonders hohe Längsschwindung auf. Bei üblichen Anteilen von Zugholz ist kein Einfluss auf Zellstoffausbeute und -qualität nachgeReaktionsholz WE wiesen. (reaction wood) Reaktionsholz ist anomales Holzgewebe, das als Reaktion des Baums auf starke mechanische Belastungen des Stamms oder von Ästen Reaktionsturm durch äußere Einwirkungen, wie langanhal- (reaction tower) tende, einseitige Windbeanspruchung, Reaktionstürme sind hohe stehende, zylindriSchneedruck oder Schiefstellung, gebildet sche Behälter in der —> Stoffaufbereitung von wird. —• Nadelhölzer reagieren mit der Bil- Papierfabriken, in denen —> Faserstoffe zur dung von Druckholz (Buchsholz, Rotholz, Reaktion mit Prozesschemikalien gelagert nagelhartes Holz) an der auf zusätzlichen werden. Reaktionstürme werden meist in Druck beanspruchten Seite von Stämmen Kombination mit einer —• Bleiche installiert und/oder Ästen. (—• Bleichturm). In der Aufbereitung von Das Druckholz ist durch eine dunkle rot- grafischem —• Altpapier sind Reaktionstürme braune Färbung zu erkennen, die —> Jahrringe z.B. nach einer Dispergierung, bei der dosiert werden sind im Druckholzbereich verbreitert. Druck- —• Bleichchemikalien holz unterscheidet sich durch chemische, (—• Dispergerbleiche), am Ende des Aufbesubmikroskopische, anatomische und physi- reitungsprozesses, z.B. im Zusammenhang kalisch-technologische Eigenschaften vom mit einer Dithionitbleiche (—• Dithionit) oder typischen Holzgewebe. Der Ligninanteil direkt nach der Entleerung des —• Pulpers (—• Lignin) in Druckholztracheiden ist um 30 (bevorzugt in Asien), anzutreffen. Während bis 40 % höher als in normalem Nadelholz. die Bleiche von —• Holzstoff auch in —• Re-

Reaktionsbütte (reaction chest)

20 aktionsbütten oder Bleichrohren abläuft, wird —• Zellstoff üblicherweise nur in Türmen gebleicht. Im Gegensatz zu Reaktionsbütten sind Reaktionstürme geschlossene Systeme, in denen der Faserstoff gleichmäßig in Form der Pfropfenströmung entweder aufwärts oder abwärts fließt. Ein Vermischen des Stoffs ist nicht erwünscht. Ihre Installation ist stoffdichteunabhängig, was eine breite Anwendung vom LC- bis zum HC-Bereich erlaubt. Lediglich die Austragsvorrichtungen müssen den entsprechenden Konzentrationsbedingungen angepasst werden. AC

zeptanz der Verbraucher für Recyclingsprodukte in Konkurrenz mit Produkten aus Primärrohstoffen. Am verbreitesten ist Recycling bei landwirtschaftlichen Abfällen, in der Metallwirtschaft und bei der Abfallverwertung (z.B. Altglas, Altpapier, Altkunststoffe). Voraussetzung für die Rückgewinnung von sekundären Rohstoffen aus Haushaltsabfällen ist entweder eine leichte Abtrennbarkeit von anderen Abfallbestandteilen (Sortierung) oder eine getrennte Sammlung. HA

Recycling (historisch) (recycling) (historical) Recycling (recycling)

Grundsätzlich wird unter Recycling die erneute oder wiederholte stoffliche Nutzung bzw. die energetische Nutzung von —•Abfällen verstanden. Recycling ist der Oberbegriff für Wiederverwendung und Verwertung. Die hochwertigste Form des Recyclings ist die Wiederverwendung (z.B. von bereits benutzten Holzverpackungen und -paletten). Darunter liegen die vielfältigen Formen der stofflichen Verwertung und der energetischen Nutzung, auch thermische Verwertung genannt. Ziel der letztgenannten Verwertungsform ist primär die Energiegewinnung unter Substitution von fossilen Energieträgern. Sie unterscheidet sich von einer thermischen Abfallbehandlung mit dem primären Ziel der Schadstoffeliminierung und Reduzierung des Abfallvolumens. Vorteile eines Recyclings sind die Verminderung der Abfallmenge bei gleichzeitiger Schonung knapper werdender Rohstoffe. Allerdings ist jeder Durchlauf des Stoffkreislaufs mit unabänderlichen Verlusten behaftet, die wiederum als Abfall zu verwerten oder zu beseitigen sind. Wachsender Bedarf an Rohstoffen und Energie sowie steigende Rohstoffpreise machen das Recycling zunehmend wirtschaftlicher. Zu den wirtschaftlichen Randbedingungen zählt aber auch die Konkurrenzfähigkeit der recyclierten Stoffe (Sekundärrohstoffe) gegenüber Primärrohstoffen sowie die Ak-

Die Wiederverwendung von Altmaterial lässt sich schon für Papier-Vorläufer belegen. Beschriebene —• Papyri wurden zu —• Pappe (historisch) verarbeitet; beschriebenes —• Pergament wurde durch Abschaben der Schrift wieder schreibfahig gemacht. Auch die Verwendung von Textilabfällen (—• Lumpen) zur Papierherstellung durch den Chinesen Cai Lun und in der Folge in Asien und Europa ist als Recycling zu bezeichnen. Die Wiederverwendung von Faserrückständen aus der —• Stoffaufbereitung (historisch) sowie von Ausschuss ist in der asiatischen und der europäischen Handpapiermacherei gang und gäbe. Jedes —> Stampfwerk und jeder —•Holländer waren mit einem FaserFangfilter versehen. Beschriebenes und bedrucktes Altpapier konnte jedoch nur für die Produktion minderer Sorten oder von Pappe eingesetzt werden. 1774 veröffentlichte der Göttinger Jurist Claproth erstmals ein Verfahren, um die —• Druckfarbe aus —• Altpapier zu lösen ( - • Deinking). Die von Berthollet 1785 erfundene —• Chlorbleiche wurde rasch auch für das Bleichen von Altpapierfasern eingesetzt. Doch hinderten die Kosten der Aufbereitung im Vergleich zum Preis des 1843 erfundenen Holzschliffs ein breites AltpapierRecycling. In Kriegszeiten besann man sich immer wieder auf Altpapier als Faser- und Energiequelle. Doch erst mit dem ungeahnten Produktionsschub nach dem Zweiten Weltkrieg wurde als Folge des Mangels an Frisch-

21 barkeit gestrichen. Gestrichene Recyclingpapiere erstrecken sich über einen Bereich der flächenbezogene Masse von 60 bis 170 g/m2. Ungestrichene grafische Recyclingpapiere erreichen einen Weißgrad von 60 bis 80 %, gestrichene grafische Recyclingpapiere um 80 %. Das gestrichene Recyclingpapier wird Recyclingfaser teilweise zur Herstellung von Katalogen im (recycled fiber) —» Offsetdruck eingesetzt. —• Sekundärfaser Umweltschutzpapier ist eine Teilmenge von Recyclingpapier. Ohne nähere Definition Recyclingpapier unterscheidet es sich vom Recyclingpapier (recycled paper , paper made from recycleddadurch, dass der Stoffeintrag in Form von fibers) holzhaltigen Altpapiersorten (vor allem ZeiRecyclingpapier ist ein (unüblicher) Ober- tungen und Illustrierte) in der Altpapieraufbegrifffür all diejenigen Papiere, für deren Her- reitung nicht deinkt wird, was zu einem niedstellung ausschließlich —• Altpapierstoff rigen Weißgrad im Bereich um 55 % führt. verwendet wird. Im engeren Sinne handelt es GG sich jedoch um grafische Recyclingpapiere als Schreib- und —• Druckpapiere, die für be- Reduktion stimmte Zwecke, wie z.B. als -•Kopier-, (reduction) Endlosformular-, —• Schreib-, —• Schreibma- Unter Reduktion versteht man im klassischen schinen· oder Offsetdruckpapier, eingesetzt Sinne den Entzug von Sauerstoff bzw. die werden. Demzufolge sind —• Verpackungs- Anlagerung von Wasserstoff bei chemischen papiere oder —• Zeitungsdruckpapier ausge- Verbindungen. In Erweiterung dieser Definischlossen, auch wenn diese Papiersorten in tion bedeutet Reduktion die Verminderung Mitteleuropa zum größten Teil aus 100 % der Wertigkeit von Atomen oder Ionen durch Altpapierstoff bestehen. Aufnahme von Elektronen (z.B. Fe 3+ + e" 2+ Grafische Recyclingpapiere werden entwe- —• Fe ). Dies geschieht entweder rein cheder aus holzfreien oder holzhaltigen —• Alt- misch durch Reduktionsmittel oder elektropapiersorten produziert. Das holzfreie Altpa- chemisch (kathodische Reduktion). pier besteht aus Büroaltpapier mit einem maReduktionsprozesse spielen in der Technik ximalen Anteil von 5 % —• Holzstoff, wäh- eine bedeutende Rolle. Im anorganischen Berend holzhaltiges Altpapier analog zum Ein- reich ist dies z.B. die Gewinnung von Metaltrag von Zeitungsdruckpapier auf —»Zei- len durch Reduktion von oxidischen Erzen tungen, Illustrierten, Katalogen und Wurf(z.B. PbO + C Pb + CO). In der organisendungen basiert. In beiden Fällen wird im schen Chemie werden u.a. pflanzliche —• Öle Rahmen der —•Altpapieraufbereitung vor- durch Einwirkung von Wasserstoff zu Fetten nehmlich der Prozess des —• Flotations-De- reduziert (Fetthärtung). Von großer Bedeuinking zwecks Entfernung von —• Druckfar- tung sind Reduktionsvorgänge auch bei der ben, sonstigen optisch störenden Verunreini- —• Bleiche von —• Holzstoffen. So werden gungen (—• Schmutzpunkte) sowie von kle- z.B. mit —• Natriumhydrosulfit (Na 2 S 2 0 4 ) im benden Verunreinigungen (—• Stickies) an- Rahmen einer ligninerhaltenden Umsetzung gewandt. chromophore, also farbgebende Gruppen reDer Bereich der flächenbezogenen Masse duktiv zerstört (—• Chromophore). bewegt sich zwischen 60 und 130 g/m2. NeuIn der quantitativen analytischen Chemie erdings werden grafische Recyclingpapiere sind Titrationen unter Verwendung von Remit Hilfe einer —• Filmpresse in der Papier- duktionsmitteln, wie Eisensulfat (FeS04), maschine zwecks Erhöhung des —•Weiß- Titanchlorid (TiCl3) oder Kaliumjodid (KJ), grads und Verbesserung der —• Bedruck- weit verbreitet (Redox-Titrationen). SE fasern das Altpapier als Faserquelle wiederentdeckt. Eine Vielzahl von Sortier- und Deinking-Verfahren sind seither entwickelt worden. TS

22 Reduzierventil (reducing valve)

-» Ventil

Refiner (refiner)

Mahlspaltverstellung Stoffeintritt

Mahlspalt A Stoffaustritt 1

sflt VL

Bei den Kegelrefinern werden 2 Arten genutzt: Flach- und Steilkegelrefiner. Bei den Kegelrefinern (Abb. 1) rotiert ein mit Messern bestückter Kegel in einem ebenfalls mit Messern versehenen Stator in Kegelform mit Umfangsgeschwindigkeiten von 15 bis 17 m/s. Der Kegelwinkel (Konizität des Rotors) beträgt bei Flachkegelrefinern bis zu 35°. Mahlmaschinen, bei denen der Kegelwinkel etwa 60° ist, nennt man im Unterschied zu den Flachkegelrefinern Steilkegelrefiner (Abb. 2). Durch den steileren Kegelwinkel ergibt sich ein geringerer axialer Verschiebeweg des Kegels bei der Einstellung des Abstands zwischen Rotor- und Statormessern. Der Anpressdruck kann beim Steilkegelrefiner höher gewählt werden. Stoffeintritt

Stoffaustritt

Abb. 1 : Flachkegelrefmer

Mahlspalt • η ψ ••p

Der Refiner (engl.: to refine = verfeinern) ist eine von einem Gehäuse umschlossene Maschine zur —• Mahlung von Faserstoffen für die Papiererzeugung, insbesondere —•Zellstoffen, und zur mechanischen Zerfaserung von —• Holz in Form von —• Hackschnitzeln zwecks Erzeugung von —• Holzstoff. Es wird zwischen —» Kegel- und —• Scheibenrefmer unterschieden.

W\

/

i n λ

s.

M

Stoffaustritt Stoffeintritt

T Abb. 3: Einscheibenrefmer

'ahlspaltrstellung

Abb. 2: Steilkegelrefiner

Scheibenrefmer (Abb. 3) haben wegen ihrer hohen Durchsatzkapazität, verbunden mit einer hohen Leistungsaufnahme, sowohl beim Zellstoffmahlen als auch bei der Holzstofferzeugung eine starke Verbreitung gefunden. Bei diesen werden 3 Bauarten unterschieden: • • •

Doppelscheibenrefiner Einscheibenrefmer Twin-Refiner.

23 Der Stoff wird zwischen 2 Mahlscheiben behandelt. Er tritt an der Welle ein und passiert von innen nach außen die Mahlscheiben. Auf den Mahlscheiben sind Mahlsegmente (Mahlplatten) aus hochfestem Stahl aufgeschraubt, die verschiedene Profile aufweisen können (Refinergarnitur). Das Anpressen der Scheiben erfolgt meist hydraulisch. Der Mahlspalt ist eine wesentliche Kenngröße zur Beeinflussung der Qualität des Faserstoffs. Scheibenrefiner werden mit Antriebsleistungen von 750 bis 11 000 kW gebaut. Die Scheibendurchmesser liegen zwischen 914 und 1 524 mm, die Drehzahlen zwischen 1 200 und 1 500 min"1 bei Doppelscheibenrefinern und 1 500 bis 1 800 min"1 bei Einscheibenrefinern. Zwischen dem unter Überdruck und bei Atmosphärendruck arbeitenden Scheibenrefiner besteht kein konstruktiver Unterschied. Scheibenrefiner werden vor allem für die Erzeugung von Holzstoff sowie für die Zerfaserung von —• Splittern genutzt, aber in größeren —• Mahlanlagen auch für die Mahlung von Zellstoff, seltener von —• Altpapierstoff. BL

Refinergarnitur (refiner fillings)

—> Refiner

Refiner-Holzstoff (refiner mechanical pulp)

—> Holzstoff

Reflner-Holzstoffverfahren (refiner mechanical pulping)

Mithilfe der Refiner-HolzstoffVerfahren wird —> Holz in Form von —• Hackschnitzeln durch mechanische Kräfte zerfasert, um —• Holzstoff zu gewinnen. Das RefinerVerfahren untergliedert sich in 3 Varianten: • •

Refiner-Verfahren ohne thermische Vorbehandlung (RMP-Verfahren) Refiner-Verfahren mit thermischer Vorbehandlung (TMP-Verfahren)

•

Refiner-Verfahren mit chemischer Vorbehandlung (CMP- bzw. CTMP-Verfahren).

Beim Refiner-Verfahren wird Rundholz (—> Industrieholz) vor der mechanischen Zerfaserung in Hackschnitzel zerkleinert (—• Hacken). Diese Hackschnitzel werden anschließend in —»Refinern - meist in 2 hintereinander geschalteten Stufen - zu Holzstoff zerfasert. Faserstoffe dieser Verfahren sind: 1) Mechanischer Refiner-Holzstoff RMP (refiner mechanical pulp) Ein durch mechanische Zerfaserung von Hackschnitzeln in Refinern ohne thermische Vorbehandlung gewonnener Faserstoff. Dieses ursprüngliche Verfahren wird weltweit kaum noch angewendet, da dieser Holzstoff zu mäßigen Papiereigenschaften führt. 2) Thermomechanischer Refiner-Holzstoff TMP (thermomechanical pulp) Ein durch mechanische Zerfaserung von Hackschnitzeln in Refinern nach thermischer Vorbehandlung gewonnener Faserstoff. Dieses Verfahren hat nahezu gänzlich das RMPVerfahren verdrängt, aber auch weltweit das konventionelle Holzschliff-Verfahren. 3) Chemisch-thermomechanischer RefinerHolzstoff CMP oder CTMP (chemi-mechanical pulp bzw. chemi-thermomechanical pulp) Ein durch mechanische Zerfaserung von Hackschnitzeln in Refinern nach chemischer Vorbehandlung gewonnener Faserstoff. Beim Refiner-Verfahren ohne thermische Vorbehandlung (RMP) erfolgt die mechanische Zerfaserung im Scheibenrefiner bei Atmosphärendruck. Die Hackschnitzel werden bei Temperaturen um 100° C meist in 2 Stufen zerfasert, wobei in der zweiten Stufe Stoffdichten von 20 bis 30 % vorliegen. Beim Refiner-Verfahren mit thermischer Vorbehandlung (TMP-Verfahren) werden die Hackschnitzel vor der Zerfaserung mit Dampf von 130° C bis 5 min lang vorbehandelt und anschließend unter Überdruck zerfa-

24 sert. Beim Refiner-Verfahren mit chemischer Vorbehandlung (CTMP/CMP-Verfahren) erfahren die Hackschnitzel vor der Zerfaserung eine Imprägnierung mit Chemikalien (—• Natriumsulfit und —> Natriumcarbonat) und die Zerfaserung bei Überdruck bzw. bei Atmosphärendruck meist in 2 hintereinander geschalteten Stufen. BL

φελρ*. reflektierte spektrale Strahlungsleistung φQX : einfallende spektrale Strahlungsleistung

Einfallsstrahl

Lot der spiegelnden Fläche ! reflektierter Strahl

Reflexion (reflection)

Unter Reflexion versteht man die Zurückwerfung von Lichtwellen oder —• Strahlung beim Auftreffen auf die Grenzfläche zwischen 2 optisch verschiedenen Medien (z.B. Papier und Luft). Dabei kann die auf das Material fallende Strahlung gerichtet, gestreut oder gemischt reflektiert werden. Die gerichtete Reflexion tritt besonders stark an glatten und spiegelnden Flächen auf (z.B.—> gussgestrichenes Papier). Es gilt das Reflexionsgesetz, wonach Einfallswinkel ε und Reflexionswinkel ε' gleich bzw. bei Papier annähernd gleich groß sind (Abb. a). Bei der diffusen Reflexion findet eine gleichmäßige —> Streuung des von einem Material reflektierten Lichts in alle Richtungen statt (Abb. b). Die —• Leuchtdichte dieser Oberflächen ist damit unabhängig vom Beobachtungswinkel. Diffuse Reflexion tritt an vielen nichtglänzenden Oberflächen auf (z.B. Leimfarbenanstriche, —> Weißstandards). Treten gerichtete und diffuse Reflexion gemeinsam auf (z.B. an Papier), dann liegt eine gemischte Reflexion vor. Dabei bestimmt der spiegelnde Anteil (Glanznase) die Stärke des —• Glanzes (Abb. c). Die Stärke der Reflexion wird nach DIN 5036-1 durch den Reflexionsgrad beschrieben. Er ist definiert als das Verhältnis der (des) reflektierten Strahlungsleistung (Lichtstroms) zu der (dem) einfallenden Strahlungsleistung (Lichtstrom). Spektraler Reflexionsgrad ρ(λ): ρ ( λ ) = φ6λρ / φελ

mit

Nach DIN 5036 unterscheidet man noch nach dem Grad der gerichteten und gestreuten Reflexion. Reflexionen können auch an der Grenzschicht zweier optischer Medien mit unterschiedlicher Brechungszahl oberhalb eines Grenzwinkels auftreten. Da in diesem Fall das gesamte Licht reflektiert wird, spricht man von —> Totalreflexion. PR

Reflexionsfaktor (reflectance factor)

Fällt optische Strahlung auf Materie, so wird ein Teil reflektiert, ein Teil absorbiert und häufig ein Teil durchgelassen. Die diffuse —> Reflexion wird in der Papierindustrie vor-

25 nehmlich mithilfe des Reflexionsfaktors bestimmt. Er ist nach DIN 5036-1 definiert als das Verhältnis der (des) in einen gegebenen Raumwinkel reflektierten Strahlungsleistung (Lichtstroms) zu der Strahlungsleistung (dem Lichtstrom), die (der) in den gleichen Raumwinkel durch das vollkommen mattweiße, in gleicher Weise bestrahlte (beleuchtete) Material reflektiert wird. Da es keine vollkommen mattweiße Fläche gibt, werden die Messgeräte auf einen -> Weißstandard kalibriert. Nach DIN 50339 verwendet man hierzu eine gepresste Tablette aus Bariumsulfat, das zuvor von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig (PTB) geprüft wurde. Ferner finden Weißstandards aus Opalglas, Keramik, Kunststoff und Papier Verwendung. Nach ISO /DIS 2469 unterscheidet man zwischen ISO Reference Standard of Level 1, 2 und 3. Der Level 3 Standard (IR3) wird von autorisierten Labors ausgegeben und muss gegen ein Referenzgerät vermessen sein, während IR2 - Standards einer direkten Kalibrierung durch Standardisierungsstellen (z.B. PTB) bedürfen. Ein ISO Reference Standard of Level 1 ist ein idealer, isotroper Lambertstrahler mit einer Reflexion von 1 über alle Wellenlängenbereiche. Der mit R bezeichnete Reflexionsfaktor ist bei nichtlumineszierenden Oberflächen (—> Lumineszenz) maximal gleich 1. Bei lumineszierenden Oberflächen, wie z.B. optisch aufgehelltem Papier (—• optische Aufheller), kann er bei geeigneter Beleuchtung, z.B. mit —• Normlichtart D65, in manchen Wellenlängenbereichen (—•Reflexionskurve) deutlich über 1 liegen. Nach DIN 53145-1 wird der mit Reflektometern gemessene Reflexionsfaktor R in Prozent angegeben. Je nach Messbedingungen unterscheidet man durch Kennzeichnung mit einem Index folgende Reflexionsfaktoren (DIN 53145-1): l)Ro Reflexionsfaktor einer Papierprobe, die über einer vollkommen schwarzen Unterlage liegt, am besten über einem schwarzen Hohlkörper mit einem effektiven Reflexionsgrad kleiner 0,1 %.

2)Rw Reflexionsfaktor einer Papierprobe, die über einer weißen Unterlage liegt, deren Reflexionsfaktor R(W) bekannt sein muss. 3)R« Reflexionsfaktor einer Papierprobe über einem Stapel aus Blättern von gleichem Papier, der so dick sein muss, dass kein Licht hindurchfällt. Man nennt R« auch den Eigenreflexionsfaktor des Papiers. 4) Spektraler Reflexionsfaktor R(X) Der spektrale Reflexionsfaktor wird bei bestimmten Schwerpunktswellenlängen und grundsätzlich als Eigenreflexionsfaktor gemessen. Es muss allerdings die Schwerpunktswellenlänge des Filters dreistellig in Nanometer als Index angegeben werden. So bedeutet z.B. R457: spektraler Reflexionsfaktor bei der Schwerpunktswellenlänge λ = 457 nm. Ferner ist die verwendete Lichtart (z.B. Normlichtart C) anzugeben. 5) R x , Ry und R z (X-,Y- und Z- Reflexionsfaktor) Hierbei werden die spektralen Reflexionsfaktoren mit den —> Normspektralwerten gewichtet. Die X-,Y- und Z- Reflexionsfaktoren bestimmt man bei den Dreibereichsmessverfahren (—• Farbmessung). Verwendete Lichtart (—• Normlichtart) und —> Normalbeobachter (2° oder 10°) sind stets anzugeben. Ist der Raumwinkel, in dem die reflektierte Strahlungsleistung (Lichtstrom) gemessen wird, nahe 0°, so geht der Reflexionsfaktor in den Strahldichtefaktor (Leuchtdichtefaktor, —> Leuchtdichte) über. Bei Erfassung der gesamten zurückgeworfenen Strahlung spricht man vom Reflexionsgrad. In diesem Fall muss auch der eventuell vorhandene gerichtete Anteil der Reflexion mit erfasst werden. PR Reflexionskurven (spectral reflectance curves)

Werden bei einer Charakterisierung von —> optischen Eigenschaften des Papiers die zu einer bestimmten Wellenlänge gehörenden

26 —• Reflexionsfaktoren einer Probe über der betreffenden Wellenlänge aufgezeichnet und verbindet man die einzelnen Messpunkte miteinander, so ergibt sich die Reflexionskurve. Sie ist mit —• Spektralfotometern üblicherweise im sichtbaren Wellenlängenbereich zwischen 380 - 780 nm ermittelbar, während Vermessungen im UV- oder nahen Infrarotbereich nicht Standard sind.

Spektraler Reflexionsfaktor R(X), %

Die Reflexionskurven beschreiben die optischen Eigenschaften und damit auch die —> Farbe von Papier strahlungsphysikalisch eindeutig. Ein ideales Weiß hat über dem gesamten Wellenlängenbereich den Reflexionsfaktor 1 bzw. 100 %, ideales Schwarz 0 bzw. 0 % und ideales Grau konstante Reflexionsfaktoren zwischen diesen beiden Extremen (Abb.). In der Abbildung sind ebenfalls die Reflexionskurven von gebleichtem —•Zellstoff und gebleichtem —• Holzstoff eingetragen sowie von einem optisch aufgehellten Papier (—> optische Aufheller), bei dem im Wellenlängenbereich um 420 nm Reflexionsfaktoren über 100 % auftreten können. Ferner ist die Reflexionskurve einer roten Papierprobe dargestellt. Obwohl eine Farbe durch ihre Reflexionskurve physikalisch eindeutig charakterisiert ist, vermittelt diese Kurve keinen visuellen Farbeindruck. Hierzu müssen die —» Normspektralwertfunktionen und die spektrale Verteilung der Lichtquelle (—> Normlichtart)

berücksichtigt und —> Farbmaßzahlen berechnet werden. PR

Reflexionsmeter (reflectometer)

Reflexionsmeter, auch Reflexionsfotometer genannt, sind als Fotometer aufgrund ihrer bezüglich der Probe verschiedenen räumlichen Anordnung von Beleuchtungs- und Messeinrichtung in der Lage, die räumliche Abhängigkeit der Lichtreflexion (—> Reflexion) zu erfassen. Hunter unterscheidet 5 Geräteklassen: 1) Goniophotometer Beleuchtungs- und Messwinkel lassen sich unabhängig voneinander einstellen (—• Hellbezugswert). Dieser Gerätetyp ist im Goniophotometer der Firma Carl Zeiss realisiert. Beleuchtungs- und Messwinkel lassen sich zwischen etwa 25° und 75° unabhängig voneinander verändern. 2) Diffuse Reflexionsfotometer Erfassung der diffusen Reflexion unter einer der beiden Messgeometrien: 4570° oder d/0° (d = diffus). Die Bewertung des Lichtstroms erfolgt gemäß y (λ). Zuweilen werden auch weitere Filter zur Messung des reflektierten Lichts verwendet, z.B. Blaufilter zur Messung der Weiße (—» Weißgrad) oder 3 Filter gemäß den Normspektralwertfunktionen (—• Normspektralwerte). Im letzteren Fall entspricht die Ausstattung einem Dreibereichsfotometer für die Farbmessung, z.B. im früheren Elrepho der Firma Carl Zeiss realisiert, während die heutigen Elrepho 2000 und Elrepho 3000 —> Spektralfotometer sind. 3) Glanzmessgeräte Erfassung der Spiegelreflexion, indem Beleuchtungs» und Messeinrichtung spiegelbildlich zur Probennormalen angeordnet sind. Die Bewertung des Lichtstroms erfolgt ge-

27 mäß y (λ). Es sind je nach Anwendungszweck in der Materialprüfung verschiedene Beleuchtungs-/Messwinkel üblich (20°, 45°, 60°, 75°, 85°). DIN 54502 schreibt die Winkel 45° bzw. 75° für glänzende bzw. matte Papieroberflächen vor.

Der Begriff Reflexionsvermögen ist in älterer Literatur anzutreffen, wird aber heute nicht mehr benutzt. PR

4) Mehrwinkelfotometer Neben der Spiegelreflexion kann die Reflexion unter einem oder weiteren Winkeln gemessen werden. Die Bewertung des Lichtstroms erfolgt gemäß y (λ). Mit diesem Gerätetyp lässt sich z.B. die Abbildungsschärfe einer Oberfläche bei der Spiegelung erfassen.

—> Hochregallager

5) Transmissionsfotometer sowohl zur Erfassung der regulären als auch diffusen Transmission. Die Bewertung des Lichtstroms erfolgt gemäß y (λ). Dieses Messprinzip wird weniger in der Papierprüfung als vielmehr bei der Trübungsmessung von Gasen (—> Rauchgas) und Flüssigkeiten verwendet. Literatur: Hunter, R.S.: The Measurement of Appearance. New York, London, Sydney, Toronto: John Wiley & Sons, 1975 KE

Regalbediengerät (stacker crane)

Regelventil (control valve)

-> Ventil

Register (register)

Die Begriffe Register und —• Passer werden oft synonym verwendet. Im ursprünglichen Sinn bezeichnet der Begriff Register das exakte Aufeinandertreffen des —•Widerdrucks auf der Rückseite des Bedruckstoffs mit dem —» Schöndruck auf der Vorderseite (z.B. Durchlichtregister bei Banknoten). Als Passer wird die Genauigkeit beim Übereinanderdrucken der einzelnen Teilfarben im —• Mehrfarbendruck bezeichnet. BG

Registerregelung (register control)

Registerregelungen sind Systeme, die sowohl den —• Passer als auch das —> Register im eiUnter dem Reflexionsvermögen versteht man gentlichen Sinn regeln. Regelung des Passers im Papierbereich den an einem Papierblatt, bedeutet, dass das exakte Übereinanderdrudas mit einem lichtundurchlässigen Stapel der cken der einzelnen Teilfarben im —• Mehrgleichen Papiersorte hinterlegt ist, gemesse- farbendruck gewährleistet werden muss. Die nen —> Reflexionsfaktor R«. Er berechnet sich Registerregelung von —• Schön- und —• Winach der —• Kubelka-Munk-Theorie aus dem derdruck ist besonders wichtig, wenn nach —• dichtebezogenen Lichtstreukoeffizienten S dem —> Druck eine Weiterverarbeitung durch und dem —• dichtebezogenen Lichtabsorpti- —> Falzen erfolgen soll. Es wird zwischen onskoeffizienten Κ gemäß folgender Bezie- Längsregister (in Laufrichtung der Bahn), Seitenregister (quer zur Laufrichtung) und hung: Diagonalregister unterschieden. Bei —> Rollendruckmaschinen mit langen Κ If Κ) 2 Κ t Wegen zwischen 2 —> Druckwerken sind schon seit langer Zeit Vorrichtungen inteT I L ' S J Τ griert, mit deren Hilfe der Passer exakt eingestellt und im Verlauf des Druckvorgangs immer wieder nachgestellt werden kann. In Reflexionsvermögen (reflectivity)

28 —> Bogendruckmaschinen sind diese Systeme relativ neu. Hilfsmittel sind dabei Markierungen, die in jedem Druckwerk außerhalb der Bildfläche mitgedruckt werden, die sog. Passermarken oder Passkreuze (—• Druckkontrollstreifen). Mithilfe von Bildverarbeitungssystemen werden die Stellung der jeweils relevanten Passermarken zueinander aufgenommen, ausgewertet und die —> Druckmaschine entsprechend nachgeregelt. Die Einstellung des Seitenregisters erfolgt durch axiales Verschieben der Druckzylinder in ihren Lagern. Bei Rollendruckmaschinen kann das Längsregister durch Verschieben von einzelnen Leitwalzen, den Registerwalzen, die den Weg zwischen 2 Druckwerken verkürzen oder verlängern, geregelt werden. Anstatt durch Registerwalzen kann das Längsregister auch durch das Verdrehen der Druckzylinder zueinander verstellt werden. Vor allem in modernen Druckmaschinen mit Einzelmotorantrieben, bei denen jedes Druckwerk durch einen einzeln ansteuerbaren Elektromotor angetrieben wird, ist diese zweite Art der Regelung sehr gut zu realisieren. BG

Registerschnitt-Querschneider (cut-to-register sheet cutter)

Registerschnitt-Querschneider (—• Querschneider) werden in der Papier- oder Druckindustrie eingesetzt. Es werden hier ausschließlich bedruckte, von —• Rollen ablaufende Papier- oder Kartonbahnen in Formate geschnitten. Der Querschnitt erfolgt an einer vom Druck (—• Druckbild) vorgegebenen Stelle. Mit einem fotoelektrischen Sensor wird die einlaufende Bahn abgetastet. Wird eine aufgedruckte Registermarke auf der Bahn registriert, wird die —> Quermesserpartie so geregelt, dass der Bogen an der Registermarke geschnitten wird. Registerschnitt-Querschneider arbeiten immer einlagig und werden vorzugsweise bei der Banknoten- und Wertpapierherstellung verwendet. KT

Registerwalzen (table rolls)

Registerwalzen waren als Stahlrohre mit Zapfen in fettgeschmierten Gleitlagern (später Walzenlagern) ursprünglich die tragenden Elemente für das —• Sieb von —> Langsiebpapiermaschinen ab —• Stoffauflauf bis zu den —• Flachsaugern und dienten zugleich als Entwässerungselemente. Auf das sog. Registerlineal montiert, auf dem auch die —> Brustwalze gelagert oder zumindest damit verbunden war, bewegte bei einigen Papiermaschinen ein Schüttelbock die Registerwalzen im Bereich der Registerpartie im Kreisbogen um die Längsachse der Papiermaschine oder in sog. Parallelschüttelung. Nach jeder Registerwalze ist ein Wasserabstreifer siebberührend oder mit geringem Abstand angebracht. Die Entwässerungswirkung der Registerwalzen erklärt u.a. den Wasserzwickel, der sich in Laufrichtung nach der Registerwalze einstellt. Bezüglich der Entwässerungsleistung von Registerwalzen sind Maschinengeschwindigkeit und Walzendurchmesser von primärem Einfluss. Mit größerer Papiermaschinenbreite wurden aus Gründen der Statik und Dynamik die Walzendurchmesser größer, was die Entwässerung unerwünscht verstärkte. Als Gegenmaßnahme wurden gerillte Registerwalzen oder solche mit Siebbezug eingesetzt. Mit größerem Walzendurchmesser wurden u.U. auch die Walzenabstände zum Tragen des Siebes zu groß und damit die gewünschte Entwässerungsdichte zu klein. Abhilfe brachte die Foilleiste (—> Foil), die fast beliebige Abstände zulässt und je nach Foilwinkel die gewünschte Entwässerungskapazität bietet. Dank dieser Vorteile hat die Foilleiste auch bei niedrigen Maschinengeschwindigkeiten die Registerwalze weitgehend verdrängt. KL

Reibung (friction)

Reibung ist eine Wechselwirkung zwischen sich berührenden Flächen- bzw. Stoffbereichen von Körpern, die der Relativbewegung entgegenwirkt. Bei der äußeren Reibung gehören die sich berührenden Flächenbereiche

29 zu unterschiedlichen Körpern, die innere Reibung tritt dagegen in viskosen strömenden Flüssigkeiten sowie in Gasen auf. Die Haftreibung (auch statische Reibung) ist der Widerstand eines Körpers gegen das Gleiten. Für die Kräfte bei der Haftreibung gilt der Ansatz Fs =

[Ν],

mit F n in [N] als Normalkraft senkrecht zur Reibungsfläche, F S in [N] als maximaler Haftreibungskraft, bei deren Überschreitung gerade das Gleiten beginnt, und μ δ als Haftreibungskoeffizient (statischer Reibungskoeffizient), dessen Größe von der Beschaffenheit der beiden Oberflächen abhängt. Der dimensionslose Reibungskoeffizient kann auch durch den Neigungswinkel α einer schiefen Ebene ausgedrückt werden, bei dem die Gleitbewegung gerade einsetzt. Das statische Kräftegleichgewicht ergibt dann μ δ = Fs / F N = tan α [-] Eine spezielle Form der Haftreibung ist die Seil- oder Umschlingungsreibung, die von μ δ und dem Umschlingungswinkel abhängt. Bei der Gleitreibung (dynamische Reibung) ist der Betrag der Reibungskraft F D in [N] analog zur ersten Gleichung gegeben durch Fd = μο^Ν [Ν], wobei der Gleitreibungskoeffizient μ 0 (dynamischer Reibungskoeffizient) im Allgemeinen kleiner als der Haftreibungskoeffizient μ δ ist. Rollreibung tritt auf, wenn wenigstens eine der beiden sich berührenden Flächen gekrümmt ist; typisch sind kugel-, zylinderoder kegelförmige Flächen. Zur Charakterisierung kann ebenfalls der Neigungswinkel einer schiefen Ebene herangezogen werden, bei dem der Rollvorgang gerade eintritt. Bei der dynamischen Reibung wird in der Regel mechanische Energie irreversibel in Wärmeenergie (Reibungswärme) umgewandelt. Bei der Reibung zwischen elektrischen Isolatoren kann auch eine sog. Reibungs-

elektrizität (elektrostatische Aufladung) entstehen. Das Reibverhalten von Papieren ist insbesondere bei Papieren der Datenverarbeitung von Bedeutung. Die Bestimmung der statischen und dynamischen Reibungskoeffizienten von Papier gegen Papier oder Papier gegen einen anderen Reibpartner erfolgt unter definierten Bedingungen nach DIN 53119-1 und DIN 53119-2. Das Messprinzip bei Teil 1 ist eine Kraftmessung an einem horizontal bewegten Reibschuh, bei Teil 2 das Prinzip der schiefen Ebene. GÖ

Reibungskoeffizient (coefficient offriction)

Für die Papierverarbeitung ist das Reibungsverhalten der Werkstoffpaarung Papier/Papier von Interesse, speziell bei der Lagenverschiebung in Papierstapeln. Die Gebrauchseignung von Papieren (z.B. die Stapelbarkeit von Verpackungen) wird ebenfalls von den auftretenden Reibungskräften beeinflusst. Physikalisch wird als Reibung die Widerstandskraft FR bezeichnet, die 2 aufeinander liegende Oberflächen dem Gleiten entgegensetzen. Man unterscheidet zwischen der Haftreibung, die bei Beginn einer Gleitbewegung zu überwinden ist, und der Gleitreibung, die während einer Gleitbewegung zu überwinden ist. Es handelt sich hierbei um den Durchschnittswert, der zu überwinden ist, um eine bestimmte Gleitgeschwindigkeit beizubehalten. Der Reibungskoeffizient μ ist definiert als das Verhältnis zwischen der Reibungskraft F r und der senkrecht zur Reibungsfläche wirkenden Normalkraft F N : μ = Έ κ/Έκ

[-]

30 Man unterscheidet den Haftreibungskoeffizienten μ Η und den Gleitreibungskoeffizienten μ 0 . Der Reibungskoeffizient wächst mit steigender Normalkraft: Dies bedeutet, dass die Reibung zwischen den unteren Lagen eines Papierstapels höher ist als zwischen den oberen Lagen. Der Reibungskoeffizient kann mittels eines Rutschwinkelprüfers (mit schräger Gleitebene, Abb.) ermittelt werden. GZ

Reifholzbäume (mature-wood trees)

—> Kernholz

Reiniger (centrifugal

cleaner , hydrocylone)

Reiniger sind Hydrozyklone (Zentrifugalfeldabscheider), die zur Abtrennung und Abscheidung (—• Reinigung) von Schwer- (z.B. Sand) und/oder Leichtteilen (z.B. bestimmte Kunststoffpartikel) aus einer Stoffsuspension eingesetzt werden. Deren wesentliche Trennmerkmale gegenüber den Fasern sind spez. Gewicht und Strömungswiderstandsbeiwert. Dieser Beiwert ergibt sich aus der Form des abzuscheidenden Partikels. Reiniger werden bei unterschiedlichen Stoffdichten eingesetzt: •

•

•

—• Dickstoffreiniger arbeiten bei Stoffdichten bis ca. 6 %. Sie dienen zur Vorreinigung der Stoffsuspension von groben Schwerteilen (ζ. B. Heftklammern), um nachfolgende Maschinen und Apparate vor übermäßigem Verschleiß oder Beschädigung zu schützen. Reiniger, die bei Stoffdichten bis ca. 2 % arbeiten, bezeichnet man als Mittelkonsistenzreiniger. —> Cleaner werden üblicherweise im Stoffdichtebereich zwischen 0,5 und 1,5 % eingesetzt. Sie sind gegenüber den anderen Hydrozyklonen in der Regel kleiner und weisen höhere —• Abscheidewirkungsgrade auf. Aufgrund der kleineren Grenzkorngröße werden sie zur Abscheidung von sehr kleinen Schwerteilen (z.B. Sand, Glaspartikel) und von

Leichtteilen (z.B. Styropor) herangezogen. Durch die verbesserte Sortiertechnik mit kleinsten Schlitzen von Siebkörben der —> Drucksortierer ist die Bedeutung der Leichtteil-Cleaner in der —> Altpapieraufbereitung zurückgegangen. Sie haben ihr Einsatzgebiet vor allem noch zur Abtrennung von Wachs. Dagegen sind die SchwerteilCleaner umso wichtiger geworden, da den hocheffektiven —• Sortierern mit engsten Spaltweiten (0,1 bis 0,15 mm) hochwirksame Schwerteilabscheider vorgeschaltet werden müssen. Diese Cleaner sollen den empfindlichen Schlitzsiebkörben der Sortierer ein Höchstmaß an Schutz gegen Verschleiß gewähren. Entsprechend der Strömungsführung bei Reinigern, spricht man vom Gegenstromoder Gleichstromprinzip. Dabei bezieht man sich auf das Verhältnis der axialen Strömungsrichtung der Kern- und Ringströmung bzw. auf die Abzugsrichtung von —• Überlauf und —• Durchlauf (Abb. 1). Gegenstrom-Prinzip

Gleichstrom-Prinzip

Abb. 1: Gegenstrom- und Gleichstromprinzip bei Hydrozyklonen (Reinigern) zur Schwerteilabscheidung (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology)

•

•

Dickstoffreiniger arbeiten im Gegenstromprinzip und haben 3 Anschlüsse: Einlauf, Durchlauf und Überlauf. Auch die üblichen Schwerteil- und Leichtteil-Cleaner weisen 3 Anschlüsse (3-Wege-Cleaner) auf.

31 •

Combicleaner, die zur gleichzeitigen Abscheidung von Schwer- und Leichtteilen sowie Luft dienen, besitzen bis zu 2 weitere Anschlüsse (Abb. 2).

Die einzelnen Cleaner werden in Cleanerbatterien unterschiedlichster Bauarten zusammengefasst. Die Suspension gelangt über einen Verteiler in die einzelnen Cleaner. Deren Durchlauf und Überlauf werden jeweils in gemeinsamen Rohren gesammelt. Der Überlauf (—• Rejekt) von Reinigern der ersten Stufe wird meist in einer oder mehreren Stufen nachgereinigt. Dies geschieht bei Dickstoffreinigern in maximal einer weiteren Stufe, bei Cleanern in bis zu 5 Stufen. Diese Stufen sind meist in —•Kaskadenschaltung miteinander verknüpft. Die jeweilige Endstufe muss sicherstellen, dass das ausgetragene Rejekt möglichst wenig Fasern enthält. Deshalb wird gezielt Rückspülwasser eingespritzt, womit die Fasern in den Zyklon zurückgespült werden und nur noch unerwünschte Partikel die mehrstufige Cleaneranlage als Rejekt verlassen.

Phase zu klären (—•Filtrieren, —> mechanische Abwasserbehandlung). Reinigungsprozesse sind somit nicht nur innerhalb der —• Stoffaufbereitung anzutreffen, sondern finden in allen Bereichen des Papierherstellungsprozesses ihre Anwendung. Die Abtrennung der Feststoffe (Partikel) basiert auf unterschiedlichen Wirkprinzipien:

Beim Reinigen im Gravitationsfeld werden Feststoffe aus Fasersuspensionen entfernt, deren Sink- bzw. Auftriebsverhalten sich von dem der Fasern unterscheidet und vor allem von deren spez. Gewicht, aber auch von Form und Größe abhängig ist. Dazu zählen alle spezifisch schweren bzw. leichten Verunreinigungen, wie Sand, Glas oder Metallteilchen bzw. Styropor. • Unter Ausnutzung von Auftriebskräften werden Feststoffe mit unterschiedlichem (oberflächenchemischen) Benetzungsverhalten mittels —•Flotation getrennt. Auf diese Weise werden bevorzugt Druckfarbenpartikel aus —•Altpapierstoffen (—• De4-Wege-Typen 5-Wege-Typen 3-Wege-Typen inking) entfernt. SchwerteilLeichtteil• Beim Reinigen unter AusCleaner Cieaner ÜLT ÜLT nutzung von Größenunterk D D schieden lassen sich sehr ü T t Ι t ; kleine Partikel sowie gelöste Substanzen aus Fasersuspensionen mittels —• Wä" V sche bzw. durch —• Ent• ÜST ÜLTT ÜST • UST U L T * ÜST wässern entfernen. FeststofE... Einlauf ÜLT... Überlauf Leichtteile (+evtl. Luft) fe in Fabrikationswässern D... Durchlauf ÜST·.· Überlauf Schwerteile werden unter Verwendung von Filtermitteln mittels —• Filtrieren abgetrennt (—> AbwasserreiA b b . 2: Verschiedene Bauarten (3- u n d 5nigung). W e g e - T y p e n ) v o n H y d r o z y k l o n e n (Reinigern)

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(Quelle: V o i t h Sulzer Paper T e c h n o l o g y )

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Reinigung (cleaning)

Bei der Reinigung wird mit der Entfernung unerwünschter Partikel aus Stoffsuspensionen sowie aus —•Fabrikations- bzw. —•Abwässern das Ziel verfolgt, die Qualität des —• Faserstoffs zu verbessern bzw. die flüssige

Zur Erzielung hoher —• Abscheidewirkungsgrade laufen Reinigungsprozesse bei niedrigen Stoffdichten ab. Die zum Reinigen im Gavitationsfeld verwendeten Hydrozyklone (—• Reiniger) arbeiten in Abhängigkeit vom spez. Gewicht der abzutrennenden Verunreinigungen bis zu einer Stoffdichte von maximal 6 %, wobei mit abnehmender Stoffdichte eine Verbesserung der Abscheidewirkung

32 verbunden ist. Deswegen werden zur Abtrennung grober Schwerteile in der —> Grobreinigung üblicherweise —> Dickstoffreiniger eingesetzt, dagegen in der —• Feinreinigung bevorzugt —• Cleaner verwendet, die im Stoffdichtebereich bis 1,5 % eine effektive Abtrennung kleinster Schwer- und Leichtteile ermöglichen. Flotationsprozesse werden bei Stoffdichten um 1 % durchgeführt, so dass bei den in den Flotationsapparaten herrschenden Strömungsbedingungen ein störungsfreier Auftrieb der mit den abzuscheidenden Feststoffen beladenen Luftblasen gewährleistet werden kann. Die Abtrennung von Feststoffen im Gravitationsfeld setzt die Beschleunigung der Suspension am Einlauf in den Reiniger voraus. Das sich darin ausbildende Zentrifugalfeld (40 bis 1 000 g) als Funktion des Hydrozyklondurchmessers und des Druckabfalls zwischen —• Einlauf und —• Durchlauf schleudert die Schwerteile an die Wandung des Hydrozyklons, die mit dem —> Überlauf aus dem Prozess abgeschieden werden. Dagegen wandern die Leichtteile in den sich ausbildenden Wirbelkern und werden auf diesem Wege aus der Suspension abgetrennt. Zur Erzielung einer hohen Abscheidewirkung wird in der ersten Stufe ein ÜberlaufVolumenstrom von etwa 10 % vorgegeben, der in maximal 4 nachfolgenden Stufen zur Aufkonzentration des —• Rejekts bzw. zur Reduzierung von FaserAC verlusten nachbehandelt wird.

Reißlänge (breaking length)

Die Reißlänge ist diejenige Länge eines Streifens aus Papier von beliebiger, aber gleichbleibender Breite und —> Dicke, bei der der Streifen, an einem Ende aufgehängt gedacht, infolge seiner Masse am Aufhängepunkt abreißen würde. Die Reißlänge wird in [km] angegeben. Die beim einachsigen Zugversuch bei konstanter —• Dehngeschwindigkeit bestimmte —• Bruchkraft von Papier ist - abgesehen von stofflichen und herstellungstechnischen Parametern - von seiner —• flächenbezogenen Masse abhängig. Um einen Vergleich von

Papieren unterschiedlicher flächenbezogener Masse zu ermöglichen, wurde die Reißlänge als ein relatives Maß für die Zugfestigkeit von Papier eingeführt. Zur Berechnung der Reißlänge R wird die beim Zugversuch gemessene Bruchkraft einer Probe auf deren flächenbezogene Masse bezogen: R = — ^ — 103 [km] mAbg mit F b : Bruchkraft der Probe in [N] m A : flächenbezogene Masse der Probe in [g/m2] b: Breite der Probe in [mm] g: Normfallbeschleunigung (9,81 m/s2) Die Reißlänge ist als Festigkeitsparameter in der europäischen Normung nicht mehr definiert. Die in DIN EN ISO 1924-2 genormten Versuchsbedingungen zur Bestimmung der Bruchkraft im Zugversuch werden unter dem Stichwort —• breitenbezogene Bruchkraft näher beschrieben. WS

Reisstroh (rice straw)

Reisstroh wird in den Reis anbauenden Ländern, besonders in Ostasien und Japan, zur Herstellung von Papierfasern und Papier verwendet. Neben den 4 Hauptarten (Oryza sativa, Oryza preacox, Oryza montana und Oryza glutinosa) gibt es viele Abarten. Man unterscheidet das bei der Ernte abgeschnittene, die Ähren tragende „Padistroh", dessen Faserstoff festere Papiere ergeben soll, und das „Feldstroh". Die hohlen Stengel der zu den Gramineen gehörenden Reispflanze erreichen eine Länge von 50 bis 170 cm. Die Länge der Reisstrohfaser schwankt zwischen 0,4 und 1,5 mm. Kennzeichen für Reisstrohzellstoff sind die große Feinheit der Bastzellen, ein zartes Netzgefaß und die warzenförmigen Erhöhungen der Epidermiszellen. Für den chemischen Aufschluss von Reisstroh wird das NatronzellstoffVerfahren bevorzugt. Der hohe Siliciumgehalt (bis 14 %) verursacht Ablagerungsprobleme in den

33 Wasch- und —•Eindampfanlagen der Zellstofffabrik. Die Weltproduktion an Reiszellstoff dürfte 1995 bei 3 Mio t gelegen haben. Die größte Fabrik wird in Ägypten betrieben (200 t/d). JU

Rejekt (reject)

Bei der —•Reinigung von —•Fasersuspensionen (in Zellstofffabriken, Holzstoffanlagen, Papierfabriken) mit Hilfe von —• Drucksortierern und —• Cleanern (Hydrozyklonen) wird der einlaufende Volumenstrom (—• Einlauf) in 2 (z.T. auch mehrere) Volumenströme aufgeteilt, und zwar in das —•Akzept (Gutstoff) und in das Rejekt (Spuckstoff). Im Rejekt befinden sich artfremde (z.B. Sand, Kunststoffpartikel) und formungeeignete (z.B. —• Splitter, Rindenpartikel) Verunreinigungen, allerdings noch vermischt mit gutem Fasermaterial. Um das Fasermaterial von den Verunreinigungen so weit wie möglich zu trennen, wird das Rejekt der ersten Stufe einer mehrstufigen Anlage von Drucksortierern oder Cleanern in einer zweiten oder sogar in mehreren hintereinander geschalteten Stufen aufkonzentriert. Im Idealfall, der heute bei ausgefeilter Sortiertechnik der Realität entsprechen sollte, besteht das Rejekt der letzten Reinigungsstufe ausschließlich aus Verunreinigungen, die als —• Abfälle (Produktionsreststoffe) entweder durch Deponieren entsorgt (z.B. Sand) oder im Fall von organischen Verunreinigungen (z.B. Kunststoffpartikel) durch Verbrennen in der werkseigenen —• Kraftanlage zwecks Dampf- (—•Turbine, —•Heizdampf) und Stromgewinnung energetisch genutzt werden. GG

Rekultivierung (recultivation)

Unter Rekultivierung wird die Wiedernutzbarmachung von belasteten Landschaftsteilen für land- und forstwirtschaftliche, aber auch für Siedlungs- und Verkehrszwecke verstanden. An die neu zu schaffende Kulturlandschaft werden hohe Anforderungen unter Be-

rücksichtigung ökologischer Aspekte gestellt. Die Rekultivierung spielt eine große Rolle bei der Wiedernutzbarmachung von Gebieten nach einem vorübergehenden BraunkohleAbbau sowie von Kiesgruben, stillgelegten Truppenübungsplätzen und Deponien. Zur Rekultivierung einer —• Deponie wird zunächst eine Oberflächenabdichtung aufgebracht, die dann mit einer mehr als 1 m dicken Schicht kulturfähigen Bodens bedeckt wird. Diese Schicht schützt die Oberflächenabdichtung und ermöglicht eine Bepflanzung des Geländes. Eine Bepflanzung vermindert die Erosion und wirkt sich günstig auf den Wasserhaushalt der Deponie aus. Unter Umständen sind Pflege- und Schutzmaßnahmen über einen langen Zeitraum nach der Anpflanzung notwendig. Nutzungsmöglichkeiten stillgelegter und rekultivierter Deponien werden weitgehend durch Deponiegasbildung, -erfassung und -ableitung bestimmt. Wichtig ist, dass keine Beschädigung der Oberflächenabdichtung, z.B. durch Setzungen des Deponiekörpers, auftritt, damit deren trennende Funktion zwischen Abfall und Biosphäre erhalten bleibt. HA

Relative Luftfeuchtigkeit (relative humidity , RH)

Luft vermag in Abhängigkeit von der Temperatur eine bestimmte maximale Wassermenge aufzunehmen. Man spricht dann vom Sättigungsgrad, ausgedrückt in [g/m3]. Als relative Luftfeuchtigkeit wird nach DIN EN 20187 das Verhältnis des tatsächlichen Wasserdampfgehalts der Luft zum Wasserdampfgehalt der bei gleicher Temperatur und gleichem Druck mit Wasserdampf gesättigten Luft bezeichnet, angegeben in Prozent. Die Einhaltung einer bestimmten (genormten) relativen Luftfeuchtigkeit in Verbindung mit einer konstanten Temperatur ist in —• Klimaräumen, in denen —• Papierprüfung durchgeführt wird, die Voraussetzung für die Vorbehandlung und Prüfung von Faserstoffen, Papier und Karton (—• Klimatisierung). Zur Bestimmung der relativen Luftfeuchtigkeit werden —• Hygrometer und Psychrometer verwendet. Das Normalklima für die

34 Prüfung von Faserstoffen, Papier und Karton hat eine Temperatur von (23 ±1)°C und eine relative Luftfeuchtigkeit von (50 ± 2) %. In tropischen Ländern kann ein Klima mit einer Temperatur von (27 ± 1)° C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von (65 ± 2) % verwendet werden. EI

Relaxation (relaxation)

Relaxation und —• Kriechen sind typische Erscheinungen von Materialien mit viskoelastischem Materialverhalten (—• Viskoelastizität). Thermoplastische Kunststoffe (—• Thermoplaste) sind ein Beispiel für solche Materialien, und auch Papier weist dieses Verhalten auf. Wird eine Papierprobe einer konstanten Zugkraft F (unterhalb der —• Bruchkraft) unterworfen, resultiert daraus aufgrund von Umstrukturierungen im Fasernetzwerk eine mit der Zeit zunehmende —• Dehnung. Wird hingegen die Dehnung ε (unterhalb der —•Bruchdehnung) konstant gehalten, so ergibt sich ein Zugkraftverlauf, der mit der Zeit asymptotisch abfällt (Abb.). Dieser Vorgang wird Relaxation genannt. Kriechen

Relaxation

F,s A Dehnung

F,s A Dehnung VliraftF

Kraft F

•

• Zeit

Zeit

Zeitverläufe von Zugkraft F und Dehnung ε an einer Papierprobe

Kriech- und Relaxationsvorgänge können unter dem Einfluss von Zug- und Druckkräften im Papier auftreten, z.B. in Papierrollen

aufgrund der dort herrschenden Radial- und Tangentialspannungen. Das Ausmaß der durch Kriechen und Relaxation hervorgerufenen Effekte hängt nicht nur von den eingeleiteten Kräften bzw. Spannungen, sondern auch von der Faserart (—• Laubholz, —•Nadelholz) und ihres —•Aufschlussverfahrens (—• Zellstoff, —» Holzstoff, —• Altpapierstoff) sowie der Verfahrenstechnik der Faseraufbereitung und der Papierherstellung ab. HC

Remittenden (overissues, unsold news and magazines)

Unter Remittenden sind unverkaufte Exemplare von Druckerzeugnissen (—•Zeitungen und Illustrierten) zu verstehen, die z.B. an Kiosken oder beim Einzelhandel erfasst werden. Bei Remittenden handelt es sich wegen der getrennten Erfassung um hochwertiges —• Altpapier, das unverschmutzt und sortenrein, z.B. getrennt nach Zeitungen und Illustrierten, einer Wiederaufarbeitung (—• Recycling) in der Papierindustrie zur Verfügung PU gestellt werden kann.

Renaturierung (renaturalization,

restoration)

Unter Renaturierung wird die Überfuhrung anthropogen veränderter Lebensräume in einen naturnäheren Zustand bezeichnet. Beispiele sind die Rückumwandlung (Rückbau) von begradigten und kanalisierten Fließgewässern in einen naturnahen Zustand oder die Anwendung biologisch-technischer Maßnahmen zur Wiederherstellung von Hochmooren. Renaturierungsmaßnahmen können nur den Rahmen für die natürliche Entwicklung setzen. Diese muss sich dann von selbst über einen längeren Zeitraum entfalten. HA

Reproduktion (color reproduction)

Prozessstufe aus dem Vorstufenbereich, bei der aus angelieferten Bildern bzw. Originalen nach Kundenanweisung Bildvorlagen für ein oder mehrere Medien angefertigt werden.

35 Wichtigstes Medium ist der —•Druck. Es kann sich jedoch auch um eine Ausgabe auf Bildschirm, z.B. über den Weg Internet oder CD-ROM, handeln. Klassisches Endprodukt der Reproduktion ist ein Satz Filme für die Farben —• Cyan, —• Magenta, Gelb und Schwarz zusammen mit einem —•Andruck. Diese Technologie wird nach und nach abgelöst von der Lieferung einer Datei zusammen mit einem (Digital-) Prüfdruck. DO

Reproduzierbarkeit (reproducibility)

Reproduzierbarkeit ist ein Begriff der Qualitätssicherung und Statistik, mit der im allgemeinen Sprachgebrauch die Wiederholgenauigkeit von Ergebnissen aus empirischen Untersuchungen bezeichnet wird. Nach DIN 55350-13 soll dieser Ausdruck ersetzt werden durch die Begriffe: Wiederholpräzision und Vergleichspräzision. Die Ungleichartigkeit von Versuchsobjekten, die Variabilität des Materials und der Versuchbedingungen führen bei empirischen Untersuchungen zur Streuung quantitativ erfassbarer Merkmale. Die Präzision ist eine qualitative Bezeichnung für das Ausmaß der gegenseitigen Annäherung voneinander unabhängiger Untersuchungsergebnisse bei mehrfacher Anwendung eines festgelegten Untersuchungsverfahrens unter vorgegebenen Bedingungen.

die Präzision voneinander unabhängiger Ergebnisse, die unter festgelegten Ermittlungsverfahren am identischen Objekt durch denselben Beobachter in kurzen Zeitabständen mit derselben Geräteausrüstung am selben Ort (im selben Labor) gewonnen wurden. Neben diesen qualitativen Präzisionsbegriffen bestehen auch quantitative Begriffe zur Präzision, wie Wiederholstandardabweichung und Vergleichstandardabweichung. Die Wiederholstandardabweichung (Formelzeichen: σΓ) ist ein Streuungsparameter für Ergebnisse unter Wiederholbedingungen und daher ein Maß für die Wiederholpräzision. Entsprechend ist die Vergleichstandardabweichung (Formelzeichen: o R ) ein Streuungsparameter für Ergebnisse unter Vergleichsbedingungen und daher ein Maß für die Vergleichspräzision. EI

Ressource (resource)

Der Begriff Ressource bezeichnet die zur Aufrechterhaltung des Lebens ständig zur Verfügung stehenden Güter (Stoffe und Energie). Unterschieden wird aus ökologischer und ökonomischer Sicht zwischen erneuerbaren und nichterneuerbaren Ressourcen. Der Begriff Ressource wird auch durch die deutschen Begriffe Naturgut und natürliche Lebensgrundlage abgedeckt.

1) Die Vergleichspräzision (früher: Vergleichbarkeit im qualitativen Sinne) beschreibt die Präzision voneinander unabhängiger Ergebnisse, die unter festgelegten Ermittlungsverfahren am identischen Objekt durch verschiedene Beobachter mit verschiedener Geräteausrüstung an verschiedenen Orten (in verschiedenen Labors) gewonnen wurden. Wenn die Ermittlung am identischen Objekt nicht möglich ist, z.B. bei —• zerstörender Prüfung, dann versucht man, durch möglichst gleichartige Objekte die Vergleichsbedingungen sicherzustellen.

1) Erneuerbare Ressourcen sind alle auf den Prozess der —• Fotosynthese zurückgehenden, biologisch gebildeten Substanzen. Dazu zählen neben den Nahrungsmitteln auch —• Holz und die gesamte Flora. Da die Fotosynthese auf der ständigen Einstrahlung von —• Sonnenenergie beruht, wird auch die Sonnenenergie den erneuerbaren Ressourcen zugeordnet, wie auch die von ihr abgeleiteten regenerativen Energien Wind und Wasserkraft sowie die nutzbare solare Wärmeenergie.

2) Die Wiederholpräzision (früher: Wiederholbarkeit im qualitativen Sinne) beschreibt

2) Als nichterneuerbare Ressourcen gelten anorganische, unbelebte Materialien, wie Erze, Salz, Mineralien oder Baustoffe, die ab-

36 den Phenylpropaneinheiten auf und enthält eine Vielzahl organischer Verbindungstypen (C-C-Einfach- und Doppelbindungen, Esterund Ätherbindungen, aromatische Systeme) sowie funktioneller Gruppen (aliphatische und phenolische Hydroxylgruppen, Aldehyd-, Keto- und Carboxylgruppen). Die daraus resultierende Vielfalt der Reaktionsmöglichkeiten führt dazu, dass das Restlignin in Abhängigkeit von —» Aufschlussverfahren und Eine erweiterte Definition des Begriffs Res- —> Bleichsequenz in Menge und Funktionalisource bezieht zusätzliche immaterielle sierung unterschiedlich ist. Komponenten, wie z.B. Eigenart oder SchönNach enzymatischem Abbau der —»Kohheit von Landschaften, Erlebnis- und Erho- lenhydrate ist die Charakterisierung des Restlungswert, mit ein. HA lignins möglich. Sulfitrestlignin hat ein höheres Molekulargewicht als das Lignin der —• Ablauge, das Molekulargewicht von Fichtensulfitrestlignin ist höher als von BuchenRessourcenschutz sulfitrestlignin. Sulfitrestlignin ist kovalent an (resource protection) Unter Ressourcenschutz wird das Bestreben Polysaccharide gebunden, höher polymeriverstanden, die erneuerbaren natürlichen Res- siert und weist einen geringeren Hydroxylsourcen so schonend zu nutzen, dass ihre gruppengehalt, Methoxylgehalt und SulfonieNutzung nicht im Widerspruch zu ihrer Er- rungsgrad auf als —• Lignosulfonsäuren. haltung steht und somit dauerhaft erfolgen Unlösliche Sulfatrestlignine lassen sich kann. Die nachhaltige Nutzung der Ressour- nach enzymatischem Abbau der Kohlenhycen wurde in der deutschen Forstwirtschaft drate in 0,5 M —> Natronlauge lösen und mit bereits Anfang des 19. Jh. zum Leitprinzip —> Salzsäure bei pH 2,5 fällen und reinigen. erhoben (—> nachhaltige Entwicklung). In der Das Molekulargewicht der Sulfatrestlignine modernen Landwirtschaft hat der Ressour- ist höher als von Schwarzlaugenlignin censchutz durch den ökologischen Landbau (—> Schwarzlauge). Es fällt aber mit fortan Bedeutung gewonnen. HA schreitender —> Delignifizierung. Das Sulfatrestlignin ist gering funktionalisiert. Die Entwicklung der —»Bleiche zu den Restlignin chlor- und chlorverbindungsfreien —» Bleich(residual lignin) mitteln, wie Sauerstoff (—• SauerstoffbleiDer nach jedem Holzaufschluss zur Zellstoff- che), —> Wasserstoffperoxid und —• Ozon, erzeugung im —> Zellstoff verbleibende An- fuhrt zu einer geringeren Selektivität hinteil —• Lignin wird als Restlignin bezeichnet. sichtlich der Ligninentfernung. Dadurch entAußerhalb des deutschen Sprachraums wird halten —> TCF-Zellstoffe gegenüber —• ECFunter Restlignin der Ligningehalt des jeweili- Zellstoffen und konventionell gebleichten gen Zellstoffs verstanden. Ursachen für den Zellstoffen mehr Lignin und infolge der OxiVerbleib des Restlignins im Zellstoff nach dationsreaktionen enthält das Lignin der dem —• Kochen sind die ungenügende Funk- TCF-Zellstoffe hydrophilere Strukturen. Das tionalisierung und damit verminderte Lös- hat bei TCF-Zellstoffen Auswirkungen auf lichkeit. Die große Dimension der Lignin- ihre Festigkeiten, ihr Mahlverhalten und ihr moleküle verhindert ihre Diffusion durch die Verhalten gegenüber chemischen —• HilfsPoren der Faserwand sowie die kovalente stoffen. AR Bindung an die —> Polysaccharide. Das Makromolekül des Lignins baut sich in vitro durch dreidimensionale Vernetzung aus

gebaut und verbraucht werden, bis ihre Abbau· und Lagerstätten erschöpft sind. Die Wiederverwendung solcher Stoffe im Rahmen einer modernen Abfallwirtschaft stellt ein nicht zu unterschätzendes Ressourcenpotential dar. Den nichterneuerbaren Ressourcen werden auch nichtregenerative Energieträger (Stein- und Braunkohle, Erdöl, Erdgas, Uran) zugeordnet.

37 Reststoffe (residues)

Als Reststoffen werden ganz allgemein die in landwirtschaftlichen und industriellen Produktionsprozessen neben den eigentlichen Produkten entstehenden festen, schlammigen und flüssigen Stoffe bezeichnet. Bis zum Inkrafttreten des -> Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes (KrW-/AbfG) waren Reststoffe im —• Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) als Stoffe definiert, die bei der Energieumwandlung oder bei der Herstellung, Bearbeitung oder Verarbeitung von Stoffen anfielen, ohne dass der Zweck des Anlagenbetriebs hierauf gerichtet war. Reststoffe konnten als Wertstoffe wiederverwertet oder als nichtverwertbare Abfälle beseitigt werden. Im KrW-/AbfG wird der Begriff Reststoffe nicht mehr gebraucht. Unabhängig von den Eigenschaften der Reststoffe, werden diese als —• Abfälle eingestuft, sofern sie keine Produkteigenschaften haben. Unterschieden wird zwischen Abfällen zur Verwertung und Abfällen zur Beseitigung. Der Begriff Reststoffe findet allerdings weiterhin im üblichen Sprachgebrauch Verwendung. HA

Retentionsmittel (retention aid)

einer Stoffsuspension. Grundsätzlich unterscheidet man 2 Flockungsmechanismen: •

•

den Mosaikmechanismus über die Wechselwirkung von flächig adsorbierten Retentionsmittelmolekülen (z.B. —• Polyethylenimin) mit freien negativen Oberflächenladungen den Brückenmechanismus, bei dem hochmolekulare Retentionsmittelmoleküle (z.B. kationisches —> Polyacrylamid) Partikel miteinander verbinden, indem sie selbst als Brücke fungieren.

Der Mosaikmechanismus führt zu einer feinen, dichten Flockung, der Brückenmechanismus dagegen zu einer voluminösen. Grundsätzliches Problem einer jeden Flockung ist die mehr oder weniger stark ausgeprägte Beeinträchtigung der Formation des hergestellten Papiers. Chemisch lassen sich Retentionsmittel(komponenten) in 3 Klassen einteilen: • • •

Anorganische Produkte (z.B. —» Aluminiumsulfat, —> Bentonit) modifizierte Naturstoffe (z.B. —•kationische Stärke) synthetische organische Polymere (z.B. Polyacrylamid, Polyethylenimin, Polyamidoamin, Polyethylenoxid). MN

Ein Retentionsmittel ist eine Prozesschemikalie, die die Retention (Zurückhalten von Feststoffen auf dem —> Sieb im —> Faservlies) Reverse-Cleaner fester Bestandteile der Stoffsuspension (z.B. (reverse cleaner) —• Fein- und —> Füllstoffe) unterstützt und —> Cleaner fordert. Die Vorteile einer optimierten Retention sind im Wesentlichen: • • • • •

bessere —• Runnability niedrigere Feststoffgehalte in —> Stoffauflauf und —> Siebwasser verminderte Siebabrasion bessere —• Formation geringere —•Zweiseitigkeit des hergestellten Papiers.

Die Wirkung eines Retentionsmittels beruht auf der Flockung der (festen) Inhaltsstoffe

Reyon (rayon)

Reyon (Kunstseide, —> Viskosefaser) ist eine Cellulosefaser, die durch Spinnen einer Cellulosexanthat-Lösung (Viskose) in ein Säurebad regeneriert wird. Reyon besteht fast ausschliesslich aus —•Cellulose, die hier in Form der Cellulose Ii-Modifikation vorliegt. Zur Herstellung der Fasern löst man die Viskose (Cellulosexanthat) in —> Natronlauge und erhält so die Spinnlösung, die etwa 7 bis 10 % Cellulose enthält. Diese Spinnlösung

38 wird filtriert, im Vakuum von Luft befreit (diese würde sonst die Fäden brüchig machen) und etwa 2 bis 3 Tage bei 15 bis 18° C zur „Nachreifung" gelagert. Anschliessend wird diese Spinnlösung mit Hilfe von Pumpen durch Spinndüsen aus einer Gold-PlatinLegierung, Tantal oder Edelstahl gepresst, die je 20 bis 800 jeweils 0,03 bis 0,10 mm weite Löcher haben, so dass jede Düse gerade einen Kunstseidefaden (aus 20 bis 800 Einzelfäden zusammengesetzt) gibt. Die Düsen tauchen in Fällbäder oder Spinnbäder ein (Nassspinnen), die meist —• Schwefelsäure und Salze enthalten (z.B. 10% Schwefelsäure, 20% —• Natriumsulfat, ca. 1 % Zinksulfat, Rest: Wasser) und die Viskose unter Ausscheidung von —• Schwefel, —• Schwefelwasserstoff, Schwefelkohlenstoff und Natriumsulfat zu einem fertigen, festen Faden aus annähernd reiner Cellulose spinnen. Die äußerst giftigen, brennbaren und mit Luft explosionsfähige Gemische bildenden Zersetzungsprodukte stellen nicht nur ein Arbeitssicherheitsproblem dar, sondern sind auch schädlich für die Umwelt. Die die Spinndüsen verlassenden Fäden werden auf Spulen aufgewickelt, in Heißwasserbädern von anhaftenden Fällbadresten befreit, getrocknet, gezwirnt und mit Chlorlauge (—> Chlor) oder —• Wasserstoffperoxid gebleicht. Große Mengen von Reyon werden zu Autoreifeneinlagen (Cord) weiter verarbeitet. Ferner werden aus Reyon Futterstoffe, —• Vliesstoffe und technische Gewebe hergestellt. Besondere Qualitätsanforderungen an einen —• Chemiezellstoff zur Herstellung von Reyon: Weißgrad > 90 %; RI 8 > 92 %; R 1 0 > 90 %; DP 900 bis 1 200. (DP —•Polymerisationsgrad; RI 8 in 18%iger —•Natronlauge unlöslicher Anteil in Prozent.)

Reyonstapelfaser ( rayon staple fiber)

Literatur: Römpp Lexikon Chemie. Stuttgart, New York: Georg Thieme Verlag, 1996 GU

Eine Rezirkulationsmahlung wird bevorzugt dann durchgeführt, wenn bei kontinuierlicher Betriebsweise einem geringeren Massenstrom eine höhere Refinerkapazität gegenüber steht. Zurückzuführen ist diese Schaltungsvariante auf die effektivere Energieausnutzung bei

Als Reyonstapelfaser wird eine —•Reyonfaser bezeichnet, die auf eine Länge von 30 bis 40 mm geschnitten wurde und ähnlich wie —• Baumwolle zu verspinnen ist. Die Qualitätsanforderungen, die an —•Zellstoffe zur Herstellung von Stapelfasern gestellt werden, sind etwas geringer als für die Produktion von Endlosgarnen, Filamenten und Membranen. Gefordert werden u.a. folgende Werte: Weißgrad > 90 %; R 1 8 > 90 %; R 1 0 > 87 %; DP 1 400 bis 2 600. (DP - • Polymerisationsgrad; Ris in 18 %iger —• Natronlauge unlöslicher Anteil in Prozent.) GU

Rezirkulationsmahlung (recirculation beating , recirculation refining)

Die Rezirkulationsmahlung ist eine Schaltungsvariante von —• Mahlanlagen für kleinere Produktionskapazitäten (Abb.). Dabei wird ein Teil des Volumen- bzw. Massenstroms nach der —• Mahlung direkt vor den —• Refiner zurückgeführt und erneut behandelt.

Prinzip der Rezirkulationsmahlung

39 Volllastbetrieb des Refiners. Zudem wird über die Rückführmenge der gewünschte —• Mahlgrad festgelegt. AC

Richtwerte (recommended values)

Nach der —• Technischen Anleitung Luft wird zwischen Grenzwerten (zum Schutz der menschlichen Gesundheit) und Richtwerten (zum Schutz von erheblichen Nachteilen und Belästigungen) unterschieden. Bei Richtwerten im Umweltbereich werden solche Werte zu Emissionsdaten oder Konzentrationen genannt, die in der Regel einzuhalten sind. Eine Überschreitung bzw. Unterschreitung der Richtwerte hat in der Regel keine Folgen. —• Grenzwerte sind in vielen Umweltgesetzen und Verordnungen vorgeschrieben (z.B. —> Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG), —» Klärschlammverordnung (AbfKlärV)). Die Nichteinhaltung dieser Grenzwerte hat in der Regel weitgehende Folgen, die sich im Verlust der Genehmigung bzw. Verwendungsverbot von Stoffen auswirkt. In der Verordnung über —> Großfeuerungsanlagen nach dem BImSchG, die für viele Kraftwerke der Papierindustrie gilt, werden z.B. die Grenzwerte bei Feuerungsanlagen mit einer Feuerungswärmeleistung von 50 MW und mehr für viele —• Schadstoffe in den —• Abgasen festgelegt. GT

Ries (ream)

Ries ist ein altes Papierzählmaß (arab.: rizma = Ballen). 24 Bogen Schreib- oder 25 Bogen Druckpapier wurden zu einem „Buch" zusammengepackt und in der Mitte gefalzt. 20 Buch (480 bzw. 500 Bogen) ergaben ein Ries. 10 Ries wurden zu einem Ballen verschnürt, der zwischen 50 und 80 kg wog. Heute besteht ein Ries in Deutschland aus 1 000 Bogen, in den USA aus 500 bzw. 480 Bogen und in England aus 480, 500 oder 516 Bogen. Nach DIN 6730 ist ein Ries die Verpackungseinheit von sortengleichem Planopapier, deren Größe von der —• flächenbezo-

genen Masse und vom —• Format abhängig ist. NE

Riesableger (ream layboy)

Ablegevorrichtung für Riese (1 Ries entspricht z.B. 500 Blatt) an einem —> Formatquerschneider oder einem —» Bogenschneider. KB

Riesabstapler (ream stacker/accumulator)

Abstapelvorrichtung für verpackte —> Riese (1 Ries entspricht z.B. 500 Blatt) an einer Verpackungsanlage für Formatpapiere. Die Verpackungsanlage ist in der Regel einem —• Formatquerschneider mit —• Riesableger nachgeschaltet. KB

Riffelwalze (corrugating

roll)

—> Wellpappe

Rill- und Ritzmaschine (creasing and scoring machine)

Eine Rill- und Ritzmaschine wird für die Verarbeitung von Karton und Pappen eingesetzt. Es handelt sich hierbei um eine kombinierte Maschine, in der sowohl Rill- als auch Ritzaggregate zur Vorbereitung einer Biegestelle eingesetzt werden können (Abb.). Rillund Ritzmaschinen werden in der Schachtelherstellung verwendet und arbeiten in der Regel rotativ. Im Gegensatz dazu können Karton und Pappen auch mit Bandstahlwerkzeugen bearbeitet werden. Zum —•Ritzen von Karton und Pappen läuft ein rotierendes Rundmesser gegen eine rotierende Unterlage. Über eine Höhenverstellung des Ritzmessers können dessen Eintauchtiefe und somit die Ritztiefe eingestellt werden. Zwischen Ritzmesser und Unterlage wird der Werkstoff hindurchgeführt. Das Ritzen wird immer dann durchgeführt, wenn die Materialfestigkeit aufgrund der Schwächung durch das Ritzen eine untergeordnete Rolle

40 spielt, dafür aber eine höhere Maßgenauigkeit gefordert wird. Wenn hingegen die Materialfestigkeit der Biegestelle hoch sein soll, wird die Gefügeschwächung über eine Rillung erzeugt. In vielen Rill- und Ritzmaschinen wird als Rillwerkzeug der sog. Kraus'sche Patentrillapparat verwendet.

—* Biegesteifigkeit durch ein Verdrängen des Kartons erreicht, beim Vollrillen durch ein Verdichten des Kartons (Abb. 1). Zur Herstellung von Biegelinien werden die in folgender Tabelle aufgeführten Verfahren angewendet:

•

• Rillen

•

Ritzen

Schema der Funktion einer Rill- und Ritzmaschine

MZ Rillen (creasing) Unter Rillen versteht man einen plastischen Materialverformungsprozess, der dazu dient, bewegliche Biegestellen an —• Pappe, —• Wellpappe oder —» Karton derart vorzubereiten, dass aus den Materialien im weiteren Verarbeitungsprozess dreidimensionale Gebilde (—• Schachteln, —• Displays) hergestellt werden können. Die Biegestellen stellen dabei die späteren Kanten der Hohlkörper dar. Durch eine Gestaltsänderung des Querschnitts und der Aufspaltung einzelner Lagen des Kartons wird örtlich definiert der Biegewiderstand reduziert. Hohlrillen

•

Rotierend Taktweise (intermittierend) (kontinuierlich) Rillen mit Rill- • Stanzrillung mit Bandstahlscheibe und Geschnittwerkgenzurichtung zeugen Rillen mit Rotati• Stauchrillen onsstanze Rillen mit Patentrillautomat Rillen mit Rotationsbiegeautomat

Kontinuierliche und diskontinuierliche Rillverfahren

Die in der Papier- und Pappenverarbeitung gebräuchlichsten Verfahren sind nachfolgend beschrieben.

Einfach-V

Doppel

Vollrillen

3-PunktProfil

Rillmatritze

Rillunterlage

5-PunktProfil

Abb. 1: Hohl-und Vollrillen

Unterschieden wird beim Rillen zwischen dem Hohlrillen und dem Vollrillen. Beim Hohlrillen wird die Verminderung der

Gegenzurichtung

Rillscheibe

Abb. 2: Werkzeugkombinationen

41 1)

Rillen mit Rillscheibe und Gegenzurichtung Dieses Verfahren wird hauptsächlich bei der Wellpappeverarbeitung eingesetzt. Die Wellpappe wird zwischen den Spalt der rotierenden Rillscheibe und der ebenfalls rotierenden Gegenzurichtung gefuhrt. Je nach Anforderung an die Ausbildung der Rille und entsprechend der Wellpappenqualität werden unterschiedliche Werkzeugkombinationen verwendet, um ein Einreißen der Decke bei möglichst exakten Rilllinien zu verhindern. Einige dieser Kombinationen sind in Abb. 2 dargestellt. Am häufigsten werden die Einfach· V und die 3-Punkt-Rillung eingesetzt. 2) Rillen mit Rotationsstanzen Das Rillen mit Rotationsstanzen wird fast ausschließlich für die Verarbeitung von Wellpappe eingesetzt. Hierbei werden Stanzund Rillmesser in Halbschalen aus Holz verwendet und auf Trägerzylindern angebracht. Mit den Stanz-Rill-Werkzeugen werden in einem Arbeitsgang —• Faltschachteln oder Faltkisten hergestellt. Es gibt 2 unterschiedliche Systeme: Beim Stanz-Rillen gegen Stahl wird eine Gegenzurichtung auf dem Gegenstanzzylinder aufgebracht; es wird nach dem Prinzip des Hohlrillens gearbeitet. Beim Stanz-Rillen gegen Polyurethan wird nach dem Prinzip des Vollrillens gearbeitet, da keine Gegenzurichtung auf dem elastischen Gegenstanzzylinder aufgebracht werden muss. 3)

Stanzrillung mit Bandstahlschnittwerkzeugen

Zurichtung

Abb. 3: Stanzrillung

Für die Verarbeitung von Karton ist das Stanzrillen das am meisten eingesetzte Ver-

fahren, um Rillungen herzustellen. Entsprechend Abb. 3 sind Stanz- und Rilllinien in einem Werkzeug integriert. Üblicherweise wird gegen eine Gegenzurichtung gearbeitet, die entsprechende Rillnuten aufweist. Das Stanz-Rill-Werkzeug besteht in den meisten Fällen aus mehrschichtverleimten Sperrholzplatten, in die Stanzlinien und Rilllinien aus Bandstahl eingearbeitet sind. Um das Prinzip des Hohlrillens zu realisieren, werden auf die Gegenstanzplatte aus Stahl Rillnuten aufgebracht, die je nach Hersteller und Anforderungen an Maßhaltigkeit und Standzeit aus unterschiedlichen Materialien bestehen können. AN

Rillenmarkierung (groove marking) Um die Entwässerungsleistung in der —• Pressenpartie einer Papiermaschine zu erhöhen, sind Walzen u.a. mit Rillen (—• Rillenpresse) versehen, deren Rillenstruktur sich im Papier abbilden kann. Man spricht dann von Rillenmarkierung (siehe auch —> Walzenmarkierung). Die Rillen oder Nuten laufen ringförmig oder mit geringer Steigung spiralig um den Walzenkörper. Die Rillenbreite beträgt zwischen 0,3 und 0,8 mm mit einer Tiefe von 1,5 bis 6 mm. Die Stegbreite zwischen den Rillen liegt zwischen 2 und 3 mm. Modernere Entwässerungsprofile weisen ein Diagonal-Rillenprofil auf, bei dem sich 2 parallele Rillenscharen unter einem Winkel zwischen 30° und 45° kreuzen. Rillenmarkierungen werden in der industriellen Praxis meist visuell identifiziert. Eine quantitative Analyse hinsichtlich Geometrie und Intensität der Markierung erlaubt die Bildanalyse ( —• Bildanalysator). PR

Rillenpresse (venta-nip press) Rillenpressen dienen in einer —• Pressenpartie dank ihrer Rillen einer schonenden, aber zugleich wirkungsvollen —•Entwässerung der feuchten Papierbahn. Erstmals kamen gerillte Walzen in —• Legepressen zum Einsatz. Sie werden auch als Venta-Nip-

42 Pressen bezeichnet. Die klassische Rillenpresse ist aus einer glatten Gegenwalze (2), einem —• Filz und einer gerillten Presswalze (3) aufgebaut. Die Rillen ermöglichen eine Aufnahme des im —• Pressnip ausgepressten Wassers auf kürzestem Weg. Anschließend wird das Wasser durch Zentrifugalkraft aus den Rillen abgeschleudert. Der Filz nimmt das Presswasser nur teilweise auf und wird somit von Feinstoffablagerungen (—> Feinstoff) entlastet. Die Rillenwalze wird an verschiedenen Positionen einer Pressenpartie eingesetzt (Abb.).

Rillenwalzen müssen mit —• Spritzrohren und Schabern von stofflichen Ablagerungen sauber gehalten werden. Im Zusammenspiel mit dem Filz müssen eventuell Markierprobleme beachtet werden (—• Filzmarkierungen). Der Gummibezug einer Rillenwalze hat eine Härte von etwa 5 bis 8 P&J. Gerillte Stahlwalzen werden bei Geschwindigkeiten über 800 m/min eingesetzt. Die Rillen sind etwa 0,5 mm breit und 2,5 mm tief bei einem Rillenabstand von ca. 3 mm. BU

Rinde (bark) Gewebe, das vom —• Kambium (Bildungsgewebe) bei Stämmen, Ästen und Wurzeln nach außen gebildet wird. Die Rinde besteht aus mehreren Schichten: der Innenrinde oder Bast (Phloem) sowie der Außenrinde (Periderm), die bei den meisten Baumarten im Alter zur Borke umgebildet wird. Die Innenrinde dient der Leitung der Assimilate von den Orten der —• Fotosynthese (Nadeln, Blätter) zum Kambium, die Außenrinde zum Schutz gegen mechanische Schädigungen. Die Rinde der Baum- und Straucharten enthält neben —> Cellulose, —• Polyosen und —> Lignin eine Vielzahl von chemischen Substanzen, die z.T. arten- oder gattungsspezifisch sind. Wesentliche Gruppen sind Gerbstoffe (hydrolysierbare und kondensierte Tannine), Harze, Polyphenole, Wachse, Suberin, Kautschuk und Mineralstoffe (—• nachwachsende Rohstoffe). Da diese Stoffe bei der Herstellung von mechanischen und chemischen —> Faserstoffen (—» Holzschliff, —> Zellstoff) erheblich stören, muss das Ausgangsmaterial fur diese Prozesse frei von Rinde sein. Die Rinde wird überwiegend energetisch genutzt. Die stoffliche Verwertung erfolgt in Form von Rindenmulch, -kompost und -humus. WE

Saugwalze (1), Zentralwalze bzw. glatte Walze (2), Gerillte Walze (3) Pressenpartien mit Rillenpressen

Rindenbaststoffe (Tapa) (bast fiber fabrics) (tapa) Rindenbaststoffe (oft mit dem völkerkundlichen, aus Polynesien stammenden Namen Tapa bezeichnet, auf Hawaii Kapa genannt)

43 gehören zu den ältesten menschlichen Produkten. Der früheste, bis jetzt bekannte Nachweis der Verwendung von Rindenbast stammt aus der mesolithischen MagiemoseKultur Dänemarks (7./6. Jahrtausend v. Chr.). Die Herstellung von Rindenbaststoffen wird entlang eines breiten äquatorialen Gürtels in allen Kontinenten ausgeübt (—• Faserpflanzen). Grundsätzlich sind 3 technische Entwicklungsstufen zu unterscheiden: 1) Beim einfachsten Verfahren, nachweisbar z.B. in Mittel- und Südamerika sowie Afrika, wird die Rinde eines Stämmchens oder dicken Astes abgezogen und durch Schaben von den verholzten äußeren Teilen befreit. Der weiche innere Bast wird in frischem Zustand mit einem gerillten Klopfwerkzeug aus Holz über einem Baumstamm so lange geschlagen, bis die Faserbündel mechanisch verfilzt sind. Die Rillen des Schlagholzes erzeugen eine Art Musterung. Der Saft, im Fall von Ficusarten Naturlatex enthaltend, dient als Bindemittel. Das in die Breite und Länge durch das Klopfen gedehnte Stück wird an der Luft getrocknet und anschließend durch Kneten und Schlagen gewalkt. Der so entstandene filzähnliche Stoff kann wie ein Textilgewebe zugeschnitten und genäht werden; vielerlei Dekorationsarten sind möglich. Er wird fur Kleidung und Schmuck, für Maskenbildung und als Ersatz für Flechtmatten verwendet. 2) Bei der zweiten Technikart, vor allem im pazifischen Raum verbreitet, wird der Bast auch dünnerer Zweige verwendet. Von der vom Kernholz getrennten Rinde wird, in Wasser eingeweicht oder in frischem Zustand, die innere Bastschicht losgelöst. Diese Baststreifen werden in Wasser eingeweicht. Über einem polierten Baumstamm werden anschließend die Streifen mit Holzklopfern geschlagen und in Länge und Breite gedehnt. Durch Aneinanderklopfen mehrerer Streifen können sehr große Stoffstücke produziert werden und durch Übereinanderklopfen mehrerer Streifenlagen auch dicke Filztücher.

3) Das dritte, in Südostasien, China und bei einem Volksstamm Mexikos (Otomi) beheimatete Verfahren benützt eingeweichte und in Aschenlauge längere Zeit gekochte (chemischer Aufschluss der Cellulose, Bleicheffekt) Baststreifen. Diese werden wiederum in noch nassem Zustand mit Steinklopfern auf einem Brett so lange geschlagen, bis eine blattgroße, breiige Masse entstanden ist, die wie Papier verwendet werden kann. Diese Technik darf als direkter Vorläufer der Papierherstellung betrachtet werden (—• Erfindung des Papiers, —> Eingießtechnik). TS

Ringbuch (loose leaf binders) Ein Ringbuch kann im Sinne der D I N 821 als Schriftgutbehälter angesehen werden, vergleichbar mit einem —> Briefordner. Die Ausfuhrung von Ringbüchern kann vielfältig sein, wie z.B. im Format und der Gestaltung der Heftmechanik. Zu einem Ringbuch gehören in aller Regel auch Ringbuch-Einlagen. MZ Ringbuch-Einlage (sheets for loose leaf binders) Ringbuch-Einlagen sind im Bereich Bürowesen in der Regel vorbedruckte und gelochte Einzelblätter, die zum Abheften und Beschriften in dem dafür vorgesehenen Ringbuch dienen. Ringbuch-Einlagen können entweder in kalendarischer Form (Terminplaner) oder als sonstige Organisationsmittel, wie z.B. Register, Trennblätter und Prospekthüllen, ausgeführt sein. Formate und Maße der Lochung von Ringbuch-Einlagen sind in D I N 5005 festgelegt. MZ

Ringstauchwiderstand (ring crush test , RCT) Die RCT-Methode dient zur Bestimmung des —• Stauchwiderstands eines zu einem Ring geformten Streifens aus —> Decken- oder —> Wellenpapier. Die Methode ist in D I N 53134 genormt. Als Ringstauchwiderstand wird der maximale Widerstand definiert, den eine ringförmige Probe einer axial

44 auf diesen Ring wirkenden Kraft bis zum Zusammenbruch entgegensetzt. Der Stauchwiderstand (in der Blattebene) von Deckenpapier und Wellenpapier leistet einen wesentlichen Beitrag zur Festigkeit des Endprodukts (—• Wellpappe: —• Kantenstauchwiderstand ECT, Wellpappeschachtel: —• Schachtelstauchwiderstand BCT). Zur Bestimmung des Stauchwiderstands stehen verschiedene Prüfverfahren zur Verfügung (Methode zur Bestimmung des —> Streifenstauchwiderstands, die RCT-Methode und die CCT-Methode (corrugated crush test)). Bei dem Verfahren wird ein 12,7 mm breiter und 152 mm langer Probestreifen verwendet und ringförmig in den kreisrunden Spalt einer speziellen Halterung eingelegt, so dass die freie Einspannlänge in Stauchrichtung 6,35 mm beträgt (Abb.). Der Probenhalter der RCT-Methode besteht aus 2 Teilen: einem Außenring mit Boden und mittigem Zentrierstift sowie einem Innenring, in dessen Mitte sich eine Zentrieröffnung befindet. Innenring und Außenring bilden eine ringförmige Nut, in die über eine tangentiale Zufuhrung die Probe eingefädelt wird. Um Papierproben mit verschiedenen Dicken einspannen zu können, stehen 5 Innenringe mit verschiedenen Durchmessern zur Verfugung.

oberen Prüfplatte direkt belastet. Die maximal erreichte Kraft stellt das Prüfergebnis dar. Als Ringstauchwiderstand wird die maximale Stauchkraft, bezogen auf die Streifenlänge, in [kN/m] angegeben. WS

Ritzen (scoring) Das Ritzen ist wie das —> Rillen ein Verfahrensschritt in der Kartonverarbeitung, bei dem Biegestellen vorbereitet werden. Beim Ritzen wird der Werkstoff von oben her bis zu einer bestimmten Tiefe durchgeschnitten, wodurch einzelne Lagen eines mehrschichtig aufgebauten Kartons durchtrennt werden und die —• Biegesteifigkeit entlang der Ritzlinie reduziert wird. Stanzlinie

Ritzlinie Grundplatte Karton Stanzplatte

Ritzen von Karton

Wie beim Rillen von Karton ist das gebräuchlichste Verfahren das Ritzen mit Bandstahlschnittwerkzeugen. Die Ritzlinien sind prinzipiell wie die Stanzlinien aufgebaut, weisen jedoch eine geringere Höhe auf, damit der Karton nicht vollständig durchtrennt wird. AN

Papierstreifen Halterung

Prinzip der RCT-Methode

Nach dem Einlegen der Probe in die Halterung wird sie zwischen 2 parallelen Platten in einer Druckprüfmaschine mit einer —• Belastungsgeschwindigkeit von 12,5 mm/min zusammengedrückt. Die Prüfkante wird von der

Rizinusöl (castor oil) Rizinusöl ist ein klares, gelbliches, dickflüssiges —> Öl, das aus dem geschälten Samen der Euphorbiazee (Ricinus communis) durch Auspressen und anschließendes Auskochen mit Wasser gewonnen wird. Es zählt zu den nichttrocknenden vegetabilen Ölen. Sein Hauptbestandteil stellt chemisch das Trigycerid der Ricinolsäure (CI 8 H 3 40 3 ) dar, der einfach ungesättigten Oxistearinsäure. Es wurde für Druckfarben von Schreibmaschinenfarbbändern eingesetzt und dient zuweilen als —> Weichmacher für Flüssigfarben. Rizinusöl

45 wird auch zur Prüfung der Ölaufnahme von Papieren (—• Cobb-Wert) verwendet. Durch Dehydrierung wird aus ihm das zweifach ungesättigte Rizinenöl (dehydrogenated castor oil, DCO oil) hergestellt. Dieses ist vergleichsweise hell und stellt, wie —> Leinöl und —> Holzöl, ein trocknendes Öl dar. Es wird überwiegend zur Herstellung von oxidativ trocknenden Alkydharzen eingesetzt, die ihrerseits Anwendung fur die Herstellung von —• Druckfarben und weißen Überzugslacken finden. Solche flüssigen Polyester werden als DCO-Alkyde bezeichnet. RO RMP-Verfahren (refiner mechanical pulping) —> Refiner-Holzstoffverfahren

Rohabwasser (raw sewage) Das einer —• Abwasserreinigungsanlage zufließende, also ungereinigte —• Abwasser, wird als Rohabwasser bezeichnet (DIN 4045). Alternativ, aber weniger eindeutig, wird auch die Bezeichnung ungeklärtes Abwasser verwendet. Der Begriff wird überwiegend, aber nicht ausschließlich auf kommunales Abwasser angewendet. Bei industriellem Abwasser wird die eindeutigere Bezeichnung unbehandeltes Abwasser (untreated waste water) bevorzugt. MÖ

Rohdachpappe (roofing felt base paper) Bei der Rohdachpappe handelt sich um besonders saugfahige Rohpappen aus Lumpen und Textilabfällen sowie Altpapierstoffzusätzen, die auf Pappmaschinen hergestellt, anschließend mit Teer, —> Bitumen und/oder Naturasphalt getränkt werden und als Isoliermaterialien mit Witterungsschutz oder für Bauzwecke dienen. Sie dürfen nur einen begrenzten Asche- und Wassergehalt aufweisen. Herstellungs- und PrüfVorschriften gehen aus D I N 52117, DIN 52118 und DIN 52119 hervor. Die flächenbezogene Masse der Roh-

dachpappen, die in Rollen ausgeliefert werden, beträgt bis zu 500 g/m 2 . RH

Rohdichte (apparent density) Bei dem Begriff Rohdichte (früher: —• Raumgewicht) handelt es sich um einen veralteten Begriff, der in der europäischen Normung durch den Begriff scheinbare —• Dichte ersetzt wurde. WS

Rohpapier (base paper 9 body paper) Rohpapier ist nach D I N 6730 jede Art von Papier (—> ungestrichen oder gestrichen), das einer späteren Veredelung zugeführt wird. Bei Veredelung kann es sich um —• Laminieren, —> Kaschieren, —• Imprägnieren oder andere —> Beschichtungen handeln. Die häufigste Variante ist das Beschichten mit einem oder mehreren wässrigen Pigmentdispersionen (—• Streichen, —• Streichfarbe). Das hierfür verwendete Rohpapier wird als —> Streichrohpapier bezeichnet. Die Rohpapiere müssen in ihren Eigenschaften dem jeweiligen Verwendungszweck angepasst sein. Für die Kaschierung sind das Wegschlagverhalten und das Benetzungsverhalten des speziellen —• Klebstoffs zu berücksichtigen. Zu imprägnierende Papiere müssen eine gleichmäßige Aufnahme der Imprägnierlösung erlauben. Neben diesen direkten Anforderungen muss aber auch die Verträglichkeit der einzelnen Komponenten im Langzeitverhalten berücksichtigt werden. Z.B. kann fehlende Abstimmung zwischen Rohpapier, Klebstoff und —• Folie zu Vergilbung, Haftungsproblemen oder bei metallisierten (—• Metallisieren) Verbunden auch zu —> Korrosion fuhren. Derartige Fehler sind in der Regel auf unzureichende Kommunikation z.B. zwischen Papierfabrik, Folienherstellern, Klebstofflieferanten und Verarbeitern zurückzufuhren. Literatur: Nitzel, K.: Anforderungen an Spezialpapiere aus der Sicht des Verarbeiters und Veredlers.

46 Wochenblatt für Papierfabrikation (1990), Nr. 22, 983-985

118 PA

Rohrleitungen (pipework) Eine Zellstoff- oder Papierfabrik ist ohne ein ausgedehntes Rohrleitungssystem nicht denkbar. Dieses Rohrleitungsnetz dient zum Transport von —• Rohwasser (Frischwasser) und —> Abwasser, fließfähigen Stoffen (Faserstoffsuspensionen, —• Streichfarben) sowie zur Energie-(Dampf-) und Druckluftverteilung. A u f Rohrbrücken oder in unterirdischen Kanälen verbinden sie Fabrikationsstätten, sie dienen als Verbindungselemente zwischen Apparaten und Maschinen verschiedener Verfahrensstufen, so dass man die Rohrleitungen als Adern der Fabrik bezeichnen kann. Neben diesen Haupt- und Versorgungsleitungen werden Pneumatik- und Hydraulikleitungen an Maschinen und Maschinenstuhlungen befestigt, die die Hydraulikstationen bzw. Pneumatikschränke mit den Aktuatoren (z.B. Balk, Hydraulikzylinder) verbinden. Da Rohrleitungen zum Transport der unterschiedlichsten Stoffe eingesetzt werden, ist eine Vielzahl von Werkstoffen notwendig, um den gestellten Anforderungen gerecht zu werden. Zur Förderung von korrosiven Stoffen (—> Korrosion) werden meist Rohre aus legiertem Stahl, Kupfer und Aluminium verwendet. Weitere Rohrwerkstoffe sind Gusseisen, Polyvinylchlorid (PVC) und andere Kunststoffe (z.B. Polyethylen, Polypropylen, glasfaserverstärkte Polyesterharze). Zu den Rohrleitungen zählen Rohre, Rohrverbindungen (Flansch-, Schweiß- und Steckverbindungen), Rohrkrümmer, Dehnungsausgleicher und Rohrhalterungen. Um ein Zueinanderpassen der Einzelteile zu gewährleisten, haben sich die Hersteller von Rohren auf bestimmte Durchmesser festgelegt (DIN 4202). Die Nennweite D N ist die Kenngröße für zueinander passende Teile, z.B. Rohre mit Formstücken oder mit —> Armaturen. Eine weitere Kenngröße ist der Nenndruck PN. Er ist der Druck, für den genormte Rohrleitungsbauteile - bei Zugrundelegung eines bestimmten, in den jeweiligen

Maßnormen genannten Ausgangswerkstoffs und der Temperatur 20° C - ausgelegt sind. Er entspricht dem zulässigen Betriebsüberdruck bei der tiefsten Betriebstemperatur eines Werkstoffs. VO

Rohrreinigungsgerät (pipe cleaning tool) In der Zellstoff- und Papierindustrie kommt es aufgrund von —• Adhäsion, —> Korrosion, niedrigen Durchströmgeschwindigkeiten und chemischen Reaktionen (z.B. Ausfällung) zu Ablagerungen im Rohrleitungssystem (—• Rohrleitungen). Durch Präventivmaßnahmen (pH-Wert, turbulente Strömungen, —• Schleimverhinderungsmittel) können Ablagerungen weitestgehend gering gehalten, oftmals jedoch nicht vermieden werden. Um bereits verfestigte Ablagerungen im Rohrleitungssystem zu entfernen, werden Schlagbohrfräser oder hydrodynamische Rohrreinigungssysteme eingesetzt, die mit Hilfe eines Fräskopfes harte Ablagerungen zerkleinern/zertrümmern oder unter hohem Druck einen Wasserstrahl auf die Ablagerung richten, um diese zu zerkleinern und/oder von dem Rohr ablösen. Die zerkleinerten Teilchen werden mit Spülwasser aus dem Leitungssystem ausgeschwemmt. Das wesentliche Element eines hydrodynamischen Reinigungsgeräts sind die Reinigungsdüsen, aus denen das Wasser mit Drücken bis 1 000 bar austritt. Da jedoch schon bei etwa 50 bar eine stark bürstende Wirkung des Wasserstrahls eintritt, werden in der ZellStoff- und Papierindustrie selten Drücke über 50 bar angewendet. Der Kopf eines Reinigungsgeräts besteht neben Reinigungsdüsen auch aus Vorschubdüsen, die für einen kontinuierlichen Vorschub des Reinigungskopfes im Rohr sorgen. VO

Rohrsauger (uhle box, felt suction box) —> Filzkonditionierung

47 Rohrschleuder (cylindrical cleaner , cylindrical hydrocyclone) Die Rohrschleuder ist ein Vorläufer des Schwerteil-Cleaners (—> Cleaner), bei dem statt des konusformigen (kegelförmigen) Designs von Cleanern ein zylindrisches Rohr verwendet wird, in das die —> Fasersuspension am Kopf tangential eingeleitet wird. Das Funktionsprinzip ist mit dem von Cleanern identisch, so dass auch in einer Rohrschleuder die Schwerteile aufgrund von Zentrifugalkräften an der Innenwandung des Geräts angereichert und von dort abgezogen werden. Der —• Abscheidewirkungsgrad von Rohrschleudern ist wegen geringerer Zentrifugalkräfte und des sich nicht von oben nach unten verjüngenden Durchmessers kleiner als der von Cleanern, weshalb sie heute keine Bedeutung mehr besitzen. PU

Rohwasser (raw water, untreated water) Zur Verwendung als —> Brauch- oder —• Trinkwasser vorgesehenes Wasser, insbesondere —> Oberflächenwasser, wird vor der Aufbereitung als Rohwasser zur Unterscheidung von dem aufbereiteten Brauch- oder Trinkwasser bezeichnet. MÖ

Rollapparat (winder) Andere Bezeichnung für —> Rollenschneidmaschine

Rolle (reel) Bezeichnung für fertig auf —• Wickelhülsen gewickelte Papier- oder Kartonbahnen (siehe auch —> Abwickelrollen, —» Aufwickelrollen, —• Fertigrollen, —• Versandrollen). KT

Rolle mit Wasserschaden (reel damaged by water) Ein Wasserschaden an Papierrollen ist eine besondere Art von —• Rollenschaden, der

beim Transport oder bei der Lagerung von Rollen entstehen kann, wenn Papierrollen aufgrund von unzureichenden Schutzmaßnahmen in direkten Kontakt mit Wasser, z.B. Regen- oder Spritzwasser einschließlich Seewasser, kommen. Dadurch entstehen Deformationen der Rollen sowie Verfärbungen des aufgewickelten Papiers, was eine Weiterverarbeitung im Allgemeinen unmöglich macht. Zusätzlich kann Feuchtigkeit in Kombination mit Wärme zum Wachstum von —• Mikroorganismen im Papier beitragen, was Geruchsprobleme verursachen kann. Ähnliche Effekte können sich auch einstellen, wenn Rollen längere Zeit einer extrem hohen Luftfeuchtigkeit ausgesetzt werden. KR

Rollen (winding) Andere Bezeichnung für —• Wickeln als Aufwickeln von Papier- oder Kartonbahnen. KT Rollenausrüstung (reel finishing) Mit Rollenausrüstung werden die Arbeiten in einer Papier- oder Kartonfabrik bezeichnet, durch die die von der Papier- oder Kartonmaschine bzw. von der —> Streichmaschine oder dem —> Kalander kommenden, auf —» Tamboure gewickelten Papier- oder Kartonbahnen für die weitere Verwendung ausgerüstet werden. Darunter versteht man das —> Umrollen von Tambour auf Tambour, verbunden mit einem Kantenbeschnitt, das Beseitigen von —> Rollenfehlern auf dem —> Doktorroller und das Herstellen von schmaleren —• Versandrollen auf der —• Rollenschneidmaschine. KT

Rollenauswurf (reel ejector) Bei hohen Maschinengeschwindigkeiten kann es bei —> Doppeltragwalzen-Rollenschneidmaschinen unter ungünstigen Bedingungen zu Auswürfen der —• Aufwickelrollen kommen, wobei die Aufwickelrolle das Walzenbett verlässt. Zur Vorbeugung von Unfällen

48 sind die Rollenschneidmaschinen deshalb mit soliden —• Schutzvorrichtungen ausgerüstet, so dass die einzelnen Aufwickelrollen nicht die Maschine verlassen können. Ursache für Rollenauswürfe sind meistens Vibrationen in Verbindung mit im Durchmesser unterschiedlich großen Aufwickelrollen, hervorgerufen durch schlechte —» Dickenprofile der Papier- oder Kartonbahn. KT

Rollendoktor (doctor winder) Synonym für —» Doktorroller

Rollendruckmaschine (rotary press, web press) Als Rollendruckmaschinen, auch RollenRotationsdruckmaschinen genannt, werden —• Druckmaschinen bezeichnet, die den —• Bedruckstoff im bahnformigen Zustand verarbeiten. Eine Klassifizierung der Rollendruckmaschinen erfolgt nach folgenden Merkmalen: 1) • •

• •

Nach den —• Druckverfahren: —> Rollenoffsetdruckmaschine (RollenRotations-Offsetdruckmaschine) Rollentiefdruckmaschine (Rollen-Rotations-Tiefdruckmaschine), (—• Tiefdruckmaschine) Hochdruckrotationsdruckmaschine (Rollen-Rotations-Hochdruckmaschine) Rollenflexodruckmaschine (Rollen-Rotations-Flexodruckmaschine), (—• Flexodruckmaschine).

2) • • • • •

Nach technischen Merkmalen: einfach- oder doppeltbreit Einfach- oder Doppelumfang Anzahl der —> Druckwerke Anzahl der Seiten ein- oder mehrfarbig.

3) • •

Nach den Druckerzeugnissen: Zeitungen Akzidenzen/Zeitschriften

• •

Bücher Formulare.

Die Rollendruckmaschinen der Hauptdruckverfahren —> Hoch-, —• Offset-, —• Tief- und —• Flexodruck unterscheiden sich im Wesentlichen in den Druckwerken und dem —> Trocknen der Druckfarbe auf der Papierbahn. Generell ist eine Rollendruckmaschine mit einer Abwicklung und einem Einzugswerk (Vorspannwerk) ausgerüstet. In diesen Aggregaten erfolgen das Abziehen der Bahn von der Rolle, die Kontrolle und Regelung der —• Bahnspannung sowie die Seitenkantenbzw. Bahnmittenregelung. Nach der Farbübertragung und der Farbtrocknung kann die bedruckte Bahn je nach Einsatzgebiet wieder aufgerollt werden (z.B. Verpackungsdruckmaschine) oder nach dem Passieren eines Querschneiders in einer Planobogenauslage (—> Bogenauslage) ausgelegt werden (z.B. —• Etikettendruckmaschine). Uberwiegend wird die Auslage jedoch über Falzapparate zur Herstellung ein- bis dreifach gefalzter —> Zeitungsdruckmaschine, Bogen (z.B. —• Buchdruckmaschine) realisiert. NE

Rollenendverklebung (reel end gluing) Bei den in einer —• Rollenschneidmaschine fertig gewickelten —> Versandrollen wird das Bahnende vor der Rollenverpackung mit Klebebändern an die Rolle geklebt (Rollenendverleimung). Die Rollenendverklebung erfolgt entweder automatisch oder von Hand in der Rollenschneidmaschine. KT

Rollenendverleimung (reel end gluing) Bei den in der —• Rollenschneidmaschine fertig gewickelten —> Versandrollen wird das Bahnende vor der Rollenverpackung mit Leim an die Rolle geklebt (Rollenendverklebung). Dies erfolgt entweder automatisch oder von Hand in der Rollenschneidmaschine. KT

49 Rollenetikett (roll label) —> Etiketten

Rollenhochregallager (high rise roll storage shelf) —• Hochregallager

Rollenfehler (winding reel defect) Als Rollenfehler werden Fehler bezeichnet, die an einer —• Rolle mit Papier- oder Kartonbahnen auftreten können. Das können Abrisse, aber auch schlechte, d.h. teleskopierte (—> Teleskopieren) oder mit Absätzen versehene Stirnflächen, Wickelfalten, Riegel und Einbrüche sein. KT

Rollenkaschiermaschine (web laminator) Spezielle Form einer —•Kaschiermaschine, in der die zu kaschierende Bahn und das Kaschiermaterial von der Rolle verarbeitet werden. Die Konfiguration von Rollenkaschiermaschinen hängt davon ab, ob das —> Kaschieren als Nass-, Trocken- oder Schmelzkaschieren ausgeführt wird. Stets verfügen Rollenkaschiermaschinen über 2 Abwicklungen: eine für die zu kaschierende Bahn und eine zweite für das Kaschiermaterial.

Rollenfilmschutzpapier (barrier paper for roll films) Rollenfilmschutzpapiere sind porenfreie, lichtdichte, maschinenglatte, schwarze und/ oder dunkelrote Papiere zum Einschlagen und damit zum Schutz lichtempfindlicher Materialien. Sie müssen deshalb fotochemisch neutral und opak ( - • Opazität) sowie frei von kratzenden Bestandteilen sein. Die lichtschützende Wirkung wird entweder durch Zumischung von -> Ruß und stark lichtstreuenden Pigmenten (z.B. Titandioxid) zur Stoffmasse und/oder Bedrucken bzw. Beschichten der Papieroberfläche mit Ruß erreicht. Häufig werden Rollenfilmschutzpapiere auch als zweilagige Duplexpapiere durch Vergautschen (-> Gautschen) einer schwarzen mit einer roten Papierbahn (Duplexfilmpapier) hergestellt. Die flächenbezogene Masse beträgt 80 bis 120 g/m 2 . RH

Rollengummiermaschine (web gumming machine) Eine Beschichtungsmaschine, in der auf eine Papierbahn ein wasserreaktivierbarer —• Klebstoff in der Regel auf Basis natürlicher Polymere, wie —• Stärke und —• Glutin, aufgetragen wird. Rollengummiermaschinen bestehen aus der Abwicklung, dem Klebstoffauftragswerk, der Trocknung und der Aufwicklung. WN

1) Beim Nasskaschieren wird der meist wässrige Klebstoff auf das Kaschiermaterial aufgetragen und im Kaschierwerk mit der zu kaschierenden Bahn zusammengeführt und verpresst. Anschließend wird der Verbund getrocknet. Für das Nasskaschieren eignen sich somit nur wasserdampfdurchlässige Materialien, wie z.B. Papier. 2) Beim Trockenkaschieren wird der Klebstoff ebenfalls auf das Kaschiermaterial aufgetragen, aber noch vor dem Zusammenführen der Bahnen im Kaschierwerk getrocknet. Im Kaschierwerk muss der getrocknete Klebstofffilm thermisch reaktiviert werden. Die Walzen des Kaschierwerks werden deshalb beheizt. Das Trockenkaschieren eignet sich somit für wasserdampfundurchlässige Materialien. Es wird zur Herstellung von Folienverbunden und ähnlichen Produkten eingesetzt. 3) Beim Schmelzkaschieren wird zur Verbindung der Bahnen eine wasser- und lösemittelfreie Klebstoffschmelze verwendet ( - • H o t melts). Wegen der kurzen Verfestigungszeiten der Schmelzklebstoffe wird der Klebstoff in der Regel über einen —• Extruder und eine Breitschlitzdüse unmittelbar vor dem Kaschierwerk aufgetragen.

50 In allen Fällen erfolgt am Ende der Kaschiermaschine die Aufrollung oder mittels —• Querschneider die Auslage in Bogen. Rollenkaschiermaschinen müssen über sehr sorgfaltige Bahnspannungsregelungen verfugen, weil unterschiedliche Bahnspannungen im Verbund zu Planlageabweichungen fuhren würden. WN

Rollenklammer (roll clamb) Die Manipulation und der Transport unverpackter und verpackter Papierrollen erfolgen in den —• Ausrüstungen und Lagern von Papierfabriken und Druckereien mit —• Staplern, deren Hubgestell mit einer Rollenklammer ausgestattet ist. Der mit einer Rollenklammer ausgerüstete Stapler kann die Rollen in die Lage und Position bringen, die z.B. für den Aufbau kantengerader Kaminstapel im —• Rollenlager erforderlich ist. Die —•Etiketten (mit Barcode) müssen von vorn lesbar sein, damit sie später - wie auch auf der Rolle umlaufend aufgedruckte Barcodes - von einer Kamera am Gabelstapler erkannt werden können. Die Rollen können, stehend im Zeilenlager deponiert oder gekippt auf der schrägen Ebene eines Durchlauflagers (Rollenlager) abgesetzt, aus dem Rollenlager zum Lkw befördert und dort transportgerecht geladen werden. SZ

des aufgetragenen Lacks geschieht in den dem Lackierwerk nachgeschalteten Trocknern, deren Konfiguration von der eingesetzten Lackart abhängt. Bei Dispersionslacken wird mit Heißluft und/oder Infrarotstrahlung getrocknet (—> Infrarottrockner). Bei Lösungsmittellacken wird Warmluft zum Trocknen eingesetzt. Bei UV-Lacken ist die Trocknung eigentlich ein Härtungs- bzw. Vernetzungprozess, der unter der Einwirkung von intensiver UV-Strahlung abläuft (—> UVTrocknung). WN

Rollenlager (roll storage) Die Lagerung von Rollen in einer Papieroder Kartonfabrik dient der Aufrechterhaltung eines reibungslosen Materialflusses durch Zwischenlagerung (auch zur Vorbereitung von Produktionsschritten), Pufferung von Produktionsüberhängen und Abfederung von Lieferverzögerungen, z.B. in der Druckerei. Es dient aber auch der Sortierung von Rollen, der Zusammenstellung von Versandpartien sowie der Belieferung von Just in time-Bestellungen (—> Papierlager). Dafür gibt es folgende Rollenlagerarten: •

• Rollenlackiermaschine (web varnishing machine) In der Druckweiterverarbeitung werden Rollenlackiermaschinen zum —• Lackieren von bedruckten Rollenpapieren eingesetzt. Eine Rollenlackiermaschine besteht aus folgenden Baugruppen: Abrollung, Lackierwerk, Trockner und Aufrollung. Lackierwerke sind in der Regel Walzenauftragswerke, deren technische Auslegung im Wesentlichen von der Viskosität des —• Lacks bestimmt wird. Zur Anwendung kommen glatte oder gerasterte Walzen. Die Auftragswalzen können auch mit —> Klischees belegt werden, die den Lackauftrag auf bestimmte Bereiche des Druckbogens beschränken. Die Trocknung

•

•

Zeilenlager für liegende und stehende Rollen (als Puffer-, Durchlauf- und Rampenlager) Blocklager: Kaminstapelung in nummerierten Feldern mit Staplerbeschickung Kranlager: Kaminstapellager mit automatischer, computergesteuerter Kranbeschickung Kanal- oder Tunnellager für liegende Rollen in —• Hochregallagern.

1) Im Zeilen- und Blocklager erfolgt die Lagerung der Rollen durch —> Stapler mit —•Rollenklammer nach einem Lagerbelegungsplan in nummerierten Lagerfeldern in 6 bis 10 m hohen Kaminstapeln. Der Lagerplatz fur die Rolle geht aus dem Rollenetikett oder aus einem auf der Außenseite der Rolle umlaufenden Barcode hervor, der von einem Scanner (—• Barcodeleser) am Gabelstapler erkannt und über Funk an den Lagerverwal-

51 tungsrechner weitergeleitet wird. Im Durchlauflager (Rampenlager) bewegen sich die Rollen selbsttätig über eine schräge Ebene von einem Rollenstopper zum nächsten, wobei sie in kommissionsgebundenen oder losgrößenabhängigen Lkw-Partien in einzeln zugänglichen Zeilen abgesetzt und aus diesen abgerufen werden können. Die Einlagerung erfolgt z.T. über automatische —» Rollentransportanlagen. 2) Kranlager arbeiten mit Hallenkränen, die mit Rollengreifern oder mit Vakuumhebern ausgestattet sind. Auf der - » Stirnseite stehende Rollen können mit einem Saugheber abgehoben und an der vorgesehenen Lagerposition eingelagert werden. Eine in den Vakuumkopf integrierte Notstromversorgung sichert den Halt der Rolle auch bei Stromausfall. Die Hebetechnik eignet sich vorwiegend für unverpackte Rollen (Abb.). Verpackte Rollen können nur dann mit Vakuumhebern bewegt werden, wenn die Verpackung dafür tragfähig genug ist.

3) Tunnel- oder Kanallager sind aufgebaut aus nebeneinander angeordneten „Kanälen" in übereinander liegenden Etagen (Ebenen). Kanallager sind Hochregallager, in denen die Rollen, auf Rollpaletten (Trollies), Satellitenfahrzeugen und Aufzügen bewegt, ein- und ausgelagert werden. Die Steuerung des Rollenlagers und der einzelnen Transportelemente übernimmt eine mit dem übergeordneten Lagerverwaltungsrechner gekoppelte SPS-Steuerung, wobei die Rollenerkennung vorwiegend durch Barcodeleser erfolgt. Der Lagerverwaltungsrechner (LVR) weist den Rollen aufitrags- oder sortenorientiert entsprechende Lagerplätze zu und verwaltet die Rollendatenbank. Automatische Rollenlager vermeiden die Beschädigungen durch Gabelstapler, nutzen den vorhandenen Lagerplatz optimal aus und bieten auf entsprechenden Bildschirmseiten des Rechners einen klaren Überblick über den Materialfluss und die Lagerbestände. Literatur: Welge, S.: Lager- und Lagerformen. Wochenblatt für Papierfabrikation 120 (1992), Nr. 3, 91-94 SZ

Rollenmagazin (reel storage) Unter Rollenmagazin versteht man in Papierund Kartonfabriken einen Raum, in dem Rollen jedweder Art gesammelt und/oder gelagert werden. KT

Rollenoffsetdruck (rotary offset , web offset) Als Rollenoffsetdruck wird der —• Auflagendruck mit —• Offsetdruckmaschinen bezeichnet, die eine von einer —• Rolle sich abwickelnde Bahn (Papierbahn) bedrucken. Nach dem Druckvorgang wird die Bahn entweder in der —• Druckmaschine zu Bogen geschnitten oder zu einer Rolle aufgewickelt. NE Vakuumheber

52 Rollenoffsetdruckmaschine

sind bei —> Rollendruckmaschinen für den verbreitet. Die auslau(offset rotary (press), rotary offset pressAkzidenzoffsetdruck , web fende Rolle wird bis zum Stillstand abgeoffset press) bremst und dann an die vorbereitete neue Eine Rollenoffsetdruckmaschine (RollenRolle angeklebt. Während des Klebevorgangs offset-Druckmaschine, Rollenoffsetmaschi(6 bis 7 s) wird die Maschine über einen Pane) ist eine —• Offsetdruckmaschine fur den pierspeicher versorgt, der bis zu 40 m Papier —• Auflagendruck bahnförmiger —• Bedruckfasst. stoffe. Grundsätzlich wird unterschieden in Maschinen für den —• Akzidenzdruck (AkziBahnspannungsänderungen durch Papierdenz-Rollenoffsetdruckmaschine) und für den rollenwechsel oder Geschwindigkeitsände—> Zeitungsdruck (Zeitungs-Rollenoffset- rungen der Maschine oder aufgrund von Veränderungen der Laufeigenschaften des Padruckmaschine, Zeitungs-Rollenoffset-Rotapiers (—• Verdruckbarkeit) werden durch das tionsmaschine). Folgende Baugruppen sind Vorspannwerk bzw. Einzugswerk reguliert. für Rollenoffsetdruckmaschinen charakteristisch: Im Akzidenzrollenoffsetdruck haben sich das Prinzip der stehenden Gummi-gegen• Rollenwechsler Gummi Druckwerke (blanket-to-blanket) in Kastenbauweise und die horizontale Bahn• Vorspannwerk (Einzugswerk) führung durchgesetzt. Bei diesem 4-Zylinder• —• Druckwerk mit —> Feucht- und System wirkt der obere bzw. untere Gummi—• Farbwerk drucktuchzylinder (—• Gummidrucktuch) je• Trockner • —• Falzapparat und/oder Planobogen- weils gleichzeitig als Gegendruckzylinder für das untere bzw. obere Druckwerk. Die häuauslage und/oder Wiederaufrollung. figsten Konfigurationen bestehen aus 4 oder 5 Schön-/Widerdruckeinheiten (—• SchönAndere Einrichtungen, wie Bahnspannungsdruck, Widerdruck) und erlauben so das und Bahnkantenregelung, Bahnreißkontrolle (—• Bahnriss), Farbwerksteuersystem, —• Re- zweiseitig vierfarbige Bedrucken einer Papierbahn und das Mitdrucken einer Spezialgisterregelung, Kühlwalzenaggregate sowie farbe oder den Separatdruck der Schrift. Je Förder- und Wendeeinrichtung (—•Wendenach Einsatzzweck sind verschiedene Zylinstangen), komplettieren als Zusatzaggregate derumfänge zwischen 578 und 630 mm und die Rollenoffsetdruckmaschine. Papierbahnbreiten zwischen ca. 960 und Der Rollenwechsler hat die Aufgabe der 1 000 mm lieferbar. Zuführung der Papierbahn zum Druckwerk. Je nach Maschinenkonfiguration werden daIm Gegensatz zu den Akzidenz-Rollenfür unterschiedliche Systeme eingesetzt. Bei offsetdruckmaschinen, in denen Ganzformeinem einfachen Rollenwechsel erfolgt das Druckplatten (—• Druckform) verwendet werWechseln der Rolle meist manuell, wobei die den, ist an den Plattenzylindern (Druckform—* Druckmaschine angehalten wird. Dadurch zylinder) der meisten Zeitungs-Rollenoffsettreten Schwankungen der —> Bahnspannung druckmaschinen für jede Druckseite eine seauf und es entsteht zusätzlich —• Makulatur. parate Einspannvorrichtung vorhanden. Dies Einrollenwechsler finden sich oft an —> End- ermöglicht gestaffelte Redaktionsschlusszeilosformulardruckmaschinen. Im Zeitungsten und ein rasches Wechseln einer Seite. druck werden meist 2- oder 3-armige RolZeitungs-Rollenoffsetdruckmaschinen müslenwechsler eingesetzt, die einen „fliegensen bezüglich Druckformat (—• Format), Farden" Rollenwechsel ermöglichen. Der mit bigkeit und Druckauflage ein breites Produkdem Ankleben der neuen Rolle verbundene tionsspektrum abdecken. Daher ist die Palette Vorgang erfolgt halbautomatisch oder autoder Druckwerkkonfigurationen (—• Zeitungsmatisch bei voller Produktionsgeschwindigdruckmaschinen) besonders vielfältig. keit der Maschine. Stillstand-Rollenwechsler Analog der Farbwerksysteme in Bogenbzw. Rollenwechsel mit Bahnlängenspeicher offsetdruckmaschinen sind die Farbdosier-

53 und Farbübertragungsmöglichkeiten auch im Rollenoffsetdruck aufgebaut. Die höheren Druckgeschwindigkeiten erfordern die Kontinuität der Farbzuführung. Daher haben sich an Rollenoffsetdruckmaschinen weitestgehend Filmfarbwerke durchgesetzt. Im OffsetZeitungsdruck (—* Anilox-Offsetdruck) erfolgt die Einfärbung der Druckform meist über Kurzfarbwerke, die auch als —> AniloxFarbwerke bezeichnet werden. Bedingt durch die hohen Geschwindigkeiten unterliegen die Feuchtwerke in Rollenoffsetdruckmaschinen besonderen Anforderungen. In Zeitungs-Rollenoffsetdruckmaschinen werden vorwiegend Bürstenfeuchtwerke eingesetzt, die ein kontaktloses Übertragen des —• Feuchtmittels aus dem Feuchtmittelkasten durch eine Bürstenwalze auf den Druckformzylinder erlauben. Für anspruchsvolle —> Mehrfarbendrucke sind kontaktlose Düsenfeuchtwerke in Akzidenz-Rollenoffsetdruckmaschinen installiert. Die elektronisch steuerbaren Düsen des Feuchtwerks befeuchten die Druckform nicht direkt, sondern bringen das Feuchtmittel auf ein Walzensystem, das den Feuchtmittelfilm auf die Oberfläche der Druckform transportiert. Für den Akzidenz-Rollenoffsetdruck und bei Einsatz von Heatset-Farben (—• Offsetdruckfarbe) in Verbindung mit —> gestrichenen oder stark —• satinierten Papieren werden Heißlufttrockner mit anschließenden Kühlaggregaten eingesetzt. Sie beschleunigen das —• Trocknen der Druckfarbe und sichern eine schnelle Weiterverarbeitung. Hierzu wird die bedruckte Papierbahn nach dem Verlassen des letzten Druckwerks berührungslos durch einen Heißluft-Schwebetrockner geführt. Dabei wird die Papierbahn auf etwa 100 bis 140° C erhitzt, wofür eine Umlufttemperatur von etwa 200 bis 300° C benötigt wird. Die Verweilzeit im Heißlufttrockner beträgt etwa 0,7 bis 1 s und bedingt Trocknerlängen von ca. 8 m. NE

Rollenpackanlage (roll wrapping system) Die Rollenpackanlage (RP-Anlage) dient der transportsicheren und klimadichten Verpa-

ckung von Papier- oder Kartonrollen. Alle für die Rollenverpackung erforderlichen Aggregate werden hier zu einem sinnvollen Arbeitsablauf miteinander verknüpft. Die RPAnlagen sind dem Materialfluss, den räumlichen Gegebenheiten der Ausrüstung und deren Leit- und Steuerungssystem angepasst. Sie weichen je nach Bauart (Papier- oder Folienverpackung) sowohl konstruktiv als auch im Platzbedarf sehr stark voneinander ab. Sinnvollerweise in eine —• Rollentransportanlage integriert, enthalten RP-Anlagen —• Rollenpackmaschinen für die Verpackung in Packpapier oder Folienwickel- und Schrumpfanlagen, in denen die Rollen in Folie eingehüllt werden (—• Schrumpfen). SZ

Rollenpackmaschine (roll wrapping machine) Das Papier muss auf seinem Weg von der Papierfabrik zur Druckerei oder Weiterverarbeitung vor mechanischen Beschädigungen und Klimaeinflüssen geschützt werden. Das beschädigungsfreie Rollenhandling (—> Rollentransportanlage) wird von einer optimalen Verpackung unterstützt, die kostengünstig, umweltschonend, werbend und so fest sein muss, dass sie den mechanischen Beanspruchungen durch die —• Rollenklammern standhält. Die unverpackte Rolle wird in der Rollenpackmaschine zentriert, auf Durchmesser und Breite abgetastet und mit einem Innenstirndeckel (—• Stirndeckel) versehen. Ein Quertransport bewegt die Rolle in die Wickel- und Faltstation, wo sie mit Packpapier entsprechender Breite (Rollenbreite plus 15 cm Überstand je Seite) aus der Packpapierstation umwickelt wird (Abb. 1). Anfangs- und Endleimung fixieren das Packpapier auf der Rolle. Der Überstand wird von Falträdern eingefaltet. Die Rolle wird in die Packpresse gefuhrt, deren Pressplatten die PE-laminierten Außenstirndeckel angesaugt halten und diese mittels Druck und Hitze auf die Stirnseiten der Rolle kleben. Dabei wird die Faltung flach gepresst, so dass die Rolle mit ebener Stirnseite gut im Kamin stapelbar ist.

54

Abb. 1 : Rollenpackanlage Die Etikettierung der Rolle mit der richtigen Nummerierung und korrekten Daten (z.B. Kunde, Sorte, —• flächenbezogene Masse, Kommissions-Nr., Rollen-Nr.) ist eine der Voraussetzungen für die weitere, logistisch sinnvolle Handhabung der Rolle in der Papierfabrik und in der Druckerei. Vom —>Etikettendrucker wird ein —•Etikett mit allen notwendigen Daten und einem maschinenlesbaren Barcode (—> Barcodeleser) ausgedruckt, beleimt und automatisch auf Stirnund Ballenseite der Rolle geklebt. In modernen Rollenpackmaschinen, die bis 120 Rollen/h verpacken können, werden die Daten auch auf Plausibilität kontrolliert (also auf Übereinstimmung mit vorher über Rollennummer, Gewicht und Dimensionen gemachten Angaben) und mit dem übergeordneten Betriebsrechner abgestimmt. Bei Fehlerfeststellung können solche Rollen nach Korrektur der Daten akzeptiert oder aus dem

Abb. 2: Twister-Rollenpackmaschine

Materialfluss herausgenommen werden. Das Handling der immer breiter und schwerer werdenden Rollen (heute schon 3,8 m Breite mit einem Gewicht von ca. 6 t) zwang dazu, die traditionellen Rollenpackmaschinen anders zu konzipieren. Es entstand unter der BeZeichnung Twister eine neue Art von Rollenpackmaschinen, die für alle Rollen - ohne Limitierung von Durchmesser oder Breite mit einer einzigen Größe herkömmlichen Packpapiers auskommt und die Rollen mit einer Spiralwicklung verpackt (Abb. 2). Die Packpapierbreite beträgt für alle Rollenbreiten 500 mm, der Winkel der Spiralwicklung und der Vorschub des Papierspenders an der Rolle entlang werden der gewünschten Lagenzahl entsprechend eingestellt. Die sich überlappenden Papierbahnen werden miteinander verklebt, so dass eine formbeständige und klimadichte Verpackung entsteht. Die Faltüberstände der Rollenkanten an den Stirnseiten werden separat im rechten Winkel zur Rolle gewickelt, wobei der Faltüberstand immer die optimale Breite von 15 cm hat. Die Lagenzahl wird, dem gewünschten —• Kantenschutz entsprechend, frei gewählt. Die nachfolgenden Arbeitsgänge entsprechen denen der herkömmmlichen Rollenpackmaschine. Neben der sehr viel kleineren Installationsfläche liegen die Vorteile des Twisters in den niedrigen Folgekosten für Handhabung, Material, Betrieb und Wartung. SZ

Rollenpapier (paper in reels) Zur Abgrenzung gegenüber Formatpapieren, die in der Papierindustrie durch —> Querschneiden von Papierbahnen in —• Quer-

55 schneidern gewonnen werden, werden alle auf Rollen gewickelten Papiere, mit einem bestimmten Rollendurchmesser (z.B. 1,25 m bei —• Zeitungsdruckpapier) und mit einer bestimmten Rollenbreite (z.B. maximal 3,8 m bei —• LWC-Tiefdruckpapier) mithilfe einer —• Rollenschneidmaschine zugeschnitten, als Rollenpapiere bezeichnet. Derartige Rollenpapiere werden von der Papierindustrie sowohl an Druckereien als auch an die —• Papierverarbeitung (z.B. zur Herstellung von —• Wellpappe) ausgeliefert. Im engeren Sinne sind z.B. Abreißrollenpapiere, die in Einzelhandelsgeschäften zum Abreißen von Einwickelbögen verwendet werden, ebenfalls Rollenpapiere. GG

Rollenqualität (reel quality) Für die Verarbeitung von Papierrollen auf —• Rollendruckmaschinen werden an die Rollen verschiedene Anforderungen gestellt: • • •

• •

•

gleichmäßige —• Wickelhärte Wickelfehler) keine Lagenverschiebungen keine Profilschwankungen, keine Rollenfehler, wie —• Kreppfalten, Einrisse, Schwielen oder —• Platzstellen zylindrige Form der Fertigrolle mit geraden und glatten Stirnflächen gute Transportstabilität durch Vermeidung von —• Teleskopieren und Nachschrumpfen keine herausstehenden, nicht hitzebeständigen oder nicht gekennzeichneten Klebestellen (—•Kleben, —•Fehler an Klebstellen).

Zur Klassifizierung der Pabierbahn- und Rollenfehler wurde von der —• IFRA ein Katalog erarbeitet, der insgesamt 34 spezielle Fehler in 9 Hauptgruppen aufführt (Tab.). Auf Basis des Klassifizierungssystems werden Kontrolllisten verwendet, aus denen Art und Ursache der Fehler ersichtlich sind. In vielen Druckereien werden diese Kontrolllisten und Papierproben, an denen man Fehler festgestellt hat, herangezogen, um die Scha-

densregulierung zwischen Papierhersteller und Druckerei zu erleichtern. NE

Rollenrandbeschädigung (reel edge damage) Rollenrandbeschädigung ist eine durch unsachgemäßes Handling beim internen oder externen Transport von Papierrollen meist lokal auftretende Zerstörung des Rollenrands. Derartige Beschädigungen können zu Reklamationen durch den Kunden bzw. zu Störungen beim Einsatz der Rolle in der Weiterverarbeitung (z.B. Abrissen der Papierbahn in der —• Druckmaschine) oder zu Beeinträchtigungen der Qualität der erzeugten Papierprodukte führen. Rollenrandbeschädigungen können durch Randbeschnitt und erneute Aufrollung in der Papierfabrik beseitigt werden (siehe auch —• Rollenqualität). Derartige Beschädigungen lassen sich durch einen —> Papierrollenkantenschutz beim Verpacken von Rollen (—• Rollenpackmaschine) vermeiden. KR

Rollensatz (reel set) Bei einem Rollensatz handelt es sich um eine Bezeichnung für die Gesamtzahl der im Walzenbett einer —• Doppeltragwalzen-Rollenschneidmaschine in Achsrichtung nebeneinander liegenden, auf die gewünschte Bahnbreite geschnittenen —• Versandrollen (siehe auch —> Rollenwurf). KT

Rollenschäden (reel demages) —> Rollenqualität

Rollenschneiden (slitting) Mit Rollenschneiden wird das Längsschneiden einer breiten Papier- oder Kartonbahn und das Aufwickeln der geschnittenen schmaleren Bahnen auf einer —• Rollenschneidmaschine, einem —> Doktor-, —• Maschinen- oder —• Umroller bezeichnet (siehe auch —• Rollenausrüstung). KT

56 Wo und wonach ist zu suchen? Papierbahn Klassifizierung

Löcher

Einschnitte

1. Bahnfehler - Löcher 1.1 Schleimlöcher 1.2 Löcher durch Wassertropfen 1.3 Löcher durch Rupfen 1.4 Sieblöcher 2. Bahnfehler - Einschnitte 2.1 Holzsplitter 2.2 Haarrisse 2.3 Zwickfalten, Kalanderfalten 3. Wickelfehler 3.1 Schlechte Wicklung auf der Hülse 3.2 Kreppfalten („Krampfadern") 3.3 Platzstellen 3.4 Verlaufene Bahn an den Stirnflächen 3.5 Konvexe und konkave Stirnseite 3.6 Zusammenlaufen an der Hülse 3.7 Loses Papier 3.8 Kantenrisse 4. Schneidfehler 4.1 Schlechter Schnitt 4.2 Umgeschlagene Kanten 5. Fehler an Klebestellen 5.1 Herausstehende Klebestelle 5.2 Zusammengeklebte Bahnlagen 6. Ungleichmäßige Rollen 6.1 Weiche Kanten 6.2 Wassersäcke 6.3 Rippenmarkierung 7. Hülsenfehler 7.1 Hervorstehende Hülse 7.2 Verrutschte Hülse 7.3 Beschädigte Hülse 8. Verpackungsfehler 8.1 Verleimte Stirnseiten 9. Transport und Lagerschäden 9.1 Eingedrückte Hülse 9.2 Unrunde Rolle 9.3 Rolle mit Stern 9.4 Beschädigung am Rollenumfang 9.5 Kantenbeschädigung 9.6 Wasserschaden 9.7 Feuchtigkeitsschwielen Kontrollliste für Papier- und Rollenfehler (Quelle: IFRA)

Falten

Sonst. Fehler

Hülse

Rollenstirnseite

Rollenumfang

57 Rollenschneider (winder) Gebräuchliche Bezeichnung fur - > Rollenschneidmaschine

Rollenschneidmaschine (winder) Als Rollenschneidmaschine wird eine Maschine zum —> Längsschneiden einer breiten Papier- oder Kartonbahn und Aufwickeln der geschnittenen schmalen Bahnen bezeichnet. Die Rollenschneidmaschine besteht im Wesentlichen aus einer —> Abrolleinrichtung unterschiedlicher Art, einer —> Schneidpartie und einer —> Aufrolleinrichtung, die entweder mit —• Tragwalzen oder —> Stützwalzen ausgerüstet ist. Je nach Bauart der Aufrolleinrichtung wird diese Maschine dann als —• Doppeltragwalzen- oder —> StützwalzenRollenschneidmaschine bezeichnet. Die Rollenschneidmaschinen werden zur Herstellung von —• Versandrollen verwendet. Sie können aber auch als —• Doktor-, Ausrüstungs- oder —• Umroller eingesetzt werden (siehe auch —• Rollenausrüstung). KT

Rollentransportanlage (roll conveying system) Rollentransportanlagen sind Teil der Materialflusstechnik in der Rollenausrüstung von Papier- oder Kartonfabriken. Sie dienen dem Transport fertiggestellter Rollen von den Rollschneidmaschinen zu den —• Rollenpackanlagen und von dort zum —•Rollenlager oder zum Versand. Die meisten Schäden, insbesondere an unverpackten Rollen, entstehen durch manuelle Eingriffe in das Rollenhandling, 70 % allein durch die —• Rollenklammer der Gabelstapler. Dagegen reduzieren moderne Rollentransportsysteme die notwendigen Rollenbewegungen und damit die Beschädigungsgefahr auf ein Minimum. Rollentransportanlagen enthalten einzelne Systembausteine, die durch Steuerungs- und Leitsysteme zu Gesamtanlagen mit optimalem Materialfluss zusammengefasst werden. Solche Transportstrecken enthalten:

• • • • • • • • • • •

Bandtransporteure Lamellentransporteure Plattentransporteure schienengebundene Muldenwagen fuhrerlose Transportsysteme Drehscheiben Durchlauflager mit schräger Ebene Rollenausstoßer (verfahrbar / stationär) Rollenfänger (verfahrbar / stationär) Rollenlifte und Hubtische Rollenumsetzer und Kippstühle.

Rollengewichte und Dimensionen, logistische Erfordernisse und bauliche Gegebenheiten bestimmen die Auslegung einer Rollentransportanlage. Dabei sind Auswahl und Dimensionierung der für einen beschädigungsfreien Rollentransport geeigneten Einzelkomponenten von Bedeutung. Bei Transportbändern sind z.B. nur mit geeigneten Bandmaterialien und ausreichenden Querschnitten Rollenschäden durch Verschieben der Papierlagen während des Transports zu vermeiden. Rollenausstoßer und -fanger führen gedämpfte Bewegungen aus und fangen die unterschiedlichen Rollengrößen und Gewichte so weich auf, dass Druckstellen oder das Aufplatzen bereits verpackter Rollen vermieden werden (Abb.).

Plattentransporteur, Drehscheibe, Rollenausstoßer und -fänger

Schienengebundene Muldenwagen folgen oft dem Takt einer Rollenpackanlage, dienen dem Quertransport, auch über größere Stre-

58 cken. Kippstühle richten liegende Rollen auf oder legen stehende Rollen um, Rollenlifte und Hubtische gleichen Niveauunterschiede aus. Jedes Element einer Rollentransportanlage hat spezielle Transport- und Bewegungsaufgaben, jede Anlage erfordert eine individuelle Zusammenstellung der erforderlichen Komponenten. Moderne Rollentransportanlagen reichen über die Papierfabrik hinaus. Sie enthalten Lkw-Be- und Entladungssysteme, den Rollentransport in der Druckerei, die Entpackung der Rollen und die Beschickung der Rollensterne der —> Druckmaschine sowie die Entsorgung der Verpackung und der leergewordenen Rollenhülsen (—> Hülse) durch einen Hülsen-EntsorgungsRoboter. Die logistischen Aufgaben für den Materialfluss werden mit Prozessleitsystemen bewältigt, die die Rollen mittels Zielsteuerungen, Identifikationssystemen, Farbmarkenlesegeräten, Scannern (—> Barcodeleser) auch innerhalb komplexer Anlagen sicher zu ihrem Ziel führen. Speziell dafür entwickelte Rechnerprogramme visualisieren die Arbeitsabläufe, bieten ausführliche Störmeldeanalysen und verwalten in Verbindung mit dem Hostrechner die Lagerbestände. SZ

Rollenwechsel (reel set change) Mit Rollenwechsel können 2 verschiedene Arbeitsvorgänge bezeichnet werden:

am —> Kalander und an der —> Rollenschneidemaschine wie unter 1) und 2) beschrieben. Gleiche Vorgänge sind auch in der verarbeitenden Industrie an Maschinen, die Papieroder Kartonbahnen ver- oder bearbeiten, zu finden. KT

Rollenwurf (reel set) Synonym für —• Rollensatz

Rollenzentrierung (reel centering) Zum Zentrieren einer —» Rolle in einer —• Rollenschneidmaschine wird diese in der —• Abrolleinrichtung für Rollenschneidmaschinen so lange in Achsrichtung seitlich verfahren, bis sie zentrisch zur Maschinenmitte angeordnet ist. Das geschieht entweder manuell oder über eine —> Bahnkanten- oder —> Seitenkantensteuerung. KT

Rollneigung (curl behavior) Unter Rollneigung versteht man eine gerichtete, durch Ausmaß und Achse gekennzeichnete Verwölbung eines Papierbogens, so dass seine Planlage nicht mehr gegeben ist (Abb. 1) Rollneigung (Curl)

1) In der —• Aufrolleinrichtung für Rollenschneidmaschinen das Absetzen einer fertig gewickelten —• Rolle oder eines —• Rollensatzes/—• Rollenwurfs vor dem Beginn einer neuen Rollenwicklung. 2) In der —> Abrolleinrichtung für Rollenschneidmaschinen das Ersetzen einer abgewickelten Rolle durch eine neue Rolle. Ein Rollenwechsel findet bei sämtlichen Maschinen statt, auf denen gewickelte Papieroder Kartonbahnen verarbeitet werden. In der Papierindustrie an der —• Streichmaschine,

Abb. 1 : Arten der Rollneigung

Meist wird die Rollneigung eines Papierbogens durch Befeuchtung oder Trocknung (z.B. durch Klimaveränderungen) oder beim —• Drucken hervorgerufen. Das Rollen (curl) erfolgt auch durch einseitige Trocknung oder

59 Befeuchtung (z.B. beim —> einseitigen Streichen) des Papiers. Die Ursachen für die Rollneigung eines Papiers sind über den Blattquerschnitt anisotrope Dehnungs- oder Schrumpfungserscheinungen (Quellung/ Trocknung). Gründe hierfür können Unterschiede in der —• Stoffzusammensetzung über die Papierdicke (Feinstoff-, —• Füllstoffverteilung in —> z-Richtung), Unterschiede in der —• Oberflächenbehandlung von —> Ober- und Unterseite des Papiers (—> Streichen, —> Beschichten, —• Kaschieren) sowie bei der Papiertrocknung fixierte (eingetrocknete) Spannungen sein, die bei der Befeuchtung wieder wirksam werden. Bei starker Rollneigung werden sowohl die Verarbeitbarkeit als auch die Einsatzmöglichkeiten eines Papiers stark eingeschränkt. Die Prüfung der Rollneigung eines Papiers erfolgt nach Brecht mit Hilfe einer speziellen Versuchsapparatur, die aus einem Plexiglaskasten besteht, der in seiner Deckplatte eine quadratische Aussparung von der Größe der Probe aufweist (Abb. 2).

Rollrakel (rod) Synonym für eine Rakelwalze ( —> Rakel für Streichverfahren)

Rollrakelstreichanlage (metering bar coater) Alternative Bezeichnung für ein —• Auftragswerk mit separater Dosierung zum Auftragen von —> Streichfarben mit einer Rakelwalze als —> Rakel für Streichverfahren. KT

Rollrakelstreichen (metering bar coating , rod coating) Beim Rollrakelstreichen handelt es sich um ein Streichverfahren, bei dem die Egalisierung der —• Streichfarbe mittels einer —• Rollrakel erfolgt. Die Rollrakel ist eine glatte oder profilierte Stange mit einem Durchmesser von 10 bis zu 250 mm (Abb.).

glatter

gerillter Rakelstab

Rollrakel mit glatter oder gerillter Oberfläche

Abb. 2: Vorrichtung zum Simulieren und Messen der Rollneigung

Mit Salz- oder Schwefelsäurelösungen lassen sich im Feuchtluftraum unterschiedliche —• relative Luftfeuchtigkeiten einstellen, während oberhalb der Papierprobe ein konstantes Klima (Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit) mit einer niedrigeren Luftfeuchtigkeit als im unteren Feuchtraum herrscht. Dadurch quellen die Fasern der Probenunterseite stärker als auf der Probenoberseite, was letztlich zur Verwölbung der Probe führt. Die Rollneigung wird als Wölbhöhe in [mm] angegeben. KR

Rollrakel-Streichaggregate eignen sich vor allem für das —• Streichen von Karton und Papier in langsam laufenden Papiermaschinen. Ein Beispiel für das Rollrakelstreichen ist das Champion-Rakelstreichverfahren (metering bar coater, System Champion). Mittels einer gegenläufigen —> Auftragswalze wird zunächst ein Streichfarbenüberschuss auf das —> Rohpapier aufgebracht, das anschließend über eine ebenfalls gegenläufige Rollrakel gezogen wird. Der Rakelstab wird von beiden Seiten mit einer Drehzahl von 10 bis 30 min"1 angetrieben und bewirkt eine Dosierung und Egalisierung der Streichfarbe. Bei einer glatten Rakel wird die Streichfarbe allein durch den Anpressdruck der Rakel an die Bahn dosiert. Die Profilierung der Rakelstangen kann durch Umwickeln mit unter-

60 schiedlich starkem Draht oder eine mechanische Bearbeitung erfolgen. Mit den profilierten Rakelstangen erfolgt eine volumetrische Dosierung der Streichfarben, d.h. die Strichauftragsmenge wird durch das Volumen der Streichfarbe bestimmt, das die Zwischenräume zwischen den Drähten passiert. Die Strichauftragsmenge kann daher nur über die Wahl der Drahtstärke und nicht über den Anpressdruck eingestellt werden. Die Selbstreinigung der rotierenden Rakel verhindert die gefürchteten Streifen im Strich (—» Rakelstreifen) und verlängert außerdem die Lebensdauer der Rakel wesentlich. WG

Rollschaber (metering bar) Synonym für eine Rakelwalze (—» Rakel für Streichverfahren)

Rostfeuerung (grate firing) Bei der Rostfeuerung handelt es sich um die Feuerung von in der Regel stückigem Brenngut auf einem Rost. Dabei wird das Brenngut (z.B. Braun- oder Steinkohle) über verschiedene Vorschubmechanismen durch die Verbrennungszone gefordert. Die Primärverbrennungsluft wird von unten durch den Rost zugeführt. Die Verbrennungsgase werden unmittelbar über dem Rost durch Zufuhr von Sekundärluft vollständig ausgebrannt. Lange Ansprechzeiten für Regelvorgänge erschweren einen guten Ausbrand und setzen dem Brennstoff eine Obergrenze für den Heizwert von ca. 15 000 kJ/kg (zum Vergleich: Steinkohle ca. 30 000 kJ/kg). Rostöfen sind in der Regel eher für stückige und weniger für feuchte, pastose und feinkörnige Brennstoffe geeignet. Rostfeuerungen kommen u.a. bei der thermischen Verwertung von —•Reststoffen der Papierindustrie zur Anwendung. HU Rotationsabrisse (broke of printing presses) Unter Rotationsabrissen sind sowohl der bei Abrissen in einer —»Druckmaschine anfal-

lende —»Ausschuss als auch das —»Papier auf den —» Restrollen beim Rollenwechsel in einer Druckmaschine zu verstehen. Rotationsabrisse stellen ein hochwertiges —» Altpapier dar, da es unbedruckt und unverschmutzt sowie getrennt nach Papiersorten einer Wiederaufarbeitung in der Papierindustrie zur Verfügung gestellt werden kann. Entsprechend sind in der —» Altpapiersortenliste nach D I N EN 643 in der Gruppe der besseren —» Altpapiersorten sowohl weißes —»Zeitungsdruckpapier (C12) als auch weißes Illustrierten-Druckpapier (C13) - als Abrisse und Bogen - aufgeführt. Die —» Papierhülsen, auf die Rollendruckpapier aufgewickelt ausgeliefert wird, dürfen jedoch in dieser Altpapiersorte nicht enthalten sein. Literatur: DIN EN 643: Europäische Altpapier-Standardsorten-Liste (Stand: August 1994) PU

Rotations-Briefumschlagmaschine (rotary envelope machine) Spezielle Form einer —» Briefumschlagmaschine, in der die erforderlichen Bearbeitungsschritte —» Stanzen, —» Falzen und —• Kleben weitgehend rotativ ausgeführt werden. WN

Rotations-Cleaner (hydrocyclone with rotating housing) Der Rotations-Cleaner ist ein spezieller, liegend angeordneter —• Leichtschmutz-Cleaner mit rotierendem Gehäuse, der unter dem Markennamen Gyroclean vertrieben wird. Die Abbildung zeigt das Schema eines Rotations-Cleaners, bei dem die —» Stoffsuspension durch den Einlaufringspalt an der Peripherie des rotierenden (bis 1 450 min" 1 ) zylindrischen Gehäuses eingeführt und am anderen Ende des Gehäuses abgezogen wird. Aufgrund des im Gehäuse eingebauten Verdrängungskörpers und des sich ausbildenden Wirbelkerns reichern sich Verunreinigungen, die spezifisch leichter als Fasern und Wasser sind (< 1 g/cm 3 ), im Zentrum des Rotations-

61 Cleaners an und werden durch den Auslaufkopf abgeschieden. Der Rotations-Cleaner zeichnet sich im Vergleich zu anderen Cleanertypen durch eine längere Aufenthaltszeit der Suspension (bis 10 s) im Aggregat und höhere Zentrifugalkräfte (ca. 700 g) aus. Dadurch fällt sowohl ein relativ geringer RejektVolumenstrom als auch -Massenstrom an, so dass Rotations-Cleaner einstufig betrieben werden können. In Abhängigkeit von der Baugröße des Rotations-Cleaners können Stoffdurchsätze bis zu 520 m 3 /h bei —» Stoffdichten bis max. 2 % realisiert werden. Für Durchsätze von mehr als 250 t/d oder bei Betrieb mit niedrigerer Stoffdichte müssen mehrere Rotations-Cleaner parallel geschaltet werden. Der Rotations-Cleaner findet bisher bei der Aufbereitung von Zellstoff, gestrichenem Ausschuss und —» Altpapierstoffen Verwendung. Durch die hohen Zentrifugalkräfte im Rotations-Cleaner können auch Fremdstoffpartikel ausgeschieden werden, die sehr nahe an der Dichte von Fasern liegen, weshalb sich der Cleaner besonders für die Entfernung von Kunststoffpartikeln und klebenden Verunreinigungen (—• Stickies) eignet. Die Tabelle weist einige technische Daten und Betriebsparameter des RotationsCleaners auf.

Durchmesser Baulänge Gewicht (ohne Motor) Drehzahl Einlaufstoffdichte Druckdifferenz Rejekt-Massenstrom Rej ekt-Volumenstrom Durchsatzkapazität Verweilzeit Zentrifugalkräfte Spez. Energiebedarf

bis 750 mm bis 4 000 mm bis 3 000 kg bis 1 450 min"1 0,5 - 2,0 % 1,5-3,0 bar Druckverfahren: —» Buch-, —> Flexo-, —• Offset-, -»Tief- und

Stoffeinlauf

A - Einlaufkopf Β - Auelauf kopf C - Gehäuse D - Einlautetutzen E « Auslaufstutzen F - Mechanische Dichtung

Rotations-Cleaner (Gyroclean, Quelle: Lamort)

Akzept

fc

—> Siebdruck.

BG

Rotationsdruckpapier (web printing paper) Im weitesten Sinne ist der Begriff Rotations-

62 druckpapier ein Synonym für Rollendruckpapier. Im engeren Sinne handelt es sich jedoch um ein Papier für den Rotationsdruck in Rotationsdruckmaschinen, bevorzugt für die Herstellung von —»Zeitungen im —» Zeitungsdruck. Angesichts des Drucks in schnell laufenden —» Druckmaschinen (Rotationsdruckmaschinen) werden nicht nur an die —» Bedruckbarkeit, sondern vor allem an die —»Verdruckbarkeit hohe Anforderungen gestellt, um papierbedingte Abrisse beim Drucken zu minimieren (z.B. < 0,5 papierbedingte Bahnrisse pro 100 Rollen). GG

Rotationsfilter (self regenerating filter ,slot filter) Rotationsfilter werden zur Reinigung von flüssigen Medien (z.B. —» Streichfarbe) verwendet. Von einer vorgeschalteten Pumpe wird das Medium entweder in ein Maschinensieb oder einen Schlitzkörper transportiert. Schlitzkörper sind nicht für die Reinigung von faserhaltigen Medien geeignet, da die Fasern die Schlitze des Filters ungehindert passieren und beim Streichen der Papieroder Kartonbahnen —» Rakelstreifen oder andere Strichdefekte verursachen (—»Arbeitsstation). Die Reinigung der Filter erfolgt über Schaber, die um den Filterkörper (Filtertrommel) rotieren und dabei den Filterkuchen vom Filter ablösen. Der Filterkuchen wird am Boden in einer separaten Kammer gesammelt und in regelmäßigen Zeitabständen gemeinsam mit einer Filterspülung entleert. Im Innenraum des Filters befindet sich ein Verdrängungskörper, der das Arbeitsvolumen und damit die Verluste bei einer Reinigungsspülung minimiert. Einsatzorte eines Rotationsfilters sind die Pigmentaufbereitung, Rohrkreise für Streichfarben bei bestimmten —» Streichmaschinen, —» Streichküche und als Chemikalienfilter. KT

Rotations-Querschneider (rotary sheet cutter) Veraltete Bezeichnung für einen —»Querschneider, der mit einer —» konventionellen, einer —» Halb-Gleichlauf oder einer —» Gleichlauf-Quermesserpartie ausgestattet ist. Die Bezeichnung diente zur Unterscheidung von Querschneidern, bei denen der Einzug der Papier- oder Kartonbahnen zwar kontinuierlich erfolgte, die Quermesserpartie aber aus einem vertikal sich bewegenden Obermesser und einem feststehenden Untermesser bestand. Diese Quermesserpartien sind heute nur noch bei Schnellschneidern üblich. KT

Roteiche (red oak) Der Handel unterscheidet zwischen —» Weißeichen und Roteichen. Zur Gruppe der Amerikanischen Roteichen gehören knapp 30 Arten. Hiervon wird Quercus rubra seit etwa 200 Jahren auch in Europa unter dem Namen Roteiche forstlich angebaut. Gegenüber den Weißeichen weisen die Roteichen eine rötlichere Holzfärbung auf (—» Eiche). WE

Rückgewinnungsanlage (recovery plant) Die Rückgewinnungsanlage ist neben der eigentlichen Fasergewinnungsanlage wichtigster Bestandteil jeder Zellstofffabrik. Bei der Herstellung von —» Sulfatzellstoff war sie aus wirtschaftlichen Gründen bereits seit Beginn der Entwicklung (Ende des 19. Jh.) vorhanden, bei der Herstellung von —» Sulfitzellstoff ist sie durch die Notwendigkeit umweltentlastender Maßnahmen in der zweiten Hälfte dieses Jahrhunderts ebenso zwingend notwendig geworden und heute wegen der Energiegewinnung aus dem gelösten Holzanteil in der —» Ablauge auch wirtschaftlich. Die Rückgewinnungsanlage dient der Regenerierung der für den Aufschlussprozess (—»Kochen) eingesetzten Chemikalien und ist mithin für das alkalische Sulfatverfahren anders konzipiert als für das saure Sulfitverfahren. Neue Verfahrensentwicklungen, z.B.

63 unter Verwendung von organischen Lösungsmitteln (—• ASAM-Verfahren), benötigen wiederum andere Varianten der —• Chemikalienrückgewinnung. Jede Chemikalienrückgewinnung beginnt mit der —• Zellstoffwäsche, die aber zur Faserlinie gezählt wird. Hier wird die Ablauge, die die Aufschlusschemikalien enthält, vom —•Zellstoff abgetrennt. Die Ablauge wird, ggf. nach Vorbehandlung (z.B. durch Neutralisierung beim Sulfitverfahren), in der —» Eindampfanlage aufkonzentriert und im —• Rückgewinnungskessel verbrannt. Die dabei frei werdenden Chemikalien fallen als Staub und Gas beim Sulfitverfahren und als Schmelze beim Sulfatverfahren an. Von hier an sind bei den beiden Verfahren unterschiedliche Prozesse notwendig: 1) Beim Magnesiumbisulfitverfahren wird der Staub als Asche aus den —• Rauchgasen abgeschieden, meist mit —• Elektrofiltern. Die —• Magnesiumoxidhaltige Asche (MgO) wird mit Wasser aufgeschlämmt, auf —• Waschfiltern gewaschen (Herauswaschen von löslichen Salzen) und in der mehrstufigen Hydratisierung bei steigenden Temperaturen bis ca. 95° C zu Magnesiumhydroxid (Mg(OH)2) umgesetzt. Diese Lösung wird in der Rauchgasreinigung (z.B. mit Venturiscrubbern) zur Absorption des —• Schwefeldioxids (SO2) eingesetzt, so dass Magnesiumbisulfitlösung (Mg(HS03)2) gewonnen wird. Diese wird gereinigt (z.B. mit —• Druckfiltern) und nach Aufstärkung mit Schwefeldioxid als —• Kochflüssigkeit im —•Kocher wiederverwendet. Die Make-upChemikalien (Ergänzungschemikalien) zur Deckung von Verlusten werden als Magnesiumoxid bei der Hydratisierung und als Schwefeldioxid zur Aufstärkung zugegeben. 2) Beim Sulfatverfahren fallen die Chemikalien im Rückgewinnungskessel als Schmelze und als Staub, der z.B. mit Elektrofilter abgeschieden wird, an. Schmelze und Asche werden in kochendem Wasser gelöst. Die so entstandene —> Grünlauge enthält vor allem —• Natriumcarbonat (Na 2 C0 3 ) und —•Natriumsulfid (Na 2 S). Sie wird geklärt (z.B.

Druckfilter, —> Sedimentationstanks) und in der —• Kaustizieranlage umgefällt. Die so gebildete —> Weißlauge mit hohem Alkaligehalt wird als Kochflüssigkeit im Kocher eingesetzt. Als Nebenlinie dient die Kalkrückgewinnung aus dem Schlamm der Kaustizieranlage (—• Drehrohrofen). Die Zugabe der Make-up-Chemikalien geschieht überwiegend als —• Natriumsulfat (Na 2 S04) im Rückgewinnungskessel. DA

Rückgewinnungskessel (recovery boiler) Der Rückgewinnungskessel ist in der Zellstoffindustrie ein Dampfkessel, der mit der Verbrennung der —• Ablauge zur Energienutzung sowie zur Wiedergewinnung der Aufschlusschemikalien dient. Beim Sulfatverfahren war er von Beginn der Nutzung des Verfahrens im Gebrauch, anfangs zur wirtschaftlich zwingend notwendigen —• Chemikalienrückgewinnung, später zusätzlich zur Energienutzung. Der Umweltschutzeffekt (Vermeidung der hohen Abwasserbelastung durch die gelöste Holzsubstanz) war damit von vornherein gegeben. Beim Sulfitverfahren diente der Rückgewinnungskessel zunächst nur dem Umweltschutz, später auch der Energiegewinnung und bei löslichen Basen (z.B. —• Magnesiumbisulfit) der Chemikalienrückgewinnung. Rückgewinnungskessel sind als Dampfkessel grundsätzlich mit Kesseln zur Verbrennung von flüssigen Brennstoffen (Heizöl) vergleichbar. Der Verbrennungsraum muss reichlich bemessen sein, weil zunächst das Restwasser der Ablauge verdampft werden muss und Feststoffprobleme, die den Ascheproblemen eines Kohlekessels ähneln, bewältigt werden müssen. Sie erzeugen Hochdruckdampf (z.B. Sulfatverfahren: 60 bis 80 bar, Sulfitverfahren: 70 bis 110 bar) und dienen somit der Nutzung der gelösten Holzanteile (wie —• Lignin) zur Energiegewinnung, wobei die gewonnene Energie ungefähr den gesamten Bedarf (Strom und Dampf) einer Zellstofffabrik deckt. Im Rückgewinnungskessel erfolgt zunächst die Verdüsung der Ablauge, die Verdamp-

64 fling des Restwassers und dann bei 800 bis 850° C die Verbrennung der organischen, beim —• Kochen von Holz gelösten Substanz. Beim Sulfatverfahren wird das zugesetzte —• Natriumsulfat (Make-up-Chemikalie, die dem Verfahren den Namen gab) am Boden des Kessels, in dem sich die Schmelze der Natriumsalze sammelt, durch Kohlenstoff aus der organischen Substanz bei 850 bis 1 100° C zu —• Natriumsulfid reduziert: Na2S04 + 2 C

—> Kochsäure verwendet. Wichtig ist bei dieser Verbrennung, schwach oxidierende Bedingungen aufrecht zu erhalten, um schwarze Rußpartikel, die die Zellstoffqualität beeinflussen würden, zu vermeiden. Auch bei diesem Verfahren kann die Make-up-Chemikalie (Frisch-MgO) mit der Ablauge dem Kessel zugeführt werden. Meist setzt man es aber zusammen mit dem rückgewonnenen MgO zur Bereitung der Magnesiumhydroxidlösung ein. DA

Na 2 S + 2 C 0 2

Weiter finden folgende wichtige Reaktionen statt: 2 NaOH + C 0 2 N a 2 C 0 3 + H 2 0 und Na 2 S + C 0 2 + H 2 0 H 2 S + Na 2 C0 3 Große Bedeutung hat die erreichte Umsetzung von Natriumverbindungen zu Natriumsulfid (Na 2 S). Rückgewinnungskessel für Sulfatablaugen werden zusätzlich mit Kalk beschickt, um die Natriumverluste zu reduzieren (—• Sodakessel). Sie weisen wegen des hohen Brandinventars im Kessel, der reduzierenden Bedingungen und der Schmelze von Natriumsalzen ein gewisses Explosionsrisiko auf, das durch besondere Sicherheitsmaßnahmen ausgeschaltet werden muss. Beim Rückgewinnungskessel für das Sulfitverfahren unterscheidet man die reine Ablaugenverbrennung der Calciumablauge zur Energiegewinnung (Abfallprodukte Asche und —> Schwefeldioxid) und die Abiaugenverbrennung mit Chemikalienrückgewinnung bei löslichen Basen. Bei den Natriumbisulfitverfahren ähnelt die Rückgewinnung dem Sulfatverfahren. Beim weltweit dominierenden Magnesiumbisulfitverfahren erfolgt im Kessel zunächst die Verdüsung der Ablauge, dann die Verdampfung des Restwassers und schließlich bei 1 150 bis 1 250° C die Verbrennung der organischen Substanz mit Umsetzung der Magnesiumverbindungen zu —• Magnesiumoxid (MgO) und der Schwefelverbindungen zu —• Schwefeldioxid (S0 2 ). —• Magnesiumsulfat (MgS0 4 ) fällt als unerwünschtes Nebenprodukt an. MgO und S 0 2 werden abgeschieden und zur Herstellung der

Rücklauftrichter (back flow basket) Rücklauftrichter befinden sich unmittelbar unterhalb der Farbwanne eines —• Auftragswerks zur Aufnahme der zurückzuführenden —> Streichfarbe. Bei bestimmten Anwendungen sind sie mit Stauventilen ausgestattet, die für einen gleichmäßigen Rückfluss sorgen. Um Ablagerungen von Streichfarbe an den Wänden zu vermeiden, sind die Rücklauftrichter mit einem Kühlmantel versehen. K T

Rückschlagventil (non-return valve) - > Ventil

Rückseitenstrich (reverse side coat) Die Rückseite von Kartonbahnen wird bei bestimmten Anforderungen ebenfalls mit einem —• Strich versehen. Dieser Rückseitenstrich kann sich vom —» Vor- und —• Deckstrich durch das verwendete —> Streichaggregat und die Zusammensetzung der —• Streichfarbe unterscheiden. Die Rückseite von Karton kann - muss aber nicht - die Siebseite des Materials sein. KT

Rückstände (residuals) Unter Rückständen werden die bei einem technischen Verfahren oder nach einer Produktnutzung verbleibenden stofflichen Reste verstanden. Der Begriff Rückstand umfasst

65 feste, schlammartige und flüssige Stoffe, ohne deren weitere Verwendung näher zu spezifizieren. Rückstände aus der Zellstoff- und Papierindustrie können entweder sowohl Produkte (z.B. —• Rinde, REA-Gips) als auch sekundäre Rohstoffe (z.B. Faserschlämme) oder —• Abfall (z.B. —• Rejekte aus der —• Altpapieraufbereitung) werden. HA

Rückwärtsschaltung ( backward arrangement)

schaltung - die große hydraulische Belastung der ersten Stufe, die neben dem eigentlichen Einlauf auch die Durchläufe aller folgenden Stufen aufnehmen muss. Das erfordert eine Auslegung des Trennaggregats sowie seiner Peripherie (z.B. —• Pumpen, —> Bütten, —• Rohrleitungen) auf erheblich größere Massenströme. Die Rückwärtsschaltung wird daher nicht in der —• Stoffaufbereitung oder im —> Konstanten Teil von Papiermaschinen, sondern ausschließlich zur —• Faserrückgewinnung eingesetzt. HC

Stufe 1

Stufe 2

Stufe 3

— ^

Durchlauf

*

Überlauf

^

Prinzip der Rückwärtsschaltung

Bei der Rückwärtsschaltung von Trennaggregaten (z.B. —• Sortierern) bei der Papierherstellung werden die —> Durchläufe der auf die erste Stufe folgenden Stufen vor die erste Stufe zurückgeführt und durchlaufen diese Stufe erneut (Abb.). Bei dieser Art der Schaltung besteht die Gefahr, dass die im Durchlauf der zweiten oder dritten Stufe befindlichen Verunreinigungen (z.B. —• Stickies) beim wiederholten Durchlaufen der ersten und der nachfolgenden Stufen so weit zerkleinert werden, dass sie nicht mehr vom Trennelement der ersten Stufe zurückgehalten werden können und im weiteren Produktionsablauf zu Störungen führen. Daher müssen die Durchläufe der nachfolgenden Stufen qualitativ dem —• Einlauf der ersten Stufe entsprechen, um eine Ansammlung von Verunreinigungen in einem Prozessabschnitt zu vermeiden. Ein weiterer Nachteil dieser Schaltungsvariante ist - im Gegensatz zur —> Kaskaden-

Rückwasser (backwater) Unter Rückwasser wird der Teil des —> Fabrikationswassers verstanden, der nicht den Stoff aus der —> Stoffaufbereitung im Prozesshauptstrom Richtung —> Stoffauflauf der Papiermaschine transportiert, sondern in entgegengesetzter Richtung fließt. Im Wesentlichen sind dies feststoffarme —> Filtrate aus Eindick- und Entwässerungsmaschinen (—• Eindicker, —• Entwässerung) in der Stoffaufbereitung, aber auch —• Siebwasser an der Papiermaschine und Klarfiltrat nach der —• Faserrückgewinnung. Im engeren Sinne versteht man unter Rückwasser •

•

Ergänzungswasser, das aus dem Bereich der Papiermaschine in die Stoffaufbereitung fließt. Wasser, das einen Kreislauf der —• Stoffaufbereitungsanlage aus einem nachgeschalteten Kreislauf kaskadenmäßig ergänzt.

Aus dieser Definition leiten sich folgende Anforderungen für die Rückwasserqualität ab: •

•

Es soll möglichst frei sein von —• Fasern, —• Füllstoffen und —> Hilfsstoffen, wie z.B. —> Retentions- oder —• Leimungsmitteln. Es darf mit störenden Substanzen (—• Störstoffen) und gelösten organischen Substanzen hoch belastet sein,

66 wenn im folgenden Anlagenteil eine Behandlung (z.B. durch Mikroflotation) oder eine partielle Ausschleusung als —» Abwasser in die —•Abwasserreinigungsanlage sichergestellt ist.

Diese horizontal angeordnete Rührwelle soll nicht nur mischen, sondern auch die vom —• Sieb der Papiermaschine anfallende nasse Papierbahn zerfasern.

Man unterscheidet bei Rückwasser im Allgemeinen zwischen Klarfiltrat und Klarwasser: 1) Klarfiltrat aus einem —• Scheibenfilter hat einen Feststoffgehalt von 20 bis 100 mg/1 bei der Produktion füllstoffarmer Papiere aus —• Primärfaserstoffen und bis zu 300 mg/1 bei der Herstellung stark aschehaltiger (füllstoffhaltiger) Papiere aus —• Altpapierstoff. 2) Im Klarwasser, gewonnen über eine Mikroflotation, kann der Feststoffgehalt bis ca. 20 mg/1 reduziert werden. Dank dieses sehr niedrigen Feststoffgehalts kann derartig entstofftes Fabrikationswasser an empfindlichen Wasserverbrauchsstellen in der Papiermaschine (z.B. Hochdruck-Filzspritzrohre) ohne Gefahr der Verstopfung von Spritzrohrdüsen anstelle von —> Frischwasser eingesetzt werden. SW

Rührwelle (agitator) Rührwellen sind Arbeitsorgane in —> Bütten, mit deren Hilfe verhindert werden soll, dass die darin befindliche Stoffsuspension sich entmischt. Für Mischzwecke werden Rührwellen seltener eingesetzt. Hierfür werden meist —• Büttenpropeller verwendet. Rührwellen bestehen aus mehreren Propellereinheiten, die auf einer gemeinsamen Welle in gleichen Abständen hintereinander angebracht sind. Eine speziell für das Suspendierthalten von Suspensionen geeignete Bauform einer Rührwelle bewegt sich auf einer Kreisbahn in der Bütte (Abb.). So hält sie jeweils lokal abwechselnd einen Teil der Suspension in Bewegung. Mit einer solchen Rührwelle ist der erforderliche Energieaufwand um bis zu zwei Drittel niedriger als bei Büttenpropellern. Eine besondere Bauform ist die Rührwelle in der —• Gautschbruchbütte.

pellereinheiten (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology) HO

Rührwerk (agitator) Der Ausdruck Rührwerk ist der Oberbegriff für Arbeitsorgane in —• Bütten oder —> Bottichen, um die darin befindliche Stoffsuspension entweder zu mischen, suspendiert zu halten oder auch die enthaltenen Feststoffe (—• Faserstoffe) zu desintegrieren. Rührwerke werden eingesetzt in der —> Stoffaufbereitung, bei der Aufbereitung von —»Hilfsstoffen und in der —• Gautschbruchbütte der Papiermaschine. Die Bauformen der Rührwerke sind entsprechend ihrem Einsatzgebiet sehr unterschiedlich (z.B. —» Büttenrührwerk). HO

Runddose (cylindrical fiber can) Runddosen sind dünnwandige zylindrische Hohlgefaße mit Boden und Deckel, die als Packmittel für schüttfahige Güter, wie z.B.

67 Salz oder Gewürze, verwendet werden. Als Körper von Runddosen können Abschnitte von spiralgewickelten —• Papierhülsen eingesetzt werden. Sie können aber auch aus ursprünglich plan liegenden Kartonabschnitten hergestellt werden, die im ersten Arbeitsschritt in einer speziellen Formmaschine zu einem Zylinder geformt und im zweiten Arbeitsschritt an der Stoßlinie verklebt werden. Für den Deckel- und Bodenverschluss von Runddosen gibt es eine sehr große Vielfalt von konstruktiven Lösungen, meist auf der Basis von Kunststoffeinsteckdeckeln mit oder ohne Dosiervorrichtungen. WN

Runddosen-Wickelmaschine (round fiber can winder) Runddosen-Wickelmaschinen sind spezielle —• Hülsenwickelmaschinen, in denen dünnwandige spiralgewickelte —• Papierhülsen für —» Runddosen hergestellt werden können. Die eingesetzten Papierbahnen gewährleisten die geforderten Barriereeigenschaften der Doseninnenseite. Oft werden mit Aluminiumfolie kaschierte Papiere eingesetzt. Die Außenbahn muss die werbewirksam aufgemachte Gestaltung der Dosenaußenseite ermöglichen. Sie ist daher oft ein hochwertig —• gestrichenes und aufwendig bedrucktes Papier. Gelegentlich wird die Außenseite des Dosenkörpers stattdessen in einem nachgeschalteten Arbeitsschritt mit aufwendig bedruckten - • Etiketten umhüllt. WN

Rundholz (roundwood) —• Faserholz

Rundsieb (cylinder mold) Rundsiebe dienen der —•Blattbildung von Einzelbahnen in einer —•Kartonmaschine, wobei mehrere Rundsiebe (4 bis 8 Einheiten) zur Erzeugung von mehrlagigem Karton hintereinander geschaltet werden. Es werden 3 verschiedene Rundsiebe eingesetzt:

• • •

Gleichstrom-Rundsieb Gegenstrom-Rundsieb Teilbeaufschlagtes Rundsieb.

Beim Rundsieb taucht der horizontal gelagerte, mit einem feinen —• Sieb bespannte Zylinder zu zwei Drittel in einen mit —• Stoffsuspension gefüllten Trog ein (Abb. 1). Die Suspension, die sich außerhalb des Zylinders befindet, weist ein höheres Niveau auf als das —• Filtrat (Siebwasser) im Inneren des Zylinders. Durch diesen Höhenunterschied findet eine Strömung bzw. ^ E n t wässerung von außen nach innen statt. Die Fasern werden dabei zum Rundsiebzylinder transportiert, auf dessen Sieb abgelegt und mit dem Zylinder zur Abgautschwalze (—• Abgautschen) bzw. zum —• Abnahmefilz (Oberfilz) transportiert. Die Rundsiebe sind als individuelle Einheiten hintereinander angeordnet. Eine Bahn wird nach der anderen an den Abnahmefilz abgegeben und so eine mehrlagige Bahn erzeugt.

Abb. 1 : Gleichstrom-Rundsieb

Man unterscheidet im Wesentlichen 3 Bereiche innerhalb der Blattbildungszone: • • •

Zone erhöhter Turbulenz Zone niedriger Turbulenz mit partieller Entwässerung Abwaschung des nassen —• Faservlieses beim Auftauchen des Zylinders aus der Suspension.

68 1) Beim Gleichstrom-Rundsieb entspricht die Strömungsrichtung der Suspension der Drehrichtung des Zylinders (Abb. 1). Beim Auftauchen des Zylinders aus dem Trog treten geringfügige Abwaschungen des abgelagerten Faserstoffs auf. Ist die —> Stoffdichte der Suspension niedrig, kann fur die Decke und für die Rückseite von Karton eine gute —• Formation erzielt werden.

Oberfilz

beaufschlagten Rundsiebes wurde beibehalten und durch einen Stoffauflauf mit Oberlippe ergänzt. Dadurch wurde eine hohe Blattgewichtsaufnahme bei hoher Stoffdichte im Former ermöglicht.

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Abgautschwalze

Abb. 3: Teilbeaufschlagtes Rundsieb

Abb. 2: Gegenstrom-Rundsieb

2) Beim Gegenstrom-Rundsieb (Abb. 2) wird durch die gegenläufige Bewegung des Zylinders und im Verhältnis zur Strömungsrichtung der Suspension vermehrt Turbulenzenergie eingebracht, so dass mit erhöhter Stoffdichte die Aufnahme einer höheren —• flächenbezogenen Masse erzielt werden kann. Es treten allerdings starke Abwascheffekte auf. Ein Nachteil ist möglicherweise eine stärkere Faserausrichtung in Maschinenrichtung, die durch eine höhere Relativgeschwindigkeit der Suspension gegenüber dem Rundsieb bewirkt wird. Das GegenstromRundsieb ist besonders für die Formierung der Einlage von mehrlagigem Karton geeignet. 3) Beim teilbeaufschlagten Rundsieb ist die Blattbildungszone erheblich verkürzt (Abb. 3). Eindickungen der Suspension treten kaum auf, die Formation ist sehr gut. Die weitere Entwicklung führte zum —> Rundsiebformer. Die relativ kurze Blattbildungslänge des teil-

Die genannten Typen der Rundsiebe finden sich noch in älteren Kartonmaschinen. Sie werden bei Neuinvestionen wegen niedriger Produktivität und Produktqualität nicht mehr vorgesehen. BU

Rundsiebformer (short former, pressure former) Beim Rundsiebformer ist im Gegensatz zum —• Rundsieb ein Teil des Rundsiebzylinders durch eine Oberlippe abgedeckt (Abb. 1). Die —> Stoffsuspension wird über eine Pumpe dem Rundsiebformer zugeführt. Der für die —• Blattbildung notwendige Entwässerungsdruck wird über den Pumpendruck und die Schwerkraft gebildet. Kritische Bereiche sind die Abdichtung zum Rundsiebzylinder (meist Kunststoffleiste) und der Austritt der Bahn aus dem Oberlippenbereich. Die Oberlippe wird so zum Zylinder eingestellt, dass die —• Wasserlinie, also der Bereich, in dem die Suspension vollständig entwässert ist, 5 bis 10 cm nach der Oberlippenkante liegt. Dies bedingt eine genaue Einstellbarkeit des Endes der Oberlippe zum Zylinder im Zehntelmillimeterbereich. Von der Wasserlinie bis zur Aufgautschwalze wird die gebildete Bahn am Zylinder weitertransportiert. Der —• Ab-

69 nahmefilz (Oberfilz) gautscht (—» Gautschen) die Bahn vom Zylinder ab und übernimmt die Bahn. Rundsiebformer

Saugformer

können sich hydraulische Störungen ergeben, die zur Blattzerstörung führen. Eine Lösung ist die druckdefinierte Anpassung der Oberlippe mit einem Pneumatikschlauch. Das Anlegen der Oberlippe mittels Schlauch gewährleistet eine gleichmäßige Abstützung und vermeidet damit Verformungen infolge Durchbiegung. Zudem kann sich die Oberlippe mit den Imperfektionen des Rundsiebes mitbewegen, so dass die Größe des Auslaufspalts dadurch unverändert bleibt. Bei Saugformern ist der Rundsiebzylinder ein gebohrter Walzenmantel mit innenliegendem Saugkasten (Abb. 1). Der Saugkasten hat meist mehrere Zonen mit unterschiedlichen Aufgaben zur Steuerung der Retention, der Bahngewichtsaufnahme, des Trockengehalts vor dem Vergautschen und des hinter dem Abgautschpunkt abgeschleuderten Siebwassers. Auch kann der Kasten zur Einstellung des Abgautschpunkts drehbar gelagert sein. Mit Saugformern werden Maschinengeschwindigkeiten bis ca. 400 m/min erreicht. Bei höheren Maschinengeschwindigkeiten muss eine stärkere Faserausrichtung in Laufrichtung der Kartonbahn in Kauf genommen werden. BU

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Abb. 1 : Rundsiebformer und Saugformer

Die Länge der Oberlippe beträgt 0,3 bis 0,6 m. Eine zu lange Oberlippe bewirkt Eindickungen im Blattbildungsraum und schlechtere —» Formation. Mit Rundsiebformern werden Maschinengeschwindigkeiten bis 200 m/min erreicht. Bei höheren Maschinengeschwindigkeiten muss gegenüber Zentrifugalkräften verstärkt mit —»Vakuum die Blattbildung kontrolliert werden. Zudem wird durch Vakuum die —> flächenbezogene Masse pro Former erhöht. Bei Rundsiebformern sind verschiedene Lösungen auf dem Markt. Bei konventionellen Formern ist der Blattbildungsraum durch eine starre, einstellbare Oberlippe abgedeckt (Abb. 2). Bei Änderungen der Entwässerungsfahigkeit (—• Schopper-Riegler-Wert) des Stoffs Schwimmende Lippe konvent. Ausführung

Rundsiebformer-Kartonmaschine (multiply former board machine) Rundsieb-Kartonmaschinen sind Maschinen, deren Nassteil vorwiegend mit —• Rundsieben ausgestattet ist. RundsiebformerKartonmaschinen sind Maschinen, deren Nassteil vorwiegend mit —• Rundsiebformern bestückt ist. BU

konstante Kraft = konstanter Entwässerungsdruck

Abb. 2: Steife und Schwimmende Lippe beim Rundsiebformer

Rundsiebmaschine (cylinder vat machine , vat machine) Die einfache Rundsiebmaschine besteht nur aus einem Trog, einem umlaufenden —• Rundsieb, einer —> Abgautschwalze und einem —• Filz (Oberfilz als —• Abnahmefilz). Der Filz nimmt die Bahn vom Rundsiebzylinder ab und transportiert sie zu einer Presse mit

70 Abnahmezylinder. Die Bahn wird wie bei —• Wickelpappenmaschinen zu einer bestimmten Stärke aufgerollt. Diese einfache Technik kann auch zur Holzschliffentwässerung (—> Holzschliff) z.B. in Holzschleifereien (—• Schleiferei) eingesetzt werden. Diese Maschinen werden auch als Entwässerungsmaschinen oder Abpappmaschinen bezeichnet. BU

Rundsiebpartie (cylinder mold machine) —• Rundsiebmaschine

Rundsiebzylinder (cylinder mold , wire mold) —> Rundsieb

Runnability (runnability) —• Verdruckbarkeit

Rupfen (picking, plucking) Unter Rupfen versteht man die gewaltsame Abtrennung von einzelnen Partikeln aus der Papieroberfläche während des Druckvorgangs. Dieser Effekt des Rupfens, speziell von Trockenrupfen, tritt vornehmlich beim —> Offsetdruck auf, in dem mit pastösen Druckfarben mit einer hohen Zügigkeit gearbeitet wird, die sich durch deren —• Tack beschreiben lässt. Bei anderen —»Druckverfahren, wie —»Flexo- und —• Tiefdruck, in denen wässrige oder lösemittelhaltige Druckfarben zum Einsatz kommen, wird an den Oberflächen der verarbeiteten Papiere oder Kartons eine entsprechend niedrigere Adhäsionswirkung durch die Druckfarbe ausgeübt, so dass es lediglich in Extremfällen zum Rupfen kommt. Neben den Einflüssen der Zügigkeit von Druckfarben wirken sich auch die Eigenschaften der bedruckten Papiere bzw. dessen zu geringe Oberflächenfestigkeit aus. Bei —•ungestrichenen Papieren, deren —> Ober-

flächenleimung unzureichend ist, können Einzelfasern abgetrennt werden, die dem Druckbild ein fleckiges Aussehen verleihen. Bei Vollflächendrucken treten diese Fehler stärker in Erscheinung als bei Rastertonflächen (—> Rasterton). Lagern sich ausgerupfte Fasern auf dem —» Gummituch der Druckmaschine ab und nehmen Feuchtwasser (—• Feuchtmittel) auf, wird ein Abstoßeffekt gegenüber den Druckfarben verursacht. Auf den nachfolgenden Bogen erscheinen weiße Flecken im Druckbild, die als —• Butzen bezeichnet werden. Bei —• gestrichenen Papieren werden durch die im Druck auftretenden Zugkräfte die —• Pigmente und —> Bindemittel aus der Papieroberfläche abgetrennt. Auch diese Partikel tragen zu einem Aufbauen auf dem Gummituch bei. Die —» Rupffestigkeit der Oberflächen gestrichener Papiere steht im Zusammenhang mit dem Bindemittelanteil der eingesetzten Papierstriche (—• Strich) und inwieweit die Bindemittel eine ausreichende Verankerung der Pigmente auf dem —> Streichrohpapier bzw. dem Vorstrich (—• Vorstreichen) herstellen können. Im Druck von —> Faltschachtelkarton tritt gelegentlich ein Abheben des gesamten Strichs vom Rohkarton auf, was mit einer zu geringen Verankerung des Strichs im Zusammenhang steht. Im Gegensatz zum Trockenrupfen, das in der Praxis der Druckindustrie eine abnehmende Tendenz aufweist, weisen die Probleme mit dem Nassaufbauen von Strichpigmenten auf den wasserführenden und insofern bildfreien Zonen der Drucktücher und -platten einen steilen Anstieg auf. Das Nassaufbauen ist als Rupfen des Strichs im Zusammenhang mit einer verminderten Wasserfestigkeit oder Beständigkeit gegenüber Feuchtmittelzusätzen zu interpretieren. Beide Erscheinungen, das Trocken- und Nassrupfen (Aufbauen), erfordern ein häufiges Waschen des Gummituchs und der —• Druckplatten in der —> Druckmaschine. Diese verkürzten Waschintervalle wirken sich negativ auf die Produktionsleistung aus. SD

71 Rupffestigkeit (pick resistance , resistance to picking) Unter Rupffestigkeit versteht man die Festigkeit der Bindung von Bestandteilen des Papiers an seiner Oberfläche, die verhindert, dass bei senkrecht zur Oberfläche auftretender Krafteinwirkung, z.B. in der —»Druckmaschine, —• Rupfen eintritt. Je nach Art des Einsatzes und der Weiterverarbeitung eines Papiers muss es eine bestimmte, nach verschiedenen Methoden ermittelbare Rupffestigkeit aufweisen. Einflussfaktoren auf die Rupffestigkeit sind insbesondere die Festigkeiten der Faserstoffkomponenten bzw. ihrer —> Faser-zu-FaserBindungen, der Anteil sowie die Verteilung der —• Füllstoffe über die Papierdicke (—> zRichtung) und die Art der Papierherstellung, vor allem hinsichtlich der —> Stoffaufbereitung (—> Mahlung) und der —• Blattbildung. Die Rupffestigkeit kann bei —•ungestrichenen Papieren durch —• Oberflächenbehandlung, z.B. durch Auftrag von —• Stärke oder —• CMC in der Leim- oder —> Filmpresse, und bei —> gestrichenen Papieren durch die Qualität der Bindung der —• Pigmente im —> Strich mit Hilfe eines ausreichenden Gehalts an —• Bindemitteln beeinflusst werden. Die Rupffestigkeit wird mit verschiedenen Rupftests ermittelt. KR

Rupföl (picking oil) Beim Rupföl handelt es sich um definierte Testöle verschiedener Hersteller zur Untersuchung der —• Rupffestigkeit von —> Bedruckstoffen (Papier und Karton) für den —> Offsetdruck mit Hilfe von —» Probedruckmaschinen. Das Rupföl wird in 3 verschiedenen Einstellungen der Zügigkeit (low, medium, high viscosity) z.B. von der Firma Reprotest Β. V., Amsterdam, angeboten. KR

Rupftest (pick resistance test , pick(ing) test) Die Neigung von Papieren zum —• Rupfen wird mit verschiedenen Rupftests untersucht.

Im Wesentlichen werden 2 Verfahren eingesetzt: 1) Beim —> Dennison-Wachs-Test (TAPPIMethode T459 om-93) werden siegellackähnliche Wachsstangen unterschiedlicher Klebkraft (Viskosität) verwendet. Die Wachsstangen haben verschiedene Farben und sind aufsteigend nummeriert (von Nr. 2 = niedrigste Klebkraft bis Nr. 32 = höchste Klebkraft). Eine vollständige Serie umfasst 18 Wachsstangen. Die am unteren Ende über offener Flamme bis zur Schmelze erwärmten Wachsstangen werden auf das zu prüfende Papier aufgesetzt und nach dem Erkalten ruckartig unter Zuhilfenahme einer gelochten Schablone abgezogen. Die Nummer der Wachsstange, mit der gerade noch keine Fasern oder Strichpartikel (—• Strich) aus dem Papiergefuge herausgerissen wurden, beschreibt die —• Rupffestigkeit des Papiers in Form der Dennison-Wachs-Zahl. 2) Zur Untersuchung der Rupffestigkeit unter simulierten Druckbedingungen werden Probedruckgeräte (—• IGT- oder Prüfbauprobedruckgeräte) verwendet (ISO 3783-80), wobei entweder bestimmte —> Rupftestfarben unterschiedlicher Zügigkeit (Viskosität) oder spezielle —• Rupföle unterschiedlicher Viskosität zum Einsatz kommen. Dabei wird in erster Linie die Steigerung der Zugbeanspruchung an der Papieroberfläche durch kontinuierliche Erhöhung der Druckgeschwindigkeit des Geräts ausgenutzt. Die Grenzgeschwindigkeit, bei der Rupfen eintritt, wird als Rupfgeschwindigkeit bezeichnet und in [cm/s] angegeben. Von der Veränderung der Zügigkeit der Prüfflüssigkeit wird nur zusätzlich zur Geschwindigkeitserhöhung Gebrauch gemacht. Zur Untersuchung der Nassrupfneigung (—> Rupfen) wird der Rupftest mit den Probedruckgeräten durch eine vorgeschaltete Befeuchtung der Papierprobe erweitert. KR

72 Rupftestfarbe (picking ink) Bei Rupftestfarben handelt es sich um Testfarben zur Untersuchung der —> Rupffestigkeit von Papier und Karton für den —• Offsetdruck mit Hilfe von —•Probedruckgeräten. Die Testfarben werden in verschiedenen Zugeinstellungen von niedrigzügiger Einstellung (niedrige Viskosität) bis sehr hohe Viskosität (—• Tack) (Bezeichnung nach Farbenhersteller Michael Huber, München) geliefert. KR

Ruß (carbon black) Als Ruß werden Kohlenstoffpartikel mit einer Größe von etwa 0,1 μηι und kleiner bezeichnet. Er bildet sich, wenn gasformige oder durch Vergasen flüssiger oder fester Stoffe entstehende flüchtige —> Kohlenwasserstoffe bei ungenügendem Luftzutritt verbrannt werden. Ruß wird gezielt in industriellen Anlagen hergestellt, indem in der Flamme enthaltener —• Kohlenstoff durch Kühlung der Flamme z.B. an wassergekühlten Metallplatten abgeschieden wird. Industrieruße, hergestellt durch Verbrennen von Erdöl- oder Steinkohlenterprodukten, Erdgas oder Acetylen, werden hauptsächlich als Zusatzstoffe oder Füllstoffe in der Kautschukindustrie verwendet und dienen als schwarze Farbstoffe, z.B. bei der Herstellung schwarzer —• Druckfarben. Andererseits ist Ruß ein unerwünschtes Produkt vieler Verbrennungsprozesse. Verursacht wird die Rußbildung durch Sauerstoffmangel bei der Verbrennung oder durch das vorzeitige Abkühlen der Verbrennungsgase. Zur Minderung von Rußemissionen kommen feuerungstechnische Maßnahmen und Abgasreinigungsverfahren in Betracht. Die Rußemissionen sind indirekt über einen Grenzwert für die staubförmigen Emissionen begrenzt. Eine Messgröße für den Rußanteil in Abgasen ist die Rußzahl. Das Messverfahren beruht auf dem Ansaugen des Abgases durch ein weißes Papierfilter definierter Qualität. Die durch die abgeschiedenen Feststoffe hervorgerufene Schwärzung des Filters wird über das opti-

sche Reflexionsvermögen beurteilt. Zur visuellen Beurteilung wird die RußzahlVergleichsskala (Bacharach-Skala) verwendet. Diese besteht aus 10 runden Feldern mit abgestuftem Schwärzungsgrad, denen Rußzahlen von 0 bis 9 zugeordnet sind. HA

Rutschen (slipping) Das Rutschverhalten ist neben Festigkeitseigenschaften und der Beschaffenheit der Oberfläche eine wichtige Eigenschaft von Papier, Karton und Pappe bei der Verarbeitung auf Abpackstraßen und automatischen Palettieranlagen. Von Rutschen spricht man, wenn nach Überwindung der Haftreibung die Gleitreibung einsetzt (—• Reibung, —•Reibungskoeffizient). TI

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•vm

*

75 Saccharose (saccharose) Saccharose, auch Rohrzucker, Rübenzucker oder Sukrose genannt, ist ein dimerer Zucker mit der Summenformel C12H22O11. In reiner Form bildet sie farblose, süß schmeckende Prismen (Dichte: 1,588), die bei 185 bis 186° C unter Zersetzung (Karamelisierung) schmelzen. Saccharose ist ein aus α-Glucose (—• Glucose) und ß-Fructose aufgebautes Disaccharid:

Salzsäure (hydrochloric acid) Salzsäure (HCl) ist eine Lösung von gasformigem Chlorwasserstoff in Wasser. Sie ist eine sehr starke Säure und im verdünnten Zustand fast vollständig in H + - und Cl' - Ionen dissoziiert. In höheren Konzentrationen wirkt Salzsäure stark ätzend und korrodierend. Ihre Salze heißen Chloride (z.B. Natriumchlorid (NaCl) = Kochsalz). Die im Handel angebotene konzentrierte Salzsäure ist 38 %ig. Die weitaus größte Menge an Salzsäure fallt als Nebenprodukt bei der Chlorierung organischer Verbindungen in Form von Chlorwasserstoff an: RH + C1 2 ->RC1 + HC1

Saccharose ist leicht löslich in Wasser, wenig löslich in —• Ethanol, unlöslich in unpolaren organischen —•Lösungsmitteln. Sie ist die volkswirtschaftlich bedeutendste Zuckerart und wird in großen Mengen erzeugt (ca. 100 Mio t pro Jahr). Neben ihrer hauptsächlichen Verwendung zu Speisezwecken und zur Konservierung (z.B. Marmelade) kann man Saccharose auch als Rohstoff fur Kunststoffe, Firnisse, ferner (durch biotechnologische Verarbeitung) für Eiweiss, Aminosäuren, Hefe, —•Enzyme, Antibiotika, Steroide, Fette, Ethanol, Ethylen, Glycerin, —• Sorbit, Zuckersäure, Sprengstoffe (Zuckernitrate), Weinsäure, —• Weichmacher und Saccharoseester für —• Tenside verwenden. GU

Sack (sack) —• Papiersack

Sackpapier (sack paper) —• Kraftpapier

mit R = organischem Rest. Darüber hinaus gewinnt man HCl durch Verbrennen von elementarem —• Chlor (CI2) und Wasserstoff (H 2 ): H2 + CI2 — 2 H C 1 Als relativ billige technische Säure wird Salzsäure in erheblichem Umfang technisch angewendet (z.B. Aufschluss von Erzen, Metallverarbeitung, Regeneration von —• Ionenaustauschern). In Papierfabriken wird sie teilweise zur Sieb- und Büttenreinigung (—• Sieb, —• Bütte) eingesetzt, insbesondere zur Auflösung von Kalkablagerungen ( - • Kalk). SE

Sägenebenprodukte (saw mill by-products , saw mill residues) Sägenebenprodukte, früher Industrierestholz genannt, fallen in Sägewerken beim Zuschnitt von Bauholz (Balken und Bretter) in Form von Seitenbeschnitt des Stammholzes und beim Längen als Kappstücke an. Derartige Sägenebenprodukte werden in den Sägewerken zu —• Hackschnitzeln zerkleinert und als wertvoller Rohstoff zur Herstellung von Zellstoff und —• Holzstoff nach dem Refinerverfahren in der Zellstoff- und Papierindustrie herangezogen. Teilweise wird der Seitenbeschnitt, auch Schwarten oder Sprei-

76 ßel genannt, unzerkleinert an Zellstoffwerke geliefert. GG

Sandfilter (sand filter) Sandfilter sind eine Sonderform der Raumfilter (—•Filter). Sie dienen der Entfernung auch feinteiliger suspendierter Feststoffe aus Wasser und Abwasser. Vorzugsweise werden sie zur Aufbereitung von Produktionsbrauchwasser (—• Frischwasser) eingesetzt. Sie finden aber auch zunehmend Verwendung zur Aufbereitung von —•Kreislaufwasser und Abwasser. Sandfilter bestehen in der typischen Form des aufwärts durchströmten Filters aus einem Düsenboden, einer Stützschicht aus —» Filterkies und einer Schicht aus Filtersand (—•Filterquarz). In der gleichen Bauform können Filtersande verschiedener Körnung oder auch verschiedene Filtermedien, wie Sand und Anthrazit, übereinander geschichtet sein. Diese Filter werden dann als Mehrschichtfilter bezeichnet. Die im Filterbett zurückgehaltenen Feststoffe müssen wieder ausgetragen werden. Dies geschieht bei der typischen Bauform intervallweise durch Rückspülen, gewöhnlich einmal in 24 h. Dabei wird mit hoher Strömungsgeschwindigkeit Spülwasser (gewöhnlich das vorher filtrierte und für diesen Zweck gespeicherte Wasser) zusammen mit Luft (auch Luft und Wasser abwechselnd) durch das Filter geschickt, wodurch die Feststoffe mit dem Spülabwasser ausgetragen werden. Bei Sonderformen der Sandfilter erfolgt das Spülen kontinuierlich dadurch, dass eine Teilmenge des Sandes über Hydrozyklone gereinigt und dem Filterbett wieder zugeführt wird. Sandfilter sind in der Lage Feststoffe in nicht zu hohen Konzentrationen (z.B. bis zu etwa 80 mg/1 abfiltrierbare Stoffe, abhängig von der Struktur der Stoffe) zurückzuhalten. Die Ablaufkonzentrationen liegen dann unter 10 mg/1 abfiltrierbare (suspendierte) Stoffe. Höhere Konzentrationen suspendierter Stoffe können kurzzeitig oft zurückgehalten werden (z.B. bis zu 1 h). Bei längerer Belastung der

Sandfilter mit höheren Konzentrationen suspendierter Stoffe kommt es aber zum Durchbruch, so dass sich die Konzentration der suspendierten Stoffe im Ablauf der Sandfilter der Zulaufkonzentration nähert. MÖ

Satellitenmaschine (satellite printing unit) —• Druckmaschine

Satinage (calendering) Die Satinage ist ein thermo-mechanischer Materialumformungsprozess, der in —•Kalandern stattfindet, deren Walzenspalte durch Anwendung mechanischer und thermischer Energie (Druck und Wärme) Papier- oder Kartonoberflächen einebnen und ihnen —• Glanz und —• Glätte verleihen. Damit ist immer eine Verdichtung der Papierbahn verbunden. Der Verlust an —•Dicke bzw. an —• spez. Volumen steht in direktem Zusammenhang mit der Glätte (1). Einfluss auf die Satinage haben folgende Faktoren (Abb. 1): 1) Das —• Rohpapier bezüglich • —• Stoffzusammensetzung • —• Füllstoffgehalt und Füllstoffart • Herstellungsbedingungen und Papierqualität (—• Formation, Masse-, Dicken- und Feuchtequerprofile incl. —• Strich) • —• Feuchtegehalt der Papierbahn. 2) • • •

Die Betriebsbedingungen im Kalander: Anzahl der Spaltdurchgänge Abfolge elastischer und starrer Walzen Linienkraft [N/mm] bzw. Druckspannung [N/mm 2 ] • Temperatur (Wärmeenergie) • Bahngeschwindigkeit.

Der Rohpapierzustand beeinflusst die Satinierbarkeit eines Papiers ganz wesentlich. So lassen sich z.B. füllstoffhaltige (vor allem mit —•Kaolin gefüllte) und Papiere mit hohen

77

Einflußgrößen im Satinierkalander Anzahl der Spaltdurchg&nge Streckenlast / Druckspannung Prozeßenergie / Temperatur Satiniergeschwindigkeit Art / Härte der elastischen Walze Dimension der Walzen ( 0, λ ) Oberflächenqualität der Walzen Eigenschaften des Papiers Eingangsfeuchte / Bedampfung Papierführung / Bahnzug Abb.: 1 Verschiedene Kalander-Konfigurationen

—> Deinkingstoff-Anteilen leichter satinieren als Papiere ohne —• Füllstoff, die thermisch und mechanisch einen höheren Energieaufwand erfordern. Die Formation einer Papierbahn tritt bei der Satinage durch deren Verdichtungskräfte wieder in Erscheinung. Dies ist insbesondere bei —• Streichrohpapieren von Bedeutung, weil der Pigmentstrich bei der Satinage normalerweise weniger verformt wird als das Rohpapier. Der Feuchtegehalt der Papierbahn vor dem Kalander oder —> Glättwerk hat neben Pressdruck und Temperatur den größten Einfluss auf die Satinage. Er beträgt, den Erfordernissen der Satinage entsprechend, 6 bis 12 %, für einige technische Spezialpapiere aber auch wesentlich mehr (bis 30 %). Zu feucht in den Kalander einlaufende Papiere neigen zur Vergrauung (—• Schwarzsatinage) und im Extremfall zum Speckigwerden, vor allem bei wolkigen Papieren und in Glättwerken.

Zu trockene Papiere erfordern einen höheren Energieaufwand bei der Satinage, sie verspröden leicht und weisen schlechtere, inhomogenere Satinageergebnisse auf. Der Feuchtigkeitsverlust im Kalander beträgt 0,5 bis 2,5 %, bei technischen Spezialpapieren bis 25 %. Der Feuchtegehalt des Papiers vor der Satinage muss demnach so abgestimmt sein, dass die Restfeuchte nach der Bearbeitung im Kalander mit dem Klima in den Weiterverarbeitungs - Räumen (z.B. 23° C und 50 % —• relative Luftfeuchtigkeit) im Gleichgewicht ist (ca. 6 bis 7 % Wassergehalt im Papier). Unter diesen Bedingungen bleibt der Feuchtigkeitsaustausch mit der Umgebungsluft gering, so dass weder Glätteverluste noch Welligkeit auftreten und Passerschwierigkeiten (—• Passer) in der —• Druckmaschine minimiert werden. Betriebsbedingungen im Kalander: Die benötigte Verdichtung und Einebnung sollte schonend, mit möglichst geringem Aufwand an mechanischer und thermischer Energie erreicht werden. Für die —• online-Satinage von einfacheren Druckpapieren (z.B. —• Zeitungsdruckpapier oder machine finished coated paper ) mit —• Sofìtkalandern reichen oft schon 2 Spaltdurchgänge aus, während für höhere Qualitäten (z.B. tiefdruckfähige gestrichene Sorten) on-line und off-line meist 5 bis 11 —• Nips, für Glassinpapiere (—> Silikonroh- und —• Pergaminpapiere) bis zu 19 Spaltdurchgänge erforderlich sind (—• Kalander). Ein wesentlicher Zusammenhang besteht zwischen der Walzengeometrie, der —> Linienkraft und der Druckspannung: Die Linienkraft ist die im unteren Walzenspalt

78 konstanten Dicke bei ungleichmäßiger Dichte (Abb. 3). Die elastischen Walzenspalte der Kalander dagegen geben der satinierten Papierbahn eine gleichmäßige Dichte bei variierender Dicke. Die schonende und vor allem gleichmäßige Verdichtung gibt der satinierten Papierbahn eine ausgeglichene —•Bedruckbarkeit (printability) und gute Bahnlaufeigenschaften in der D2l d2 D3 d 3 Di, di D4, d 4 —• Druckmaschine (runnability). Im Walzenspalt wirken neben den vertikalen Kräften (Linienkraft) auch tangentiale Kräfte (Antrieb, Bahnzug, Reibung), aus denen sich Geschwindig> a2 a 2 s 83 83 >> 84 keitsdifferenzen an den unter Ρ = Druckspannung Druck zusammenwirkenden Ρ =3 F / a [N/mm2] F = Linienkraft Walzenoberflächen in der Gröa = SpaJtbreite Pi < P2 > P3 Heizwalze) gelingt ein sehr konstanter und genauer Einsatz der Wärmeenergie und damit eine homogene, effiziente Satinage. Mit steigender Druckeinwirkungsdauer werden die besseren Satinageeffekte erzielt (6,7) (Tab.). Mit steigender Bahngeschwindigkeit gehen dagegen die Satinageeffekte zurück. Angestrebte Leistungssteigerungen bei offline-Kalandern werden vorwiegend durch Verkürzung der Rüstzeiten beim Rollenwechsel (—• Tambourhandlingsysteme und

—> Flying Splice) realisiert. Bei den on-line installierten —> Soft- und —» Janus ConceptKalandern werden eher möglichst große Walzendurchmesser gewählt, soweit das wegen der dabei erforderlichen Drucksteigerungen maschinenbautechnisch noch realisierbar ist. Bei entsprechender Auslegung können Janus Concept-Kalander allen üblichen Papier- oder Streichmaschinengeschwindigkeiten folgen und dabei jedes gewünschte Satinageergebnis erzielen.

Literatur: (1) Krenkel, B.: Glätteerzeugung und Glättemessung. Wochenblatt fur Papierfabrikation 104(1976), Nr. 17, 621-630 (2) Baumgarten, H.L.: Über die Satinage von Druckpapieren. Dissertation, TH Darmstadt, 1978 (3) van Haag, R.: Physikalische Grundlagen des Glättens. Wochenblatt fur Papierfabrikation 125 (1997), Nr. 18, 872-876 (4) Münch, E.; Schiunke, J.; Schmitz, W.: Die Heißsatinage im Satinierkalander. Wochenblatt fur Papierfabrikation 106 (1978), Nr. 16, 613-618 (5) Charles, Α.; Waterhouse, J. F.: The Effect of Bendtsen- PPS-10 sBekkPapiersorte Supercalendering on the Rauheit Glätte Glätte Strength of Paper. Journal [ml/min] [μηιΐ [sl of Pulp and Paper Science Satinage

• • •

—• Superkalander —• Softkalander —> Janus Concept-Kalander.

SZ

(calendered paper) Bei der —> Satinage wird ein —• gestrichenes oder —• ungestrichenes Papier in —•Kalandern einmal oder mehrmals unter Druck zwiSatinierfalte schen Walzen durchgeführt. Durch die Ver(calender cut , calender crease) wendung einer harten (Stahl-) und einer Satinierfalten (Kalanderfalten) können beim —> elastischen (Papier-, Baumwoll-, KunstSatinieren (—• Satinage) durch Überdehnung stoff·) Walze verformt sich die weichere Walzu feuchter Stellen im Papier, durch zu gerinze im Spalt und das Papier wird einer Mikrogen Papierzug (—• Bahnspannung) und falfriktion ausgesetzt. Durch die gleichzeitige sche Leitwalzen- oder StreichstangeneinstelAnwendung von Wärme verformt sich die lung am —> Kalander oder durch in den Wal- Oberfläche und das Papier erhält eine hohe zenspalt eingezogene Luft entstehen. Neben —• Glätte. Durch den aufgewendeten Druck der Einstellung von gleichmäßiger flächenbeverringern sich das —• spez. Volumen und in zogener Masse und gleichmäßigem —> Feuch- der Folge auch die —> Biegesteifigkeit sowie tegehalt in —• Querrichtung der Papierbahn die —• Opazität, in geringerem Umfang der sowie der richtigen Einstellung des Papier—> Weißgrad. zugs sowie von —• Leitwalzen und StreichEin Beispiel für stark satinierte ungestristangen werden zur Vermeidung von Satichene Papiere mit hoher Glätte sind die nierfalten —• Breitstreckwalzen und gerillte —• SC-Papiere (engl.: supercalendered), die Überführleitwalzen zur Reduzierung von aufgrund ihrer hohen Glätte und relativ guten Luftpolstern eingesetzt. KR —• Bedruckbarkeit mit den gestrichenen, ebenfalls satinierten —• LWC-Papieren im Wettbewerb stehen. Andere ungestrichene Papiere werden zur Erhöhung der —• TransSatinierkalander (calender, supercalender, Janus concept parenz satiniert, wie z.B. —•Transparentcalender , soft calender) papier für Briefumschlagfenster. Der Oberbegriff Satinierkalander umfasst Gestrichene Papiere sind in den meisten ganz unterschiedliche —• Kalander. Im GeFällen satiniert. Auch wenn durch die Satinagensatz zu den harten Spalten des ge ein hoher —• Glanz erzeugt werden kann —> Glättwerks ist der elastische Walzenspalt und oft wird, sind auch matte oder halbmatte das Kennzeichen eines Satinierkalanders, der Papiere meist satiniert. Die Satinage wird unabhängig von seinem Aufbau die Aufgabe dann mit weniger Walzendurchgängen hat, an —• gestrichenen oder —• ungestri- und/oder geringerem Druck durchgeführt. chenen Papierbahnen eine Verdichtung des Durch die Satinage wird ein Matt-Papier Blattgefüges und die Einebnung der Oberfläglatter und vor allen Dingen weniger marche (—• Satinage) herbeizufuhren und damit kierempfindlich. Bei einem unsatinierten Pa-

81 pier wird die Oberfläche schon bei leichtem Druck in der Weiterverarbeitung partiell glänzend, was zu Markierungen führt. Besonders matt gestrichene Papiere werden zunehmend auf —• Softkalandern satiniert. Dank der höheren Temperatur kann der Volumenverlust durch geringeren Druck vermindert werden. Für sehr hochwertige glänzende Papiere (—> Kunstdruckpapiere) wird die exzellente Oberfläche dagegen nur auf —• Superkalendern erreicht. PA

wird der Gesamtpigmentmenge bei der Herstellung von —> Streichfarbe normalerweise in einem Anteil von unter 30 % zugesetzt.

Satinweiß (satin white) Satinweiß ist ein Calciumsulfoaluminat, das aus —> gelöschtem Kalk (Ca(OH) 2 ) und —• Aluminiumsulfat (A1 2 (S0 4 )3) hergestellt wird. Je nach dem Mengenverhältnis der eingesetzten Komponenten erhält man entsprechende Molekülzusammensetzungen. Ca(0H) 2 + A l 2 ( S 0 4 ) 3 - > χ CaO · AI2O3 · 3 CaS0 4 · y H 2 0 Bei einem Molverhältnis von 0,166 gilt die Formel 3 CaO · A1 2 0 3 · 3 CaS0 4 · 31 H 2 0 . Die Kristalle von Satinweiß haben eine nadelähnliche Form: abgeplattete Nadeln (Abb.). Die Länge der Kristalle beträgt 1 bis 2 μιη, die Dicke 0,1 bis 0,2 μιη. Die nadelförmigen Kristalle haben eine Dichte von 1,5 bis 1,6 g/cm 3 , was dem Mineral Ettringit entspricht. Ettringit kommt als natürliches Satinweiß u.a. in Ettringen, Rheinland, vor. Handelsübliches Satinweiß ist wahrscheinlich ein Gemisch aus: 4 CaO · A1 2 0 3 · 3 CaS0 4 · 32 H 2 0 und 3 CaO · A1 2 0 3 · 3 CaS0 4 · 31 H 2 0 Neben dem Molverhältnis zwischen Aluminiumsulfat und Kalk wird die Herstellung von Satinweiß auch durch die Geschwindigkeit der Aluminiumsulfatzugabe, die Reaktionszeit und -temperatur, die Konzentration und die Rührgeschwindigkeit beeinflusst. Das ausgefällte Satinweißpigment hat gewöhnlich einen Trockengehalt von 30 bis 35 % und

Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme von Satinweiß

Bei Temperaturen unter 30° C ist Satinweiß stabil, gibt jedoch bei steigender Temperatur kontinuierlich Kristallwasser ab. Bei 120° C ist etwa die Hälfte des Kristallwassers abgespalten. Die vollständige Trocknung geschieht bei 170 bis 180° C, wobei die Kristallstruktur zerfällt. Bei der normalen Papiertrocknung tritt allerdings noch keine nennenswerte Veränderung ein. Es muss jedoch vor einer Übertrocknung gewarnt werden, da diese u.U. eine Verminderung des —• Glanzes zur Folge haben kann. Die nadelähnliche Form der SatinweißKristalle bewirkt eine hohe Deckkraft, einen hohen Glanz, eine hohe —• Glätte und hervorragende Druckeigenschaften. Die Nachteile von Satinweiß bestehen neben dem hohen Bindemittelbedarf im niedrigen Feststoffgehalt der Streichfarben und der Instabilität gegenüber Schwankungen des pH-Werts.

82 Die Tabelle zeigt die Änderung der chemischen Zusammensetzung von Satinweiß bei Änderungen des pH-Wertes. pH-Wert 12,3 9,3 bis 12,3 unter 9,3

Summenformel 4 CaO · AI2O3 · 3 CaS04 · χ H 2 0 3 CaO · A1203 · 3 CaS04 · y H 2 0 A1203 · 3 CaS04 · ζ H 2 0

Die bei einem pH-Wert unter 9,3 in Lösung gehenden Calcium-Ionen verursachen Theologische Störungen (z.B. in Form der —> Dilatanz). Außerdem nimmt das Wasserretentionsvermögen des Satinweiß bei niedrigen pH-Werten stark ab. WG

Sättigung (saturation) 1) Als Sättigung bezeichnet man das Erreichen eines Grenzzustands in einem physikalischen System. Die Sättigung ist erreicht, wenn eine physikalische Größe, die bei Änderung einer anderen physikalischen Größe monoton zunimmt, von einem bestimmten Wert ab (nahezu) konstant gleich dem Sättigungswert bleibt. Wichtige Beispiele sind die Sättigung von Dämpfen und Lösungen. Ein gesättigter Dampf liegt vor, wenn über der kondensierten Phase eines Stoffs der Druck seines Dampfs (bei Festhalten aller übrigen thermodynamischen Zustandsgrößen, wie z.B. Temperatur und Volumen) zeitlich konstant bleibt, weil sich ein reversibles Gleichgewicht zwischen flüssiger Phase und Dampf ausgebildet hat. Der dann herrschende Dampfdruck wird Sättigungsdruck, die dazugehörige Temperatur als Sättigungstemperatur bezeichnet. Der Partialdruck des Wasserdampfs in einem Dampf-Luft-Gemisch kann maximal den Betrag des Sättigungsdrucks bei der betreffenden Sättigungstemperatur erreichen. Dieser Betrag ist Dampftabellen zu entnehmen. Die Luft, die beim Sättigungsdruck eine entsprechende (maximale) Wasserdampfmenge enthält, wird als gesättigt bezeichnet. Wird gesättigte Luft abgekühlt, dann wird sie übersättigt, weil ihre Aufnahmefähigkeit durch

Abkühlung zurückgeht. Die Überschussfeuchte fällt als Nebel aus. Als Sättigungsgrad wird das Verhältnis der bei einer bestimmten Temperatur in einem Gas (z.B. Luft) vorhandenen Wasserdampfmenge zu der bei der gleichen Temperatur maximal möglichen Wasserdampfmenge bezeichnet. Eine gesättigte Lösung liegt vor, wenn weiter zugegebener Stoff bei gegebenen Bedingungen (Temperatur, Druck) nicht mehr gelöst wird, sondern sich als sog. Bodenkörper absetzt. Als Sättigungskonzentration bezeichnet man den Höchstwert, den die Konzentration eines Stoffs in einer Lösung unter gegebenen Bedingungen erreichen kann. 2) Bei der —• Farbmessung wird der optische Eindruck einer —> Farbe nach —> Buntton, Sättigung und —> Helligkeit durch 3 voneinander unabhängige —• Farbmaßzahlen eindeutig festgelegt. Der relative Anteil einer Buntempfindung an der Stärke der Gesamtempfindung wird als Sättigung bezeichnet. Die Sättigung beschreibt das Verhältnis der Buntheit zur Helligkeit. Haben Farben die gleiche Sättigung und konstanten Buntton, haben sie, unabhängig von ihrer Helligkeit, annähernd die gleiche —> Farbart. Als Maß werden in der —> Farbmetrik trichomatische Einheiten (der spektrale Farbanteil) bzw. fotometrische Einheiten (der spektrale Leuchtdichteanteil) verwendet. Im —• CIELAB-Farbenraum wird die Sättigung S*b folgendermaßen berechnet:

s;b=20V(a'-a'n)2-(b'-b'J mit a ' n = 0,2154, b'n =-0,0862 für alle —> Normlichtarten und

b' = -0,4 . t f p z j - t f & j mit

83 X n : Normfarbwert X Normlichtart Z n : Normfarbwert Ζ Normlichtart x: Normfarbwertanteil y: Normfarbwertanteil ζ: Normfarbwertanteil

für

die verwendete

für

die verwendete

χ y ζ

In der DIN-Farbenkarte 6164 werden zur Kennzeichnung der dreidimensionalen Größen einer Farbe der Buntton, die Sättigungsstufe und die Dunkelstufe gewählt. Die Sättigungsstufe ist ein Maß für den empfindungsmäßigen Buntheitsgrad. Farben verschiedenen Farbtons, die dem —> Normalbeobachter gleich gesättigt erscheinen, liegen auf Kurven (—• Farbkreis) gleicher Sättigungsstufe, die von einer Sättigungsstufe S = 0, die den —• Unbuntpunkt darstellt, bis zur Sättigungsstufe S = 16 reicht. 3) Als Sättigung wird auch das nachlassende Interesse bis hin zur Abneigung gegenüber einer Tätigkeit, insbesondere bei wiederholt ausgeführten und lang andauernden, monotonen Handlungen bezeichnet. EI

Satz (composition) Bezeichnung für die Herstellung des Textteils einer Drucksache. Zur gestalterischen Seite des Satzes siehe —• Typographie. DO

Satzspiegel (type area , image area) Die vom Text und von Abbildungen eingenommene Fläche auf Druckerzeugnissen (z.B. Buchseite) wird als Satzspiegel bezeichnet. DO

Sauerstoff (oxygen) Sauerstoff ( 0 2 ) liegt unter normalen Bedingungen als Gas vor. Reiner Sauerstoff ist ein farbloses, geruchloses Gas, das bei -183° C kondensiert. In sehr reiner Form wird Sauerstoff technisch überwiegend durch fraktio-

nierte Destillation von flüssiger Luft gewonnen. Sauerstoff wird in der Zellstoffindustrie meist in tiefgekühlter, flüssiger Form zur Oxidation von organischen und anorganischen Verbindungen eingesetzt. Für technische Zwecke reicht oft ein Gehalt von 80 bis 90 % Sauerstoff aus. Diese Qualität wird durch Anreicherung von Sauerstoff an Zeolithen und anderen Molekularsieben hergestellt. Die Anlagen arbeiten unter wechselndem Druck mit Adsorptions- und Desorptionsschritten unter Überdruck oder Vakuum. Mehrere Einheiten werden parallel geschaltet, um auch in der Desorptionsphase für Stickstoff über Sauerstoff verfügen zu können. Oxidationsreaktionen verlaufen in reinem Sauerstoff sehr viel rascher und bei niedrigerer Temperatur als mit Luft. Wichtige Anwendungsbereiche sind bei der Herstellung von —> Sulfatzellstoff die —• Sauerstoffdelignifizierung, die Oxidation von —> Weißlauge und die Unterstützung der Oxidation im —• Drehrohrofen. Auch bei —> Sulfitzellstoff wird zur Verminderung des Restligningehalts (—> Restlignin) bei der Bleiche Sauerstoff eingesetzt. Ein weiterer Anwendungsbereich für Sauerstoff ist die biologische —•Abwasserreinigung, bei der die Anwendung von Sauerstoff anstelle von Luft eine höhere Raumbelastung möglich macht. SÜ

Sauerstoffbleiche (oxygen bleaching) —• Sauerstoffdelignifizierung

Sauerstoffdeligniflzierung (oxygen deligniflcation) Die —> Delignifizierung mit Sauerstoff ist eine Methode zur Verminderung des Ligningehalts (—• Lignin) von —> Zellstoffen nach ihrem chemischen Aufschluss (—• Kochen). Der gegenüber elektronenreichen Systemen reaktionsträge Sauerstoff benötigt zur Aktivierung der Reaktion stark alkalische Bedingungen und eine Temperatur von mindestens 70° C bei - > Sulfitzellstoff und von etwa 90° C bei Sulfatzellstoff.

84 Wenn der Aufschluss des Zellstoffs mit Natriumsalzen (z.B. —• Natriumsulfid) durchgeführt wird (z.B. Sulfatzellstoff), ist es problemlos möglich, das —» Abwasser der Sauerstoffstufe im Gegenstrom zum Zellstoff zu fahren. Das Abwasser der Sauerstoffstufe wird als Waschwasser zur Erfassung der —> Kochlauge verwendet. Dadurch werden sowohl die anorganischen Salze der Sauerstoffstufe als auch die gelösten organischen Verbindungen (oxidiertes —• Restlignin) erfasst und mit der —•Ablauge eingedampft und verbrannt. Dies macht die Sauerstoffstufe zu einem eleganten Werkzeug zur Verminderung des Restligningehalts fast ohne eine —• Abwasserbelastung. Allerdings ist der Bereich, in dem eine Delignifizierung mit Sauerstoff möglich ist, begrenzt. Die Reaktion des Sauerstoffs mit dem Restlignin wird über eine radikalische Autoxidation von —»Phenolen initiiert. Eine zu starke Steigerung der Temperatur oder Vergrößerung der Einsatzmenge an —•Natronlauge verursacht einen oxidativen Angriff der gebildeten reaktiven Zwischenstufen auf die —• Cellulose und damit eine Schädigung der Faserfestigkeit. Üblicherweise wird der Effekt des Sauerstoffs daher auf etwa 45 bis 5 0 % Delignifizierung begrenzt. Bei Laubholzsulfatzellstoffen liegt das Niveau noch etwas niedriger, da mit Sauerstoff nur eine Verminderung des Ligningehalts von 30 bis 40 % erhalten wird. Sulfitzellstoffe werden überwiegend mit dem Magnesiumsulfitprozess (—> Magnesiumbisulfit) hergestellt. Soll das Abwasser einer Sauerstoffstufe ebenfalls gemeinsam mit der Ablauge eingedampft und verbrannt werden, so ist die Verwendung von Magnesiumoxid (MgO) als Quelle für HydroxylIonen (OH") notwendig. Wegen der geringen Alkalität von Magnesiumoxid ist dann eine höhere Temperatur (bis zu 130° C) oder der Zusatz von —•Wasserstoffperoxid erforderlich. SÜ

Sauerstoffmessung (oxygen concentration measurement) Die Bestimmung der Konzentration des im Wasser gelösten —• Sauerstoffs (Sauerstoffmessung) kann chemisch oder elektrochemisch erfolgen. Technisch angewendet wird nur die elektrochemische Bestimmung. Die Konzentration des im Wasser gelösten Sauerstoffs wird dabei mit einer gassensitiven Elektrode bestimmt. Am weitesten verbreitet sind membranbedeckte Elektroden. Die Messung ist störanfällig. Nur durch häufige Kontrolle und Kalibrierung (wöchentlich) sowie bei membranbedeckten Elektroden durch regelmäßige Erneuerung von Membran und Elektrolyt (monatlich) kann eine korrekte Analyse erreicht werden. Dieses Verfahren hat sich auch für die analytische Bestimmung im Labor gegenüber der chemischen Bestimmung (Titration nach Winkler) durchgesetzt. Unter den Bedingungen des Labors kann eine sehr hohe Genauigkeit der Bestimmung gewährleistet werden. Die Sauerstoffmessung ist Grundlage der analytischen BSB-Bestimmung (—• BSB). In der betrieblichen Praxis der aeroben Abwasserreinigung (—> aerobe Abwasserbehandlung) ist die Sauerstoffmessung bei vielen Verfahren, so auch bei dem verbreiteten —• Belebungsverfahren, von hoher Bedeutung, weil die Leistung dieser Verfahren von einer ausreichenden SauerstoffVersorgung der —• Mikroorganismen bestimmt wird. Für Oberflächengewässer dient die Sauerstoffmessung der Kontrolle der wesentlichen Lebensgrundlage der Gewässerorganismen. Eine Mindestkonzentration von etwa 4 mg/1 Sauerstoff soll auch bei Niedrigwasser und hohen Temperaturen nahe dem Gewässergrund nicht unterschritten werden. Bei stehenden Gewässern gilt dies nur für die oberflächennahe Schicht. Unter normalen Bedingungen wird die Sauerstoffkonzentration in Oberflächengewässern stets nahe der Sättigung (temperaturabhängig etwa 7 bis 10 mg/1) liegen. Auch dies gilt bei stehenden Gewässern nur für die oberflächennahe Schicht. MÖ

85 Saugerabrichtmaschine (suction box dressing machine) Saugerabrichtmaschinen werden zum Abrichten der auf —• Flachsaugern montierten Saugerbeläge (—• Nasssauger) verwendet. Diese Beläge bestanden früher aus Hirnholz, das stückweise nebeneinander auf den Flachsaugerkörper aufmontiert wurde. Heute handelt es sich um Keramikbeläge (Platten, Leisten, gelochte Stücke) oder Kunststoffbeläge (bahnbreite Platten, geschlitzt, gelocht oder Leisten). Die ND-PE-Platten werden in speziellen Hobelmaschinen außerhalb des Saugerkörpers abgerichtet, Keramikmaterial wird geschliffen. Die Saugerabrichtmaschine hat ein papiermaschinenbreites Schleifbett zur Aufnahme des Schlittens mit dem Fräskopf (Vielmesserkopf). Zwischen die beiden Führungen des Schleifbetts wird der gesamte Flachsauger eingespannt. Er ist dort wie in der Papiermaschine hängend befestigt, so dass Durchbiegungen beim Abrichten kompensiert werden, wozu der Flachsaugkasten u.U. mit Wasser gefüllt wird. KL

Saugerbelag (suction box cover) —> Nasssauger

Saugerpumpe (suction pump) —• Vakuumpumpe

Saugfähigkeit (absorbency) Sowohl —> gestrichene als auch —• ungestrichene Papiere und —• Karton sind porös. —• Poren und Kapillaren befinden sich sowohl im Inneren als auch auf der Oberfläche. Die —» Porosität ist neben anderem verantwortlich für das Saugverhalten. Kapillaren können Flüssigkeit aufsaugen. Das zeitabhängige Verhalten wird beschrieben durch die Gleichung für das aufgesaugte Flüssigkeitsvorkommen (Lucas und Washburn).

2

ν

η

wobei V(t): aufgesaugtes Flüssigkeitsvolumen in [m 3 /s] r : Porenradius einer zylindrischen Kapillare in [m] σ : Oberflächenspannung der Flüssigkeit in [N/m] η: Viskosität der Flüssigkeit in [Pa · s] α: Kontaktwinkel zwischen Flüssigkeit und Festkörper in [Grad] t : Zeit in [s] V(t) ist die die Saugfähigkeit beschreibende Funktion. Sie ist neben der Zeit noch von 4 Stoffkonstanten abhängig. Aufgrund des Wurzelgesetzes nimmt das aufgesaugte Volumen V(t) weniger als zeitproportional zu oder - anders ausgedrückt - die Sauggeschwindigkeit als die zeitliche Änderung des aufgesaugten Volumens ist am Anfang des Saugvorgangs am größten und nimmt allmählich mit der Zeit ab. Der Einfluss des Porenradius ist dagegen mit einer mehr als quadratischen Abhängigkeit sehr groß. Obwohl in der Lucas-Washburn-Gleichung der Kontaktwinkel α als Konstante erscheint, kann er in besonderen Fällen zeitabhängig sein. Im Fall einer Benetzungsverzögerung (—•Benetzbarkeit) ist der Randwinkel im Kontaktzeitpunkt groß und geht dann erst mit einer gewissen Verzögerung auf seinen konstanten Wert. Dieses hat dann gemäß der Gleichung auch eine anfängliche Reduzierung des aufgesaugten Flüssigkeitsvolumens bzw. der Sauggeschwindigkeit zur Folge. Aufgrund der unterschiedlichen Porenstruktur und auch der Benetzung kann die Saugfähigkeit, d.h. die Fähigkeit für den Flüssigkeitstransport, innerhalb des Blatts und auf der Oberfläche unterschiedlich sein. Innerhalb des Blatts ist die Saugfähigkeit außerdem noch von der Richtung in der Blattebene abhängig (—• Saugzone ). Das Gesetz von Lucas-Washburn basiert auf zylindrischen Poren, die jedoch im Papier nicht vorhanden sind. Trotzdem findet man

86 bei Saugfähigkeitsprüfungen insbesondere das Zeitverhalten für das aufgesaugte Flüssigkeitsvolumen bestätigt. Bei der Quecksilber-Porosimetrie zur Bestimmung der Porenradien geht man ebenfalls modellmäßig von zylindrischen Poren aus. Hierbei ergeben sich bei —• ungestrichenem Papier Porenradien von einigen Mikrometern, für den —• Strich —• gestrichener Papiere liegen die Messwerte um 1 bis 2 Größenordnungen niedriger. Weiterhin lässt sich mit dieser Untersuchungsmethode das porenradienabhängige Porenvolumen bestimmen, das letztlich die makroskopisch ermittelte Saugfähigkeit bestimmt. KE

Saugfähigkeitsprüfer (absorption tester) —• Saugfahigkeitsprüfung

Saugfahigkeitsprüfung (absorbency test methods) Zur messtechnischen Erfassung der —• Saugfähigkeit wurde eine Vielzahl von Prüfmethoden und Prüfgeräten entwickelt, die z.T. unterschiedliche Anwendungsziele haben. Gemeinsam ist allen Prüfmethoden, dass sie nur das integrale Zusammenwirken aller Einflussgrößen (z.B. —> Benetzbarkeit, —> Porosität des Papiers oder —> Viskosität der Prüfflüssigkeit) auf die Saugfähigkeit erfassen. Eine Aussage über den Einfluss eines einzelnen Parameters, z.B. in einer Versuchsreihe, ist demnach nur möglich, wenn alle anderen Parameter konstant gehalten werden, was oft nur näherungsweise möglich ist. Als Prüfflüssigkeiten werden hauptsächlich verwendet: • • • •

Wasser Öl Tinte Druckfarben.

1 ) Prüfmethoden mit Wasser • Cobb-Test (-> Cobb-Wert) • Bestimmung der —> Saugzone • Bestimmung der —> Saughöhe

•

•

•

•

Wasseraufnahme von Vollpappe (DIN 53129): Bestimmung der gesamten (allseitigen) Wasseraufnahme von —• Vollpappe nach festgelegter Zeit (z.B. 24 h). Wasseraufnahme von —•Hygienepapieren (DIN 54540-4): Bestimmung der gesamten allseitigen Wasseraufnahme von Hygienepapier nach festgelegter Zeit (z.B. 60 s). Stapelsaugfähigkeit von Hygienepapieren (DIN 54540-6): Bestimmung der Wasseraufnahme eines Stapels von Hygienepapieren nach festgelegter Zeit (z.B. 180 s). —• Kurzzeitabsorptionstest nach Bristow: Bestimmung der Wasseraufnahme schon ab wenigen Millisekunden nach Kontaktbeginn Wasser/Papier. Es können auch andere Flüssigkeiten (z.B. Öl) verwendet werden.

2) Prüfmethoden mit Öl • Ölaufnahme nach Cobb-Unger: Prüfverfahren, das ähnlich wie der Cobb-Test arbeitet. Anstelle von Wasser wird —> Rizinusöl verwendet. • Ölpenetration nach TAPPI-Methode Τ 462: Fotometrische Bestimmung der Penetrationszeit von Rizinusöl. 3) Prüfmethoden mit Tinte Die Prüfung mit —> Tinte dient in erster Linie der Bestimmung des —• Leimungsgrads. Dies hat historische Gründe, da die —> Leimung ursprünglich nur der Tintenbeschreibbarkeit diente. Über die Leimung werden die Benetzbarkeit und damit die Saugfähigkeit beeinflusst. Bei den einzelnen Prüfmethoden wird entweder das Durchdringen der Tinte senkrecht durch die Blattebene oder die Ausbreitung in der Blattebene (Saugzonenbestimmung nach Brecht und Liebert) visuell oder fotometrisch bestimmt. Da Tinte neben den Hauptbestandteilen Wasser und Farbstoff noch andere Zusatzstoffe (z.B. Säure) enthält, kann das Prüfergebnis auch noch von diesen Zusatzstoffen beeinflusst werden.

87 4) Prüfmethoden mit Druckfarben Diese Prüfmethoden arbeiten mit pastösen —> Druckfarben, so wie sie im —• Hoch- und —• Offsetdruck verwendet werden. • Wischtestmethode Eine spezielle Wischtestfarbe (—• Wischtest) wird in hoher Schichtdicke auf die Bedruckstoffoberfläche aufgetragen und nach definierter Zeit wieder entfernt (abgewischt). Entsprechend der Saugfähigkeit und der Einwirkzeit dringen Farbbestandteile in die Bedruckstoffoberfläche ein und führen zu einer Anfarbung, die visuell oder messtechnisch bewertet wird. • Abschmier- oder Konterdrucktest Der Bedruckstoff wird in einer —• Probedruckmaschine bedruckt (hochdruck- oder offsetähnlich). Die Druckprobe wird mit einem unbedruckten Papier (Konterpapier) abgedeckt und nach definierten Zeitintervallen durch den Pressspalt zweier Walzen gefordert. Dabei wird Druckfarbe in unterschiedlichem Maß auf das Konterpapier übertragen. Dieser Farbübertrag wird bestimmt durch den Verfestigungszustand der Farbe, der seinerseits von der Saugfähigkeit des Bedruckstoffs abhängt. Die Anfärbung wird visuell oder messtechnisch bewertet. KE

Saugfilter (suction filter) Ein Saugfilter ist eine Maschine zur —• Entwässerung von Stoffsuspensionen mittels Unterdruck. Typische Saugfilter sind —> Scheibenfilter oder —•Bandfilter, die auf einem Teil ihrer Filterfläche mit Unterdruck (bis 0,5 bar Absolutdruck) beaufschlagt werden. HO

halb des —• Abnahmefilzes (Oberfilz) angeordnet. Probleme können sich bei höheren Maschinengeschwindigkeiten durch Bahnabfall vom Filz ergeben, wenn die Bahn zu schwer oder der Filz verschmutzt ist. Bei Saugformern, die über dem Filz angeordnet sind, ist die Beherrschung des Siebwassers schwierig, so dass sie sich nicht durchsetzen konnten. Das Betreiben von Saugformermaschinen erfordert vom Betriebspersonal viel Erfahrung. Sie werden heute bei Geschwindigkeiten über 300 m/min vielfach durch —• Mehrlangsiebmaschinen ersetzt. BU

Sauggautschwalze (suction couch roll) Der Begriff Sauggautschwalze ist veraltet und wurde durch den Begriff —> Siebsaugwalze ersetzt. Sie dient am Ende einer —• Siebpartie der Trockengehaltssteigerung der Bahn und damit ihrer Festigkeitssteigerung auf ihrem Weg in die —> Pressenpartie. BU Saughöhe nach Klemm (capillary rise, Klemm method) Die Saughöhe ist ein Maß für die Saugfähigkeit von Papier in der Blattebene und wird in [mm] angegeben. Sie wird für ungeleimte Papiere, wie z.B. Löschpapier oder —> Hygienepapiere, ermittelt. Für Papiere, deren Saugfähigkeit unter 5 mm Saughöhe liegt, ist das Verfahren nicht geeignet. Das Verfahren zur Bestimmung der Saughöhe nach Klemm ist nach DIN ISO 8787 normiert. Haltevorrichtung

Papierprobe

Saugformer (suction former) —• Rundsiebformer

Saugformer-Kartonmaschine (suction former board machine) Saugformer-Kartonmaschinen sind Maschinen, die im Nassteil mit —• Saugformern ausgestattet sind. Die Saugformer werden unter-

feuchter Bereich

Behälter mit Wasser

Schema zur Bestimmung der Saughöhe nach Klemm

88 In einer Haltevorrichtung wird ein Papierstreifen von 15 mm Breite und 200 mm Länge senkrecht angebracht, so dass sein unteres Ende durch Absenken der Haltevorrichtung in einen Behälter mit destilliertem Wasser eintauchen kann (Abb.). Es werden je Papierprobe jeweils 10 Probestreifen in —• Längsund Querrichtung getestet, wobei die Streifen frei von Bearbeitungsmerkmalen sein müssen und nur an den Enden angefasst werden dürfen, die in die Haltevorrichtung gespannt werden. Dadurch wird eine Befeuchtung der Proben vor der Messung durch die Feuchtigkeit der Hände verhindert, was ansonsten zu einer Verfälschung der Messung führen würde. Nach dem Eintauchen der an der Haltevorrichtung befestigten Probe in das Wasser dringt infolge der Kapillarwirkung Wasser in die Papierprobe ein. Es bildet sich ein feuchter Bereich im Papier aus, der sich mit der Zeit nach oben ausdehnt. Die Höhe dieses feuchten Bereichs, bezogen auf die Wasseroberfläche, wird nach 10 min an einem Messstab abgelesen. Aus den Einzelwerten wird getrennt für die Längs- und die Querrichtung der arithmetische Mittelwert errechnet und in [mm] angegeben. Verläuft die Trennlinie zwischen feuchtem und trockenem Bereich nicht horizontal, so ist eine mittlere Horizontale abzuschätzen. WS

Saugkasten (suction box) —• Nasssauger

Saugkastenbelag (suction box cover) —• Nasssauger

Saugpresse (suction press) Die klassische Saugpresse besteht aus einer glatten Gegenwalze und einer —• Saugwalze, über die in der —•Pressenpartie einer Papiermaschine ein —• Filz und die feuchte Papierbahn gemeinsam in den —• Pressnip ge-

fuhrt werden (Abb.). Die Saugwalze (Gummibezug 30 P&J) ist unten, die glatte Gegenwalze oben angeordnet. Die Besaugung bereits vor dem Pressnip verhindert Lufteinschlüsse zwischen Bahn und Filz sowie eine Faltenbildung in der Bahn. Das —• Vakuum beträgt max. 0,3 bar (Absolutdruck), die besaugte Zonenbreite liegt zwischen 75 und 150 mm. Maschinengeschwindigkeiten betragen bis zu 800 m/min bei —• Linienkräften bis etwa 65 kN/m. Bei —• Tissuemaschinen wird die Sauganpresswalze mit einer Linienkraft von 120kN/m und mehr gegen den —•Kreppzylinder angepresst.

10'

Bahn und Filz

Saugwalze

Saugpresse mit Saugwalze (unten) und glatter Gegenwalze (oben)

Bei einer Doppelbefilzung des Walzenspalts ist die Gegenwalze mit einer wasseraufnahmefähigen Struktur (z.B. Rillen, —• Rillenpresse) versehen. Einfach- und doppelbefilzte Saugpressen werden vor allem bei der Kartonherstellung eingesetzt. BU

Saugpresswalze (suction roll) —• Saugwalze

89 Saugwalze (suction roll) Saugwalzen werden zur —• Entwässerung der Papierbahn in der —• Sieb- und —• Pressenpartie sowie zur Bahnführung in der —•Trockenpartie von Papiermaschinen eingesetzt. Saugwalzen werden mit Unterdruck beaufschlagt, der meist von innen über Vakuumkammern aufgebracht wird. Je nach Einsatzort unterscheidet man verschiedene Saugwalzen: • •

• •

Nasspartie: Formiersaugwalzen, —• Siebsaugwalzen Pressenpartie: Saugpresswalzen, Saugfilzleitwalzen, Pick-up-Saugwalze (—> Pick-up-Walze) Tissuemaschine: Sauganpresswalze Trockenpartie: Saugleitwalze

1) Formiersaugwalze Bei Formiersaugwalzen in —> Doppelsiebformern wird über einen gebohrten Walzenmantel eine Wabenstruktur mit Stützsieb angebracht. Die offene Fläche der Wabenstruktur beträgt ca. 85 %. Dadurch wird die Suspension gleichmäßig vom Walzenmantel aufgenommen. Dies ist insbesondere in der initialen Blattbildungsphase bei —> Gapformern (Abb. 1) oder bei Saugbrustwalzen z.B. bei der Herstellung von —•Tissuepapieren wichtig. Die Formiersaugwalze hat einen einzonigen Saugkasten, der schwenkbar angeordnet ist. Das Vakuum beträgt 0,95 bis 0,7 bar (Absolutdruck). Das Siebwasser wird in der Wabenstruktur gehalten und anschließend in eine Wanne abgeschleudert; nur ein geringer

Siebwasseranteil fällt in der Vakuumkammer direkt an. Bei —• Saugformern fur die Kartonherstellung entfällt der Wabenaufbau. Durch Einsatz mehrerer Saugformer für die Einlage von Kartonbahnen werden mögliche —> Markierungen verringert. Die offene Fläche der Walzenoberfläche beträgt ca. 60 %. Über der Walze ist ein Stützsieb mit 4 Maschen pro cm angeordnet. 2) Siebsaugwalze Die Siebsaugwalze wurde 1908 vom Engländer Millspaugh erfunden und löste ab 1930 in Deutschland die —> Gautsche allmählich ab. Sie erhöht den —• Trockengehalt der Bahn auf max. 16 bis 22 % vor dem Transfer in die —> Pressenpartie. Das Vakuum beträgt bei einzoniger Ausführung bis 0,6 bar bei zweizoniger Ausführung 0,35 / 0,70 bar. Bei Papieren mit höherer —• Luftdurchlässigkeit wird meist zwecks Energieeinsparung (weniger Luftmenge) die zweizonige Variante bevorzugt. Am —• Langsieb beträgt die Umschlingung der Siebsaugwalze ca. 45°, die Walzendurchmesser variieren von 800 bis 1 300 mm, die Saugzonenlänge von 150 bis 400 mm. Die offene Fläche beträgt ca. 60 %. Bei sensiblen Produkten können bei zu hohem Vakuum Schattenmarkierungen (—> Markierungen) auftreten. Bei schnell laufenden Gapformern ist die Umschlingung der Siebsaugwalze auf > 4 5 ° vergrößert. Oft werden 2 Siebsaugwalzen eingesetzt.

3) Saugpresswalze Die Saugpresswalzen in der Pressenpartie entfernen Luft zwischen der Bahn und dem —»Filz (Abb. 2). Sie halten das Papier am Filz gegenüber Zentrifugalkräften und unterstützen einen Wasserfluss im —> Pressnip von der Bahn in den Filz. Das ausgepresste Wasser wird teilweise oder ganz vom Filz aufgenommen bzw. in die Abb. 1: Formierwalze am Gapformer (Prozentangaben beziehen Saugwalzenbohrungen gesich auf die Wasserentfernung) drückt und anschließend abge-

90 schleudert. Die offene Fläche beträgt 15 bis 30%. Die Lochdurchmesser bewegen sich um 4 mm. Die Wandstärken liegen bei 60 bis 75 mm bei —> Linienkräften bis 120 kN/m. Saugpresswalzen lassen aus Festigkeitsgründen (Korrosionsermüdung) keine wesentlich höheren Linienkräfte zu. Deswegen werden sie vornehmlich in den ersten beiden Presspositionen eingesetzt. Der aufgebrachte Gummibezug weist kleinere Löcher von 2,5 bis 4 mm Durchmesser bei einer offenen Fläche von 10 bis 20 % auf.

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Breite und Form der Dichtleisten einschließlich Nachkammer wesentlich reduziert werden. Die geringen Durchmesser der Bohrungen von Saugwalzen bringen es mit sich, dass sie trotz Reinigung öfter verschmutzen und sich verschließen. Entsprechende Reinigungsintervalle sind einzuhalten. Die Lebensdauer von gebohrten Saugpresswalzen beträgt ca. 109 Lastwechsel. Eine Kerbwirkung der Bohrung ist dabei besonders zu beachten. Als Material wird Hartkupferlegierung oder z.B. Alloy 86 eingesetzt, die unempfindlicher gegen Korrosionsermüdung sind. —• Antriebe werden bei Siebsaug-, Pick-up-Saug-, Saugfilzleit- und vorherrschend bei Saugpresswalzen eingesetzt. Formiersaugwalzen benötigen dagegen keinen Antrieb. BU

Saugwalzenmantel (shell of suction roll) —> Saugwalze

Abb. 2: Pick-up-Saugwalze (1) und Saugpresswalze (2) 3) Pick-up-Saugwalzen nehmen die Bahn vom —> Sieb oder dem Filz ab (Abb. 2). Vakuum, Filzzug und Walzengewicht wirken in unterschiedliche Richtungen. 4) Saugleitwalzen Saugleitwalzen sind gebohrte Walzen mit einer offenen Fläche von ca. 2 bis 5 %. Bei —> einreihigen Trockenpartien wird die Papierbahn auf dem —•Trockensieb vom Ablauf von einem —> Trockenzylinder bis zum Auflauf auf den nächsten Trockenzylinder gefuhrt. Die Walzen werden z.B. von außen über eine Haube besaugt. Das Vakuum beträgt ca. 0,01 bar. Saugwalzen können unterschiedliche Anordnungen der Bohrungen aufweisen. Diese bezeichnet man auch als Bohrmuster. Durch plötzliche Belüftung der Saugwalzenbohrungen nach Verlassen der Vakuumzone treten Schallemissionen auf. Diese können durch spiralige Anordnung der Bohrungen, die

Saugzone (test method for paper absorbency through radial absorption) Eine Methode zur Ermittlung der —> Saugfähigkeit von Papier bezüglich wässriger Flüssigkeiten besteht in der Bestimmung der Saugzone. Das Prüfverfahren wurde in seiner ursprünglichen Form von Klemm (1936) entwickelt. Hierbei wird die Papieroberfläche in Kontakt mit der Stirnseite eines porösen Stäbchens gebracht, das in ein Wasserreservoir taucht. Aufgrund der Kapillarsaugfähigkeit saugt das Papier Wasser aus dem Stäbchen, worauf sich eine elliptische Saugzone (flüssigkeitsdurchtränkter Bereich) um die Kontaktstelle ausbildet. Die große Achse der Ellipse verläuft parallel zur —• Maschinenrichtung, die kleine Achse parallel zur Querrichtung der Papierprobe. Der Durchschnittswert aus den beiden Ellipsenachsen ist bei gegebener Prüfzeit ein Maß für die Saugfähigkeit. Bei dieser Messanordnung enthält das poröse Stäbchen einen zentralen Führungsdorn für

91 die mit einer entsprechenden Lochung versehene Papierprobe. Dadurch besteht die Möglichkeit, dass die Prüfflüssigkeit sowohl durch die Blattoberfläche als auch durch das Blattinnere (Schnittfläche der Lochung) aufgesaugt wird, wodurch die Trennung der beiden Effekte unmöglich wird.

Durchmesser des tintengetränkten Bereichs angegeben:

Saugzone =

•(P1+P2)

-20

[mm]

mit D i , D 2 : die beiden Hauptachsen des elliptischen, tintengetränkten Bereichs in [mm] Literatur: Brecht, W.; Liebert, E.: Zur Kennzeichnung des Verhaltens der Papiere gegen Tinte. Der Papierfabrikant 39 (1941), Nr. 15/16, 97-108 KE

PO FL

Saure Fahrweise P: Papierprobe PO: poröses Stäbchen FD: Führungsdorn FL: Prüfflüssigkeit

Saugzonentestgerät

In einer Weiterentwicklung des Prüfgeräts durch Brecht und Liebert fehlt der Führungsdorn. Das weiterentwickelte Verfahren wurde im ZELLCHEMING-Merkblatt V/15/60 genormt. Mit dem verbesserten Verfahren kann die Oberflächensaugfähigkeit des Papiers ermittelt werden. Die Papierprobe (ohne Lochung) wird dazu auf einen porösen Keramikkörper (Ärolithstein) mit einem Durchmesser von 20 mm gelegt und mit einem 20 g schweren Glaszylinder (18 mm Durchmesser) belastet. Als Prüfflüssigkeit dient wässrige —> Tinte. Nach einer Prüfzeit von 10 min wird die Probe abgehoben. Die an der Probe haftende überschüssige Prüftinte wird mithilfe von Löschpapier entfernt und abschließend werden die beiden Hauptachsen (Di, D 2 ) des sich auf der Probenoberfläche gebildeten ellipsenförmigen, tintengetränkten Bereichs gemessen. Bei der Ermittlung der Saugzone muss der Durchmesser des Ärolithsteins berücksichtigt werden. Als Saugzone wird der halbe mittlere

(papermaking under acid conditions) Unter saurer Fahrweise versteht man die Herstellung von Papier und Karton bei pHWerten zwischen 4,5 und 6,5. Diese Fahrweise wurde zu Beginn des 19. Jh. von Iiiig eingeführt, der zur Fixierung von —• Harzleimen auf cellulosischen Fasern erstmalig sauer reagierenden —> Alaun verwendete (—> Harzleimung). Die pH-Einstellung im Bereich zwischen 4,5 und 6,5 geschieht bei der sauren Fahrweise heute weitestgehend durch —> Aluminiumsulfat und/oder —• Schwefelsäure. Als Vorteile des Einsatzes von Aluminiumsulfat und damit der sauren Fahrweise sind zu nennen: • • •

billigere —> Leimung mit Harzen Verminderung der Störstoffproblematik ( - • Störstoffe) geringere Schleimbildungsneigung.

Nachteilig wirken sich saure pH-Werte aus: • • •

keine Verwendung von —• Calciumcarbonat als —• Füllstoff verstärkte —• Korrosion von metallischen Maschinenteilen beschleunigte —• Alterung von Papier. SE

92 Saure Farbstoffe (acid dyes) Saure Farbstoffe sind kurzgestreckte anionische Moleküle mit solubilisierenden Sulfonsäure- und Hydroxylgruppen. Sie müssen beim Zusatz in der Masse mit —• Aluminiumsulfat bzw. mit synthetischen —• Fixiermitteln an die Faser fixiert werden. Wegen der unzureichenden Affinität, besonders im neutralen pH-Bereich, ist diese Produktklasse mittlerweile fast gänzlich durch —> Direktfarbstoffe substituiert worden. Wegen der hohen Brillanz und der niedrigen Färbekosten sind noch einige Individuen aus dieser Farbstoffklasse, wie z.B. C.I. Acid Orange 7/8 (AzoDerivate), in der Praxis im Einsatz. Die Färbungen in der —> Leimpresse sind farbstark und brillant, die Wasserechtheit ist jedoch oft unzureichend. PF

Säurebeständig (acidproof, acid resistant) Unter der Säurebeständigkeit oder Säureechtheit eines Erzeugnisses versteht man die Unveränderlichkeit der äußeren Eigenschaften, speziell der —• Farbe, unter der Einwirkung saurer Stoffe (—> Säuren oder Säuredämpfe). Besonders wichtig ist die Säurebeständigkeit bei Verpackungen für Kosmetika oder pharmazeutische Wirkstoffe, die eine saure Reaktion zeigen. Nichtsäurebeständige Faserstoffe oder Farbstoffe verändern unter Säureeinwirkung ihre Färbung und sind daher für die Herstellung säurebeständiger Verpackungen ungeeignet. Auch Maschinenteile, die mit sauren Stoffen (z.B. —• Schwefelsäure oder —> Aluminiumsulfat) in Berührung kommen, müssen eine hohe Säurebeständigkeit aufweisen. Säurebehälter oder Säureleitungen müssen aus säurefestem Material bestehen (Keramik, Kunststoff oder Spezialmaterialien, wie —• Blei für konzentrierte Schwefelsäure) oder mit einer säurefesten Auskleidung versehen sein (Edelstahl, Emaille, Glas oder Kunststoffbeschichtungen). Als Kunststoffe sind Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid und Polytetrafluorethylen (für hohe Anforderungen) geeignet. Besonders hohe Anforde-

rungen bestehen an Leitungen und Behälter, die mit Fluorwasserstoffsäure (Flusssäure) in Kontakt kommen können. Hier können keine keramischen Werkstoffe verwendet werden. GZ Säurefreies Papier (acid-free paper) Freie Säure im Papier kann die Alterungsbeständigkeit (—• alterungsbeständiges Papier, —» Alterung) des Papiers erheblich herabsetzen, aber auch die —> Korrosion von Metallen fordern, die mit dem Papier in Kontakt kommen. Die häufigste Quelle für Säure im Papier ist die Verwendung des sauer reagierenden —•Aluminiumsulfats (oft unkorrekt als —• Alaun bezeichnet) zur Fixierung des —• Harzleims im Papier. In den letzten 2 bis 3 Jahrzehnten hat die sauer durchgeführte —• Leimung (—• saure Fahrweise) allerdings an Bedeutung verloren. Durch die Einführung von Alkylketendimeren und Bernsteinsäureanhydrid-Verbindungen (—• synthetische Leimungsmittel) wurde die Leimung auch bei neutralen und schwach alkalischen pH-Werten (—• neutrale Fahrweise) möglich. Besonders die zunehmende Verwendung von —> Calciumcarbonat als —• Füllstoff und —> Streichpigment hat die säurefreie —• Neutralleimung gefördert, da es sich bei niedrigen pH-Werten zersetzt und so die Produktion z.B. durch Schaumbildung empfindlich stört. Gleichzeitig dient das Calciumcarbonat als Puffer gegen noch vorhandene Säurereste. Vor allem in Europa ist heute der größte Teil der Papierproduktion als säurefrei zu bezeichnen. PA

Säuregrad (acidity) Unter Säuregrad versteht man allgemein die Fähigkeit einer Verbindung, an Wassermoleküle Protonen (Wasserstoff-Ionen) abzugeben. Im Speziellen benutzt man die Bezeichnung als Maß für den Säuregehalt oder die Säurestärke einer Lösung, ausgedrückt durch die üblichen Konzentrationsmaße (Normalität, Molarität) für die gelöste —> Säure bzw. durch den —> pH-Wert der Lösung. GU

93 Säuren (acids) Säuren sind chemische Verbindungen, die in wässrigen Lösungen Wasserstoff-Ionen abspalten und dadurch sauer reagieren (pHWert unter 7). In erweiterter Definition sind Säuren nach Brönstedt Protonendonatoren, nach Lewis Elektronenpaarakzeptoren. Entsprechend ihrer mehr oder weniger stark ausgeprägten Tendenz, in Wasser in Wasserstoff-Ionen und den entprechenden Säurerest zu zerfallen, unterscheidet man zwischen starken, mittelstarken und schwachen Säuren. Zu den ersteren zählen u.a. —> Schwefelsäure, —> Salzsäure oder Salpetersäure, zu den letzteren Essigsäure (CH 3 COOH) oder Kohlensäure (H2CO3). Mit —• Basen bilden Säuren durch —> Neutralisation Salze nach folgender Gleichung: Säure + Base —> Salz und Wasser Bei Säuren, die, wie die Schwefelsäure (H2SO4) oder Phosphorsäure (H3PO4), pro Molekül 2 oder mehr Wasserstoffatome besitzen („mehrwertige" Säuren), fuhrt dies zur Bildung mehrerer Salze: bei Schwefelsäure —> Natriumsulfat (Na2SC>4) und Natriumhydrogensulfat (NaHS0 4 ), bei Phosphorsäure zu Natriumdihydrogenphosphat (Nat^PC^), Dinatriumhydrogenphosphat (Na2HPC>4) und Trinatriumphosphat (Na3PÜ4). Vor allem starke Säuren sind in der Lage, Metalle (mit Ausnahme von Edelmetallen) anzugreifen bzw. aufzulösen. SE

Säurerückgewinnungsanlage (acid liquor recovery plant) Bei der Kochung (—• Kochen) von —> Sulfitzellstoff wird schwefeldioxidhaltiges Abgas (—• Schwefeldioxid) frei, dessen Rückgewinnung aus wirtschaftlichen Gründen und zur Vermeidung von —• Emissionen notwendig ist. Diesem Zweck dient die Säurerückgewinnungsanlage. Sie besteht meist aus einem, mehrere Druckstufen umfassenden Behältersystem, wo die Abgase im Gegenstrom zur ankommenden Kochsäure (—> Kochflüssigkeit) aus der —• Rückgewinnungsanlage

gefuhrt werden. Durch Umwälzung in den Druckbehältern mit Zweistoffdüsen (Ejektorprinzip) wird die Absorption verbessert. Als erste Stufe nach dem —> Kocher kann auch eine Verflüssigungsanlage eingesetzt werden, weil bei dem hier noch herrschenden hohen Druck (z.B. Kocherdruck 8 bar) eine Kühlung mit —• Wärmetauscher durch kaltes Wasser ausreicht, um das Schwefeldioxid zu verflüssigen. Die weiteren Druckstufen sind dann z.B. 5, 2,5 und 1,5 bar. Die Druckbehälter sind ähnlich dem Kocher gestaltet, allerdings ohne die umfangreichen Einbauten und Anschlüsse. Mit dieser Gas/Dampfrückfuhrung wird auch die Abwärme aus dem Kocher genutzt, was die Wärmebilanz des Aufschlussprozesses verbessert. DA

Säureturm (acid tower) Der Säureturm war früher das weithin sichtbare Wahrzeichen einer Sulfitzellstofffabrik. In ihm wurde —> Schwefeldioxid (S0 2 ) mit Kalk- oder Dolomitsteinen (CaC0 3 , M g C 0 3 ) und Wasser zur —• Kochflüssigkeit, einer —• Bisulfitlösung (z.B. Ca(HSC>3)2), umgesetzt. Die Reaktion lässt sich für Calcium vereinfacht wie folgt umschreiben: CaC0 3 + H 2 0 + S 0 2 CaS0 3 + H 2 0 + S0 2 H20 + S02~H2S03

CaS0 3 + H 2 0 + C 0 2 Ca(HS0 3 ) 2

Die Türme waren aus Beton oder Holz, meist gab es mehrere Röhren in einem Bauwerk. Die Höhe erreichte 40 m. Da heute aus Umweltschutzgründen fast ausschließlich Sulfitverfahren mit —• Chemikalienrückgewinnung angewendet werden, wo nur noch geringe Schwefeldioxidmengen zur Ergänzung (Make-up) benötigt werden, setzt man weit überwiegend Flüssig-S0 2 zur Säurebereitung und direkt im Prozess (—• Kochen) ein, das von der Chemieindustrie als verflüssigtes Druckgas geliefert wird. Außerdem wurde das klassische Calciumbisulfitverfahren durch das wirtschaftlich und ökologisch vorteilhaftere Magnesiumbisulfitverfahren verdrängt (—» Magnesiumbisulfit). D A

94 SB (long grain) Abkürzung für —> Schmalbahn

Scanner (input scanner) —> Fotoelektrische Abtastung

SC-CB-Papier (sc-cb paper) SC-CB-Papier ist ein spezielles Blatt eines —> Selbstdurchschreibepapiers (engl.: SC-CB = selfcontained coated back) im Bereich einer flächenbezogenen Masse um 58 g/m 2 . Das Blatt enthält auf der Oberseite einen —> Strich aus —• Mikrokapseln und Akzeptor (—• SCPapier) und auf der Unterseite einen Kapselstrich ( - • CB-Papier). SC-CB-Papier wird als zweites Blatt eines mehrfachen Durchschreibesatzes verwendet, wenn das oberste Blatt ein normales —> Büropapier ist und die unteren Blätter aus —• CF- oder —> CFB-Papieren bestehen. PA

Schaber (doctor)

Schaber mit Schaberbalken

Schaber (Abb.) haben in der —• Trockenpartie von Papiermaschinen, in —• Streichmaschinen und an allen Walzen, die fortlaufend gereinigt werden müssen, die Aufgabe, Stoffteilchen von Walzenoberflächen abzuführen. Dies gilt auch für —> Kreppzylinder nach der Kreppung bzw. nach dem Kreppschaber. Schaberklingen werden mithilfe von Einstelllehren auf einen Ausstellwinkel von z.B. 20° eingestellt. Der Schaberbalken sollte während des Betriebs kontinuierlich mit einem Hub von ± 10 mm seitlich oszillierend bewegt werden, um das Einschieifen von Riefen auf der Walzen- oder Zylinderoberfläche zu vermeiden. BU

Schaberklinge (doctor blade) —» Schaber

Schaberstaub (doctor blade dust) —• Papierstaub

Schablonieren (ghosting) Schablonieren ist eine Fehlerscheinung in Druckerzeugnissen des —> Offsetdrucks, die durch unterschiedliche Farbabgabe während der Einfarbung entsteht und als schattenartige Markierung einzelner Druckbildelemente insbesondere bei —> Volltonflächen mit negativer Schrift, —> Rasterpunkten oder Linien sichtbar wird. An druckbildfreien Stellen übergeben die Auftragwalzen des —• Farbwerks keine —• Druckfarbe an die —• Druckform, wodurch örtlich die gesamte Farbschichtdicke bestehen bleibt. Das damit entstandene Schichtdickenprofil wird durch die Verreibwalzen nicht wieder vollständig ausgeglichen und markiert sich bei der darauffolgenden Walzenabrollung besonders auf Volltonflächen der Druckform als mehr oder weniger wahrnehmbare Schablone. Schablonieren lässt sich durch maschinenbautechnische Maßnahmen verringern, z.B. durch mehrere Farbauftragwalzen mit unter-

95 schiedlich großen Durchmessern, wodurch Schablonen gegeneinander versetzt werden, oder durch zusätzliche Reiterwalzen auf den Auftragwalzen, die zu einer Versetzung der Schablonen beitragen, oder durch den Einbau changierender Antischablonierwalzen. Aus drucktechnologischer Sicht sollte eine zweckmäßige Verteilung des —• Druckbilds auf der Druckform in Walzenabwicklungsrichtung angestrebt werden. Bestimmte —• Offsetdruckfarben, wie gemischte Grün- oder Brauntöne, gelten als schablonierfreudig. NE

Schachtel (box) Eine Schachtel ist ein ein- oder mehrteiliges, meist quaderförmiges, verschließbares Packmittel in verschiedenen Bauarten, Ausführungen und Lieferformen als Grund-(Einzel-), Sammel-, Außen-(Versand-), Verkaufs- oder Mehrzweckverpackung. Eine Ubersicht der verschiedenen Bauarten und Ausführungen von Schachteln aus Karton, Vollpappe oder Wellpappe findet sich in D I N 55429-1. Eine Auswahl gebräuchlicher Schachteltypen ist nachfolgend als flachliegender Zuschnitt und als aufgerichtete Schachtel schematisch dargestellt.

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Abb. 1 : Faltbodenschachtel

Als Faltbodenschachtel werden Faltschachteln bezeichnet, deren am Schachtelrumpf angelenkte Bodenklappen derart gestaltet und miteinander verbunden sind, dass sich der Boden beim Aufstellen der Schachtel selbsttätig bildet und verriegelt (Abb. 1). 2) Klappdeckelschachtel Einteilige Schachtel mit angelenktem Einsteckdeckel oder übergreifendem Deckel. Abb. 2 zeigt eine Klappdeckelschachtel mit Einsteckdeckel und Seitenklappen am Unterteil.

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Γ 1) Faltschachtel Der Begriff Faltschachtel wird sowohl als Bezeichnung für die Lieferform als auch als Bezeichnung für die Bauart verwendet. Faltschachtel als Lieferform ist der Oberbegriff für Verkaufs-, Lager- und Versandverpackungen verschiedener Bauart, die gebrauchsfertig flachliegend geliefert und erst vom Verwender aufgestellt oder aufgerichtet werden. Unter der Faltschachtel als Bauart versteht man eine faltbare Schachtel, die aus einem Faltschachtelrumpf (Zarge) mit seitlicher, parallel zur Höhe verlaufender (Fabrikkanten-)Verbindung und anhängenden Boden- und Deckelklappen bzw. anhängendem Einsteckboden und -deckel besteht. Die Abbildung zeigt eine Standard-Faltschachtel mit Einsteckboden (Anlenkung an der Vorderwand), Einsteckdeckel (Anlenkung an der Rückwand) und Seitenklappen am Rumpf.

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Abb. 2: Klappdeckelschachtel

3) Stülpdeckelschachtel Zweiteilige, aus Unterteil (Boden) und Oberteil (Deckel) bestehende Schachtel, bei der die lichten Grundmaße des Oberteils um ein Geringes größer sind als die Außenmaße des Unterteils, so dass das Oberteil als Deckel über das Unterteil gestülpt werden kann. Der Deckel kann als kurzer, tiefer oder tragender Deckel ausgebildet sein. Abb. 3 zeigt eine Stülpdeckelschachtel mit kurzem Deckel.

I

1

f Abb. 3: Stülpdeckelschachtel

96 4) Schiebeschachtel Schachtel, bestehend aus Hülse oder Schiebedeckel sowie Schieber (Abb. 4).

methoden, die sich unterteilen lassen in Prüfverfahren an •

•

Abb. 4: Schiebeschachtel

AN

Schachtelstauchwiderstand (box compression test, BCT) Die BCT-Messung dient zur Beurteilung der Festigkeit des versandfertigen Packstücks gegenüber einer Stauchbeanspruchung und damit zur Beurteilung des Schutzes des Inhalts. Sie ist nach D I N EN 22874 genormt. Wellpappenschachteln dienen sowohl zum Transport als auch zur Lagerung von Packgut. Daher müssen die Verpackungen eine notwendige Widerstandsfähigkeit gegenüber den während Transport und Lagerung auftretenden Belastungen aufweisen. Diese Belastungen sind sehr vielfältig. Z.B. übt der Inhalt einer Wellpappenschachtel auf die Innenseiten der Verpackung mehr oder weniger große Kräfte aus, wobei es zu keinem Ausbeulen der Seitenwände kommen darf. Weiterhin ist die Verpackung beim Transport Vibrationen und Stoßbelastungen ausgesetzt. Bei der Lagerung sind Wellpappenschachteln im übereinander gestapelten Zustand über einen längeren Zeitraum Druckbelastungen ausgesetzt. Dabei darf es zu keinem Versagen bzw. Wegknicken der Seitenwände von Wellpappenschachteln kommen. Bei dieser Form der Belastung ist die Langzeitfestigkeit von Wellpappenschachteln entscheidend. Neben all diesen Belastungen spielen jedoch auch die Klimaverhältnisse, denen Wellpappenschachteln während Transport und Lagerung ausgesetzt sind, für die Widerstandsfähigkeit der Verpackung eine Rolle. Für die Wellpappenproduktion ist eine Vorhersage der Eignung der —•Wellpappe als Verpackungsmaterial von entscheidender Bedeutung. Dazu dienen verschiedene Prüf-

•

—• Wellen- und —> Deckenpapieren (Flachstauchwiderstand —> CMT, —> Ringstauchwiderstand RCT, —• Streifenstauchwiderstand SCT) Wellpappenproben (—• Kantenstauchwiderstand ECT, —> Flachstauchwiderstand FCT) Wellpappenschachteln (BCT).

Bei der BCT-Messung wird ein Stauchversuch mit einer Wellpappenschachtel in einer Druckprüfmaschine durchgeführt. Dazu wird eine mit dem vorgesehenen Packgut oder einem Ersatzgut gefüllte und verschlossene Wellpappenschachtel zwischen die beiden ebenen und parallelen Druckplatten der Druckprüfmaschine gelegt. Daraufhin wird sie mit einer konstanten —> Belastungsgeschwindigkeit von 10 mm/min gestaucht, bis es durch Beulen der Schachtelwände und/oder Knicken der Schachtelkanten zum Versagen der Schachtel kommt oder bis die vorgegebenen Werte für die Druckkraft bzw. fur die Verformung erreicht sind. Die Kraft und die Verformung werden während der Prüfung fortlaufend bis zum Versagen aufgezeichnet. Als Ergebnis der Prüfung kann entweder die beim Versagen erreichte maximale Kraft in [N] angegeben werden (BCT-Wert) oder die sich bis zum Erreichen der vorgegebenen Kraft- bzw. Verformungs-Werte ergebende Kraft-Verformungskurve. Zur BCT-Messung muss einschränkend angemerkt werden, dass dabei nur eine Belastungssituation simuliert wird, während die tatsächliche Belastung einer Wellpappenschachtel vielfältiger ist. Langzeitbeanspruchungen der Wellpappenschachtel können z.B. mithilfe dieser Prüfung nicht simuliert werden. WS

Schachtelzuschnitt (box blank) Unter Schachtelzuschnitt versteht man einen Packmittelzuschnitt bestimmter Form und Ausführung, auch vor- bzw. randgeklebt, der

97 mit Rill-, Ritz-, Perforier- oder Schneidlinien und ggf. mit Ausstanzungen versehen ist. Er dient zur Herstellung einer —• Schachtel oder eines Schachtelteils. AN

Schadeinheit (pollution unity) —• Abwasserabgabengesetz —•Abwasserrecht

Schadstoff (pollutant) Unter dem Begriff Schadstoffe werden in der Umwelt vorkommende Stoffe subsumiert, von denen schädliche Wirkungen auf Lebewesen und Sachgüter ausgehen können. Schadstoffe können vom Menschen mit der Atmung, über die Haut, durch Trinkwasser oder mit Nahrungs- und Genussmitteln aufgenommen werden. Wesentliche Quellen für Schadstoffe sind industrielle Produktionsstätten, Kraftwerke, Kraftfahrzeuge, Landwirtschaft und Haushalte, die Schadstoffe in gasformiger, fester oder gelöster Form freisetzen. Schadstoffe können unmittelbare oder langfristige Schäden hervorrufen. Sie können allein oder mit anderen Stoffen Schäden verursachen. Die Umwandlung von ungiftigen zu giftigen Stoffen kann sich sowohl in den Umweltmedien Wasser, Luft und Boden als auch im Körper von Lebewesen oder in Pflanzen vollziehen. Luftschadstoffe, wie z.B. —• Staub, —• Schwefeldioxid, Stickoxide und andere säurebildende Gase sowie auch Fotooxidantien (—• Ozon), können bei Materialien die natürlichen Verwitterungs- und Alterungsvorgänge beschleunigen oder diese in anderer Weise angreifen und so erhebliche Schäden verursachen (z.B. Zerstörung von Baudenkmälern). Pflanzen reagieren gegenüber Schadstoffen z.T. unempfindlicher, z.T. aber auch wesentlich empfindlicher als der Mensch. In —> Ökosystemen wird die Verdrängung empfindlicher Arten zugunsten unempfindlicher Arten (—• Artenschutz) beobachtet. Durch Schadstoffanreicherung im Tierkörper kann

deren Verwendung als Lebensmittel eingeschränkt werden. Bei wild lebenden Tieren zeigen fleischfressende Tiere als Endglieder der Nahrungskette die höchsten Belastungen an Schadstoffen. Der Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen ist Hauptzweck des —> BundesImmissionsschutzgesetzes (BImSchG), und die Frage, ob diese vorliegen oder zu besorgen sind, ist entscheidend für die im BImSchG vorgesehenen Maßnahmen zur —• Luftreinhaltung. HU

Schadstoffwirkung (pollutant effect) Schadstoff

Schalenhartgusswalze (chilled iron roll) —• Hartgusswalze

Schallplattenhülle, -tasche (record sleeve) Schallplattenhüllen dienen zur Aufbewahrung und zum Schutz von Schallplatten. Sie müssen gleichzeitig werbewirksam gestaltet sein und über den Inhalt der Schallplatte informieren. Schallplattenhüllen bestehen aus einem entsprechend aufwendig bedruckten und meist sehr hochwertig mittels —> Lack oder —> Glanzfolienkaschierung veredelten Kartonzuschnitt, der gefaltet und an 2 Seiten mithilfe von Klebelaschen verklebt wird. Die vierte noch offene Seite erlaubt das Einschieben der Schallplatte, die zusätzlich noch durch eine Hülle aus Papier geschützt ist. W N

Schallschutz (reducing of machinery noise) Unter Schallschutz versteht man alle Maßnahmen zur Verminderung von Maschinengeräuschen. Ziel ist die Reduzierung des auf die Umwelt einwirkenden Schalls auf ein erträgliches Maß. Sind primäre Maßnahmen, die unmittelbar auf die Geräuschentstehung einwirken, nicht ausreichend, so müssen se-

98 kundäre Maßnahmen, die den entstandenen Luftschall nachträglich vermindern und dabei entweder auf die Geräuschemission der Maschine einwirken (Dämpfer, Kapselung) oder die Geräuschimmission am Arbeitsplatz durch raumakustische Maßnahmen (schallabsorbierende Wände, Schallschutzkabinen) senken, ergriffen werden. Maschinen mit hoher Leistung, z.B. Maschinen in der Zellstoff- und Papierproduktion (z.B. —• Saugwalzen), erzeugen oft Geräusche, die im Gefährdungsbereich des menschlichen Gehörs liegen (> 85 dB). So wird verständlich, dass die Lärmschwerhörigkeit heute an der Spitze der Berufskrankheiten liegt. VO

Schäften) und Quantität (Produktionsmenge in [t/d]) des erzeugten Holzschliffs. Zur Erzielung des Ausgangszustands wird der Stein geschärft. Wichtigster Bestandteil des Schärfwerkzeugs ist die Schärfrolle. Eine das Negativ des gewünschten Schärfmusters darstellende, drehbar gelagerte Schärfrolle wird gegen den umlaufenden Schleifstein gepresst und gleichzeitig über die Steinbreite verschoben. Die Schärfrolle rollt sich spiralig auf der Steinoberfläche ab, wobei die nächste Schicht von eingebetteten Steinkörnern freigelegt wird. Als Schärfrollen werden hauptsächlich 2 Arten verwendet: die Stiftrolle (Stachelrolle oder Nadelrolle) und die Spiralrolle (Messerrolle). BL

Schärfe (sharpness, detail rendering) Wiedergabegenauigkeit in allen Details einer Bild- oder Strichvorlage, meist mit Detailschärfe bezeichnet. Das Maß ist das —• Auflösungsvermögen als die maximal wiedergebbare Anzahl von Linien pro Länge, mit dem —> Tonwert 50 %. Einheit: cm' 1 (nicht L/cm). DO

Schattenwasserzeichen (Reliefwasserzeichen) (shaded watermark, light shade watermark) Schattenwasserzeichen stellen eine besondere Art echter —> Wasserzeichen in hochwertigen Papieren dar, die bei Durchsicht nicht nur helle und dunkle Stellen, sondern verschiedene Helligkeitsstufen aufweisen. Dadurch entstehen nahezu plastische Effekte, die es ermöglichen, dass auch relativ komplexe Darstellungen (z.B. Porträts) als Wasserzeichen verwirklicht werden können. Möglich wird diese Art der Wasserzeichen über aufwendig geprägte Siebe, die z.B. auf einen —• Egoutteur aufgezogen werden. Die auf der —> Siebpartie der Papiermaschine mithilfe eines derartigen Egoutteurs erzeugten Schattenwasserzeichen sind nicht zu kopieren und werden aus diesem Grund sehr oft bei —• Sicherheitspapieren eingesetzt, die allerdings bevorzugt mit 2 Rundsieben hergestellt werden, von denen ein —• Rundsieb mit Wasserzeichenprägung versehen ist. KR

Schärfrolle (burr, bush roll) —• Schärfwerkzeug

Schärfwerkzeug (sharpening device) Der —• Schleifstein von Holzschleifern (—• Schleifer) fur das —• mechanische Aufschlussverfahren erhält zur Erzeugung einer bestimmten Holzschliffqualität eine Oberflächenstruktur (Makrostruktur). Sie wird durch Schärfung des Schleifsteins in Tages- und Wochenabständen mittels einer Schärfmaschine aufgebracht. Während des Betriebs nutzt sich beim Abschleifen der angepressten Holzprügel (1 bis 1,6 m Länge) die Schleifschicht ab. Der Schleifstein wird durch das Herausbrechen der harten Steinkörner aus ihrer Bindemittelmatrix stumpf. Damit verändern sich Qualität (z.B. Festigkeitseigen-

Schaumverhütungsmittel (defoaming agents) —• Entschäumer

99 Scheckpapier (cheque paper) Scheckpapiere sind holzfreie, z.T. hadernhaltige Sicherheitspapiere für Schecks und sonstige fälschungssichere Wertzeichenpapiere. Zu den visuell sichtbaren Echtheitsmerkmalen, die nur während der Papierherstellung eingebracht werden können, zählen -> Wasserzeichen, Sicherheitsfäden und chemisch reagierende Zusätze (letztere u.a. zur Verhinderung von Unterschriftsfälschungen). Weitere Sicherheitsmethoden sind analog der Herstellung von Banknotenpapier durch einen Spezialschutz im oder auf dem Papier (Siebaufdruck, Hologramm, Anti-ScanningBehandlung, Schutzmittel in der Druckfarbe, Nummerierung) möglich. Papier für Bankschecks muss eine hohe Reinheit, Freiheit von feinsten Löchern und eine gute —• Formation aufweisen. RH

Scheibenfilter (disk filter) Scheibenfilter sind Maschinen zur —> Entwässerung von Stoffsuspensionen. Sie bestehen im Wesentlichen aus einem Trog zur Aufnahme der zu entwässernden Suspension sowie aus einer Anzahl von hohlen Scheiben (z.B. 34 Scheiben bei ca. 12 m Baulänge) mit 3 bis 5,2 m Durchmesser (Abb.). Diese sind in engem, gleichmäßigem Abstand nebeneinander auf einer Hohlwelle angeordnet und beidseitig mit einem Siebgewebe aus Kunststoffbespannt. Die Scheiben tauchen etwa zur Hälfte in die zu entwässernde Suspension ein und rotieren mit einer Drehzahl von etwa 0,5 bis 2 min' 1 , was einer Umfangsgeschwindigkeit von z.B. 20 m/min entspricht. Durch die Rotation der Scheiben wird ständig neue Filterfläche bereitgestellt. Der Entwässerungsdruck zu Beginn ist durch die geodätische Höhendifferenz zwischen Suspensionsstand im Zulauf und dem Filtratstand im Inneren gegeben (—• Eindickfilter, Scheibeneindicker). Darauffolgend kann der Entwässerungsdruck durch Anlegen von Unterdruck (0,7 bis 0,55 bar Absolutdruck) an die Hohlwelle zu-

sätzlich deutlich erhöht werden. Bei Scheibenfiltern, deren Entwässerung durch Unterdruck unterstützt wird, erfolgt die Abnahme des Filterkuchens von den Scheiben im oberen Quadranten durch Schäldüsen. Die Stoffdichte des entwässerten Stoffs beträgt etwa 10 bis 12%.

Filterscheiben

Schema eines Scheibenfilters (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology) Das —• Filtrat enthält zu Beginn noch relativ viele Feststoffe (z.B. 250 bis 500 mg/1 bei —• Deinkingstoff). Dieses Filtrat wird meist getrennt als Trübfiltrat (ca. 50 bis 70 % der Gesamtfiltratmenge) abgeführt. Mit Aufbau einer dickeren Schicht ergibt sich ein relativ feststoffarmes Filtrat (z.B. 50 bis 100 mg/1 bei Deinkingstoff), das als Klarfiltrat für Spritzwasserzwecke in der —> Sieb- und —•Pressenpartie der Papiermaschine eingesetzt werden kann. Gegenüber Trommelfiltern (—> Eindicktrommel) besitzt der Scheibenfilter die wesentlich größere Filteroberfläche bei gleichem Bauvolumen bzw. Flächenbedarf. Die Produktionsleistung ist abhängig von der Stoffdichte im Einlauf, von der Temperatur und dem —> Mahlgrad der Suspension sowie von der Umdrehungsgeschwindigkeit des Scheibenfilters. HO

Scheibenmesser (disc knife) Synonym für —• Obermesser

100 —> Rollenschneidmaschinen eingesetzt, z.B. bei Abrolleinrichtungen an —• Doktorrollern. Sie bestehen im Allgemeinen aus einer senkrecht sich bewegenden Metallplattform, dem Hubtisch, einer Hebevorrichtung aus einem scherenartig ausgeführten Zwillingsgestänge, einer auf dem Boden befestigten Konsole und Hydraulikzylindern zwischen Konsole und Hubtisch. Die Hubbewegung wird über die Hydraulikzylinder gesteuert. KT

Scheibenmühle (disc refiner) —• Refiner

Scheibenrefiner (disc refiner) —> Refiner

Scheinbare Viskosität (apparent viscosity) Die scheinbare Viskosität η 3 ρ ρ ist definiert durch den bei einer Scherdeformation vorliegenden Quotienten aus Schubspannung τ durch Geschwindigkeitsgefâlle D (Abb.): r| a p p= τ/Ό [mPa-s] Die echte —> Viskosität η entspricht dagegen dem Differentialquotienten:

η= i l

3D

[mPa-s]

Für newton'sche Fluide (wie z.B. Wasser), die keine Scherabhängigkeit der Viskosität zeigen, ist die scheinbare gleich der echten Viskosität.

Schergefälle D, s~1

Definition der scheinbaren Viskosität

GU

Scherenhubtisch (scissor table) Scherenhubtische werden für das Heben und Senken von Papier- oder Kartonrollen an

Scheuerfestigkeit (abrasion resistance) Die Scheuerfestigkeit ist ein Maß für die mechanische Widerstandsfähigkeit der unbedruckten oder bedruckten Oberfläche trockener oder feuchter Papiere, Kartons und Pappen sowie bedruckter Folien. Sie ist ein Beurteilungskriterium für die zu erwartende Oberflächenveränderung, die sich aus Scheuerbeanspruchungen z.B. an Verpackungen (z.B. Lebensmittel- oder Pharma-Einzelhandelsabpackungen) während des Transports oder an Flaschenetiketten (—• Etiketten) ergibt. Letztere sind insbesondere in den Drängelstationen von Abfüllautomaten in feuchtem oder nassem Zustand einer besonderen Beanspruchung ausgesetzt. Im Fall von Drucken (—• Druck) gilt sie vorrangig der Bewertung von Druckbildveränderungen (—> Druckbild) durch mechanische Einflüsse. Bei der —> Scheuerfestigkeitsprüfung werden unbedrucktes oder bedrucktes Papier, Karton, Pappe oder Kunststofffolien unter vereinbarten Bedingungen gescheuert. Die Art und Stärke, der ein Material mithilfe eines Scheuerprüfers unterworfen wird, ist nach den praktischen Gegebenheiten ausgerichtet. Als Messergebnis wird je nach Methodik der Scheuerfestigkeitsprüfung entweder der durch Wägung bestimmte —• Abrieb (Masseverlust) oder die nach vereinbarter Hubzahl visuell gegen eine Vergleichsskala bewertete Druckbildverletzung festgestellt. Die einzustellende Hubzahl lässt bereits einen Qualitätsunterschied verschiedener Papiere erkennen. Für den Quartant-Scheuerprüfer werden z.B. folgende Hubzahlen empfohlen:

101 • • •

Mattgestrichene Papiere: 10 und 100 Hübe Gestrichene Papiere, Naturpapiere: 100 Hübe Lackierte Druckproben: 500 Hübe.

Eine Erhöhung der Scheuerfestigkeit kann z.B. durch folgende Maßnahmen erreicht werden: •

• • •

Zusatz von —• Stärkederivaten zur Verbesserung der Trockenfestigkeit von Papier Einbringen von —» Nassfestmitteln bei —> Etikettenpapieren Wahl geeigneter —• Druckfarben Oberflächenveredelung bedruckter Erzeugnisse (—• Lackieren, —• Laminieren). BR

Scheuerfestigkeitsprüfung (abrasion test) Mithilfe der Scheuerfestigkeitsprüfung wird die —• Scheuerfestigkeit der Oberfläche von Papier, Karton und Pappe sowie von Folien bestimmt. Es sind verschiedene Bauarten von Scheuerprüfern in Gebrauch, die meist nach dem Prinzip eines Rundscheuergeräts arbeiten. Sie unterscheiden sich vor allem in der Beschaffenheit des Scheuermaterials (z.B. Keramik, Schmirgelleinen, Gummi oder gleiche Probenmaterialien gegeneinander), der Art und Geschwindigkeit der Scheuerbewegung sowie der Anpressung an die Scheuerfläche. 1) Eine standardisierte Prüfung ist die Bestimmung des Abriebs nach dem Reibradverfahren (DIN 53109). Unter Abrieb im Sinne dieser Norm wird das Lostrennen kleiner Teilchen aus der Papieroberfläche durch mechanische Beanspruchung verstanden. Eine ringförmig ausgestanzte Probe wird auf einem Teller befestigt, der mit 55 min"1 dreht. Ein Zählwerk registriert die Anzahl der Umdrehungen. Zwischen Probe und Teller ist eine Gummischeibe eingelegt. Auf die Proben werden die Reibräder mit einer Kraft, die einer der 4 wählbaren Stufen zwischen 10,3

und 1,7 Ν entspricht, aufgesetzt. Sie haben einen Durchmesser von 44 bis 50 mm und eine Breite von 13 mm, bestehen aus Gummi mit eingebetteten Schleifkörpern und bewegen sich in entgegengesetzter Richtung. Die Reibräder üben eine kombinierte abreibende, pressende und drehende Wirkung auf eine ringförmige Fläche der Probe von etwa 30 cm 2 aus. Die während des PrüfVorgangs abgeriebenen Teile werden durch eine Absaugvorrichtung entfernt. Die Kraft und die Anzahl der Umdrehungen richten sich nach einschlägigen Produktnormen oder sind zu vereinbaren. Als Maß für den Abrieb dient die durch Differenzwägung festgestellte und auf 100 Umdrehungen bezogene Abriebmasse. Das Prüfverfahren ist nicht anwendbar für gewachste oder ähnliche Oberflächen, da sich hierdurch die Poren der Reibräder zusetzen. 2) Ist die Untersuchung nur auf die Scheuerfestigkeit des Druckbilds gerichtet, werden bedruckte und auch lackierte Papiere, Kartons, Pappen oder Folien häufig mit dem Prüfbau-Quartant-Scheuerprüfer entsprechend Gerätevorschrift geprüft. Für die Prüfung wird aus dem zu prüfenden Druck ein Streifen ausgeschnitten und am Scheuerträger befestigt. Eine runde, unbedruckte Gegenprobe des gleichen Materials wird an einem Scheuergewicht von 600 g befestigt und auf die bedruckte Probe aufgesetzt. Die Beanspruchung erfolgt durch gleichzeitig drehende und hin- und hergehende Bewegung mit einer Scheuergeschwindigkeit von 15 cm/s. Beim Erreichen der eingestellten Hubzahl wird die Prüfung automatisch beendet. Die Auswertung erfolgt durch vergleichende Benotung von 1 bis 5, wobei 1 „kein Abrieb" und 5 „sehr starker Abrieb und sehr starke Druckbildverletzung" bedeuten. Wenn zu erwarten ist, dass Drucke bei hoher Luftfeuchtigkeit oder im nassen Zustand einer Scheuerbeanspruchung ausgesetzt sind (z.B. Flaschenetiketten), kann ein Nassscheuertest als Ergänzung zum Trockenscheuertest sinnvoll sein. Hierfür werden vor Durchführung der Scheuerprüfung mit einer Pipette 0,02 ml Wasser zwischen die Proben eingebracht.

102 3) In der österreichischen Norm ÖNORM A 1218 wird ein Prüfverfahren beschrieben, bei dem ein Scheuerschlitten unter definierter Belastung eine hin- und hergehende Bewegung ausführt. Im Übrigen ist das Prinzip der Priifung mit dem unter 2) beschriebenen Verfahren vergleichbar. Literatur: N.N. : Piüfbau-Quartant-Scheuerprüfer, Gerätebeschreibung. Firmenschrift Prüfbau, Dr.Ing. H. Dürner, Peißenberg/München BR

Schicht (shift) In einem Unternehmen mit —• Schichtarbeit bezeichnet eine Arbeitsschicht die Arbeitsleistung eines Arbeitnehmers an einem Arbeitstag. Je nach verwendetem Schichtwechselturnus kann sich eine Schicht z.B. über 6 oder 8, in Ausnahmefällen (zeitlich begrenzt in Abstimmung mit dem Betriebsrat) auch über 12 Stunden erstrecken. HC

Schichtarbeit (shift-work) Schichtarbeit liegt vor, wenn Arbeitsplätze in einem Unternehmen zur intensiveren Nutzung der Produktionsanlagen von verschiedenen Arbeitnehmern mehrmals täglich in einem bestimmten Turnus besetzt werden. PL

Schieben (slur) Unter Schieben versteht man ein Verwischen von Druckbildelementen beim —» Drucken. Der einzelne —> Rasterpunkt weist eine Verlängerung in Abwicklungsrichtung des Gegendruck- oder Druckformzylinders auf. Die Folge ist eine starke Zunahme des —> Tonwerts. Die Ursache ist eine unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeit von Druckformzylinder (-+Druckform) und Drucktuchzylinder (—» Drucktuch), was zu Fehlern bei der —• Druckabwicklung fuhrt. FA

Schieber (gate valve) Der Schieber gehört zu den —•Armaturen und wird im Allgemeinen nicht zum Regeln von Strömen (Stoffströmen) eingesetzt. Der in seiner Baulänge sehr platzsparende Schieber eignet sich für große Nennweiten (Rohrdurchmesser) und hohe Strömungsgeschwindigkeiten. Schieber fuhren gegenüber Ventilen zu einem geringeren Druckverlust. Der Absperrkörper, eine kreisförmige Platte mit parallelen oder keilförmig gestellten Flächen, gibt bei Bewegung quer zur Strömungsrichtung einen teilmondförmigen bis kreisförmigen Strömungsquerschnitt frei. Darüber hinaus werden Schieber auch als Dreiweg- oder Vierwegschieber gebaut. VO

Schiebeschachtel (slide box) —> Schachtel

Schilf (reed) (Phragmites communis) Schilf ist eine in Wasser oder an sumpfigen Stellen wachsende Einjahrespflanze aus der Gruppe der Monokotyledonen, die eine Reihe von Arten umfassen, deren Fasern verschiedene Eignung für die Papierherstellung haben. Die Schilfbastfasern sind kürzer und schmaler mit Verdickungen bei Längen von 1 bis 1,3 mm und Breiten von 8 bis 12 μιη. Die Epidermiszellen sind schmaler und unregelmäßiger gezahnt als bei —• Stroh. Die Schwierigkeiten der Herstellung von Schilfzellstoffen liegen weniger in dem geeigneten Aufschlussverfahren als in dem ständigen Nachwachsen genügend großer Schilfmengen und in der Lagerung dieses feuchten, sperrigen Faserrohstoffs. Die industrielle Verwendung von Schilf ist verbreitet in China, Nordkorea, Irak, Russland, Indien und Pakistan. Die Weltproduktion dürfte bei 1,5 Mio t liegen. Praktisch alle klassischen Zellstoffherstellverfahren können benutzt werden. Die Probleme bei Schilf lie-

103 gen mehr in der Ernte, Lagerung und der Reinigung des Rohmaterials. JU

Schlamm (sludge) Schlamm bezeichnet im täglichen Sprachgebrauch jede Substanz mit pastöser Konsistenz, meist aber erdige, stark wasserhaltige Stoffe. In der Technik wird ähnlich jeder wasserhaltige, aber nicht mehr dünnflüssige Stoff mit relativ hohem Feststoffgehalt als Schlamm bezeichnet. Die Trockengehalte gehen dabei von etwa 2 bis etwa 60 %. Eine genauere Zuordnung des Begriffs lässt sich nur aus weiteren Zusätzen oder dem jeweiligen Zusammenhang entnehmen. In der Abwassertechnik wird mit Schlamm das den Reinigungsprozess verlassende feststoffhaltige Nebenprodukt bezeichnet, das aus dem —» Abwasser mechanisch oder chemisch-mechanisch abgeschiedene Feststoffe enthält (z.B. der Schlamm aus der Vorklärung des Abwassers) oder die beim —•biologischen Abbau organischer Stoffe gebildete —> Biomasse (—> Überschussschlamm). Die Schlämme aus der —»Abwasserreinigung von Zellstoff- und Papierfabriken bestehen aus den in der chemisch-mechanischen Stufe abgeschiedenen suspendierten Stoffen (Primärschlamm) sowie den Überschussschlämmen aus der biologischen Behandlung. Sofern eine —> Altpapieraufbereitung mit Druckfarbenentfernung (—• Deinking) erfolgt, fällt zusätzlich eine erhebliche Menge an Schlamm (sog. —> Deinkingschlamm) aus dieser Anlage an, der je nach System ebenfalls in der —• Abwasserreinigungsanlage abgeschieden werden kann. In den meisten Fällen überwiegt der Primärschlamm. 50 % der gesamten Abfälle der deutschen Papierindustrie sind Abwasserschlamm. Davon sind nur 22 %, also 11 %, bezogen auf den gesamten Abfallanfall, biologischer Überschussschlamm. Damit der Schlamm beseitigt werden kann, muss er in den meisten Fällen zunächst entwässert werden (Schlammentwässerung, Schlammentsorgung). MÖ

Schlammentsorgung (sludge disposal) Die Abfallentsorgung und -Verwertung unterliegen in Deutschland dem —• Kreislaufwirtschafits- und Abfallgesetz und dem zugehörigen untergesetzlichen Regelwerk. Die zuständigen Behörden können von „Abfallbesitzern" Nachweise über die Art, Menge und Verwertung oder Beseitigung von Abfällen verlangen (Nachweisverordnung). Die Verwertung kann abgelehnt werden, wenn sie nicht den vorgegebenen Bedingungen entspricht. Unter Schlammentsorgung wird im industriellen Bereich nicht nur die Entledigung eines unerwünschten Nebenprodukts (Abfallbeseitigung), sondern auch dessen Verwertung verstanden (—• Abfallverwertung). Für die Beseitigung der Schlämme, die hauptsächlich aus der —• Abwasserreinigung stammen (—• Schlamm), stehen der Industrie nur noch in begrenztem Umfang —• Deponien als werkseigene Monodeponien oder öffentliche Hausmülldeponien zur Verfugung. Für die Ablagerung auf Hausmülldeponien sind Anforderungen nach der —• Technischen Anleitung Siedlungsabfall zu erfüllen. Abwasserschlämme aus der Papierindustrie genügen meist diesen Anforderungen. Bevorzugt wird die Verwertung als Entsorgungsweg, nicht nur weil das Gesetz dies fordert, sondern auch weil dies häufig der wirtschaftlichere Weg ist. Als Verwertungswege kommen in Betracht: • •

•

thermische Verwertung (Verbrennung mit Nutzung der gewonnenen Energie) Direkte oder indirekte landwirtschaftliche Verwertung (unmittelbare Ausbringung oder —> Kompostierung) Die Verwertung in der Baustoffindustrie (Ziegeleien, Zementwerke, —• Ziegelund —• Zementherstellung).

Für jeden der Verwertungswege werden unterschiedliche Anforderungen gestellt, deren Erfüllung jeweils geprüft werden muss und ggf. eine Vorbehandlung der Schlämme erfordert. MÖ

104 Schlammentwässerung (sludge dewatering) —> Schlamm aus der —> Abwasserreinigung fällt meist mit geringem Trockengehalt an: Primärschlamm aus der Vorklärung mit 2 bis 3 % Trockensubstanz (TS), biologischer —> Überschussschlamm mit 0,6 bis 1 % TS. Für Verwertung und Beseitigung (Schlammentsorgung) werden dagegen stets wesentlich höhere Trockengehalte gefordert (meist mindestens 35 %). Um diese zu erreichen, muss eine Schneckenpresse mit Voreindickung Schlammentwässerung durchgeführt werden. delt. Feinrejekte sind Rejekte aus der FeinDiese verläuft meist in 2 Stufen, wobei der schlitzsortierung (—> Drucksortierer) und Schlamm zunächst auf Trockengehalte von 6 Spuckstoffe aus Dünnstoffcleanern (—• Cleabis 9 % eingedickt wird. Diese Eindickung ner). Nach Zugabe von —> Flockungsmitteln erfolgt mit Sedimentationseindickern, die oft wird der Schlamm von ca. 1 % auf etwa 10 % unerwünschten Geruch erzeugen, mit Flotatiüblicherweise über Langsiebeindicker (graonseindickern oder Siebeindickern (Tromvity table) eingedickt. Eine Alternative sind mel- oder Bandeindicker). Dekanterzentrifurotierende Trommel- oder Scheibeneindicker. gen können sowohl zur Eindickung auf 10 % Ohne weitere Hilfsmittelzugabe erfolgt die als auch zur Entwässerung auf etwa 20 % TS nachfolgende Entwässerung in einer verwendet werden, soweit dieser Trockenge—• Siebband- oder in einer —> Schneckenhalt ausreichend ist. presse (Abb.). Zur —• Entwässerung der vorzugsweise beBei der Siebbandpresse kann die Entwässereits eingedickten Schlämme werden überrung durch unterschiedliche Einstellung des wiegend —• Siebbandpressen (—• DoppelsiebPressdrucks kontinuierlich den Schlammpressen, die mit integrierter Voreindickung eigenschaften angepasst werden. Niedriger angeboten werden), daneben auch —> Filter- Energiebedarf und gute Zugänglichkeit der pressen und zunehmend, teilweise auch als wichtigsten Anlagenteile sind weitere Vordritte Entwässerungsstufe, —• Schneckenpresteile. Siebbandpressen haben im Vergleich zu sen verwendet. Mit letzteren werden oft die Schneckenpressen einen geringeren Leishöchsten Trockengehalte (50 bis 60 %) ertungsbedarf. Schneckenpressen sind gekennreicht, während mit Siebbandpressen je nach zeichnet durch einen geringeren Platzbedarf Art des Schlamms 35 bis 45 % TS erzielt und einfachere Systemeinbindung. Abhängig werden. MÖ von —• Aschegehalt und Scherstabilität des Schlamms können Trockengehalte bis über 60 % erreicht werden. SW Schlammpresse (sludge press) Schlammpressen dienen zum Entwässern von Schlammpumpe —• Schlamm (z.B. —> Deinking- und Abwas- (sludge pump) serschlamm). In der Papierindustrie werden —> Pumpe —> Rejekte (als Feinrejekte) zusammen mit Schlämmen aus —• Deinkinganlagen behan-

105 Schlammverbrennung (sludge incineration) Schlamm aus Zellstoff- und Papierfabriken ist ein —» Abfall, der thermisch genutzt werden kann. —• Pyrolyse- und andere Konvertierungsverfahren konnten sich bisher großtechnisch nicht durchsetzen. Die Verbrennung im Etagenofen oder nach dem —• Wirbelschichtverfahren ist hingegen Stand der Technik. Anzustreben ist ein möglichst hoher Trockengehalt. Abhängig vom —• Aschegehalt des Schlamms ist die Verbrennung erst ab einem Trockengehalt von etwa 50 % selbstgängig, d.h. sie läuft ohne Stützfeuerung. Erfolgt eine Mitverbrennung in Kraftwerken, z.B. zusammen mit Steinkohle oder Braunkohle, ist die Schlammkonditionierung auf den Ofentyp und den Brennstoff abzustimmen. In Einzelfallen ist auch eine Verwertung in Drehrohröfen der Zementindustrie (—• Zementherstellung) und in Asphaltmischanlagen möglich. Angesichts der —• Technischen Anleitung Siedlungsabfall (TA Si) und nationaler sowie europäischer Vorschriften ähnlicher Zielrichtung bleibt die Verbrennung als thermische Mineralisation zukünftig der einzig mögliche Weg, um die für eine Deponierung (—> Deponie) erforderlichen niedrigen Gehalte an organischer Substanz (< 3 bis < 5 %) in Abfällen zu erreichen. SW

Schleifauftrag (kiss coat) Wird die —> Streichfarbe mit einer —> Farbübertragswalze im Schleifauftrag auf die Papier- oder Kartonbahn aufgebracht, so bedeutet das, dass die Farbübertragswalze mit einer geringeren Geschwindigkeit als die Bahn des Trägermaterials läuft. In diesem Fall wird die Streichfarbe sozusagen von der Oberfläche der Farbübertragswalze abgeschliffen. KT

Schleifen (grinding) —• Mechanische Aufschlussverfahren

Schleifer (grinder) Der Schleifer dient als Maschine zur mechanischen Zerfaserung von Rundholz (—> Industrieholz) auf einem —• Schleifstein zur Erzeugung von —• Holzschliff. Es werden 2 Schleiferarten verwendet: • •

Pressenschleifer Stetigschleifer.

Die Kapazität der Schleifer ist in den letzten Jahren erheblich gestiegen. Während bis Mitte der 60er Jahre Leistungsaufnahmen von 2 000 kW bei Steinumfangsgeschwindigkeiten von 24 m/s und Produktionsmengen von 30 bis 40 t/d als Durchschnittswerte galten, stellen heute Schleifer, die im Geschwindigkeitsbereich von 30 bis 40 m/s bei Leistungsaufnahmen von 5 000 kW arbeiten und eine Produktion von 80 bis 100 t/d ermöglichen, keine Seltenheit dar. 1) Der Pressenschleifer ist die älteste Ausführung des Schleifers, ursprünglich von Voelter und Voith seit den 1860er Jahren gebaut. Die 0,5 m langen Holzprügel wurden von Hand in die Presse eingeschichtet. Die Druckplatte des Presskolbens drückte das Holz gegen den Schleifstein. Die technische Entwicklung führte zum Zwei-Pressenschleifer. Er hat 2 Pressen mit darüber angeordnetem Magazin, das jeweils eine Presskastenfüllung fasst. Ist der Presseninhalt verschliffen, so erfolgt der Rückgang des Presskolbens. Durch Öffnen der Begrenzungsplatten rutscht die Magazinfüllung nach. Geringe Bauhöhe, einfache Bedienung, kurze Pressenwechselzeiten, rascher Steinwechsel sowie die Möglichkeit der mechanischen Beschickung zeichnen diese Pressenschleifer aus. 2) Der Stetigschleifer hat vor allem in Europa sehr weite Verbreitung gefunden. Die ersten Stetigschleifer wurden 1922 von der Firma Voith, Heidenheim, gebaut. Das Arbeitsprinzip ist in folgender Abbildung gezeigt. Über dem Schleifstein befindet sich das Holzmagazin. Das Holz wird durch die umlaufenden

106 Ketten mit Nocken erfasst und stetig mit einem bestimmten Holzvorschub gegen den darunter liegenden Schleifstein gepresst. Zur Füllung des Holzschachts werden kontinuierliche Beschickungssysteme benutzt.

Magazin Vorschubketten

Vorschubantrieb

Steinschärfeinrichtung leifertrog

Schleifstein Stetigschleifer

Schleiferei (groundwood department , groundwood plant, grinder room) Die Schleiferei ist der Standort der —• Schleifer sowie der Sortiermaschinen zur Erzeugung von —• Holzschliff innerhalb einer Papierfabrik, die —• holzhaltiges Papier oder Karton erzeugt. Die auf die erforderliche Länge (meistens 1 m) gebrachten und entrindeten Holzprügel (Rundholz) werden über eine Beschickungsanlage den Schleifern zugeführt (Abb.). Die Beschickungsanlage besteht aus einem System von Förderbändern, die oberhalb der Schleifer (hier: Stetigschleifer) verlaufen und den Schleiferschächten die Prügel kontinuierlich zuführen. Um einen störungsfreien Schleifprozess zu gewährleisten, müssen die Holzprügel parallel zur Rotationsachse des —• Schleifsteins liegen. Aus diesem Grund befindet sich am vorderen Ende der Beschickungsanlage eine Schleuse, in der die Prügel senkrecht zur Bewegungsrichtung der Förderbänder ausgerichtet werden. Der in den Schleifern erzeugte Holzschliff enthält noch einen gewissen Anteil grober Faserbündel und —• Splitter und muss daher sortiert werden. Dazu schließt sich zunächst eine Grobsortierung an, in der die übergroßen Bestandteile abgetrennt und zur Nachbehandlung in eine Hammermühle gefuhrt werden. Der Gutstoff (—• Akzept) durchläuft weitere Sortierstufen (—> Zentrifugal-, —> Drucksortierer) um auch die übrigen Fremdkörper (z.B. Sand) zu entfernen. Der

Der Stetigschleifer kann mit konstantem Holzvorschub oder mit konstanter Leistungsaufnahme betrieben werden. Stetigschleifer werden bis 5 000 kW Antriebsleistung und für eine Steinumfangsgeschwindigkeit von 40 m/s gebaut. Die ProHolzprügel duktion an Holzschliff je Schleifer kann bis zu 70 t/d bei Holzlängen von 1 m erreichen. Der Steindurchmesser kann zwischen 1,5 und 2,0 m variieren. Wasser ist beim Holzschleifprozess Schmier- Schleuse zur und Kühlmittel. Es wird über Ausrichtung Spritzrohre so reichlich als heißes der Prügel Rückwasser (75 bis 85° C) zugegeben, dass die erzeugte Holzschliffsuspension mit etwa 2 % StoffSchleifer dichte im Trog unter dem Schleifstein anfällt. BL Beschickungsanlage für Stetigschleifer

107 fertig sortierte Stoff wird mittels —• Scheibenfilter oder Siebpressen entwässert und zur —• Stapelbütte gepumpt. Optional kann sich an dieser Stelle auch eine Bleiche (—• Holzstoffbleiche) anschließen. Das —•Filtrat der Entwässerungsaggregate wird wieder dem Schleiferei- oder Sortierkreislauf zugeführt und hilft so —• Frischwasser einzusparen. HC

Schleifrohpapier (abrasive base paper) Schleifrohpapiere sind naturfarbige oder eingefarbte, ungeleimte oder massegeleimte, meist oberflächig mit funktionellen Barrierestrichen versehene Papiere hoher Spalt-, Zug- und Einreißfestigkeit, Zähigkeit, Planlage sowie gleichmäßiger Oberflächendichtigkeit und -struktur. Z.T. sind sie auch stark latexhaltig und nassfest ausgerüstet (flexible Nassschliffpapiere). Als Faserstoffe werden vorwiegend hochfeste gebleichte, halbgebleichte oder naturfarbige Sulfatzellstoffe, z.T. in Kombination mit Synthese-, Glasoder Baumwollfasern verwendet. Die Oberflächenveredelung mit filmbildenden natürlichen und/oder synthetischen Polymeren, z.T. unter Zusatz antistatischer Hilfsstoffe (-> antistatisches Papier) erfolgt z.B. beidseitig online mittels Walzen- oder Rakelstreichanlagen, die Herstellung stark latexhaltiger Papiere dagegen off-line im klassischen Tauchimprägnierverfahren mit nachfolgender, meist beidseitiger Beschichtung. Schleifrohpapiere werden ein-, zwei- oder viellagig bei Maschinengeschwindigkeiten von 150 m/min ( - • Rundsiebmaschinen) bis 400 m/min (-* Langsiebpapiermaschine) hergestellt und on-line mittels Glättzylinder, Maschinenglättwerk oder Softkalander geglättet. Sie dienen als Basispapiere evtl. allein oder in Kombination mit Gewebe für Schleifmittel, z.B. zum Bearbeiten von Holz, Holzwerkstoffen, Karosserieteilen. Die separate Beschichtung der Papiere (Rollenware) mit scharfkantigen Schleifkörnern definierter Korngröße und -härte in Kombination mit Leim- und/oder Kunstharzbindern erfolgt in mehreren Arbeitsgängen

(Bedrucken, Grundbinderauftrag, Bestreuung, Vortrocknen, Deckbinderauftrag, Aushärten). Das fertige Schleifmittel (Schleifpapier) kommt schließlich als Rollen- (Bänder) oder Formatware in den Handel. Die flächenbezogene Masse der Schleifrohpapiere beträgt 45 bis 500 g/m 2 (Einstufung in die Klassen A [< 85 g/m 2 ] bis H [> 500 g/m 2 ] gemäß Festlegung des Vereins Deutscher Schleifmittelwerke). Jahresproduktion (Europa): ca. 50 0001. Literatur: Argyropoulos, G.: Schleifen von Holz und Holzwerkstoffen. Coating 27 (1994), Nr. 1, 26-29 RH Schleifstein (grinder stone , pulpstone) Der Schleifstein ist der wichtigste Teil des —> Schleifers für die mechanische Zerfaserung von —• Holz in Form von 1 bis 1,6 m langen Holzprügeln (—• mechanische Aufschlussverfahren) zur Gewinnung von —> Holzschliff. Im letzten Jahrhundert wurden zunächst Natursteine als Sandsteine (z.B. aus der Sächsischen Schweiz) benutzt. Die Leistungssteigerung des Holzschleifens führte zur Entwicklung des Kunststeins: in Europa vorwiegend zum zementgebundenen Kunststein, dem Betonstein, und in Nordamerika zum keramisch gebundenen Kunststein, dem Keramikstein. Der Kunststein ermöglichte die gezielte Herstellung spezieller Steinstrukturen. Die Schleifsteine werden auf der Schleiferwelle mit Steinscheiben (Rosetten) befestigt. 1) Der Betonstein besteht aus einem Kern und einer abnutzbaren Schicht, dem Schleifring. Der Kern ist mit Moniereisenringen bzw. Drahtseilschlaufen armiert. Die unbewehrte Verschleißschicht hat eine Dicke von 150 bis 200 mm. Die abnutzbare Schicht besteht aus Kornmaterial (Schleifkorn) und aus Bindemittel (Zement). Als Kornmaterial wird vorwiegend —• Quarzsand bestimmter Körnung verwendet. Das Kornmaterial beeinflusst durch seine Art, Größe, Form und

108 Härte den Zerfaserungsprozess und damit die Qualität des erzeugten Holzschliffs. 2) Der keramisch gebundene Schleifstein (Segmentstein) besteht aus einem bewehrten Betonkern, in dem die abschleifbaren, wabenformigen, gesinterten Keramiksegmente mit Steinschrauben verankert sind. Die Abnutzungsschicht ist erheblich geringer als beim Betonstein und beträgt nur 60 bis 150 mm. Wegen der höheren Resistenz gegenüber den Reibungskräften in der Schleifzone zwischen Holz und Steinoberfläche werden erheblich höhere Laufzeiten als beim Betonstein erreicht, verbunden mit längeren Schärfintervallen (—> Schärfwerkzeug). Die Qualität der Keramiksteine wird durch unterschiedliches Kornmaterial, -große und -größenkombination geprägt. Als Kornmaterial wird Siliciumkarbid oder Aluminiumoxid verwendet. BL Schleimstoff (slime stuffi Mehlstoff

Schleimverhinderungsmittel (slimicides) Die Hilfsstoffgruppe der Schleimverhinderungsmittel umfasst alle bioziden Stoffe, die in der Zellstoff- und Papierindustrie eingesetzt werden, um von —• Mikroorganismen verursachte Produktionsstörungen und Qualitätsverluste zu verhindern. In Kreislaufwassersystemen von Papierfabriken kommt es zu verstärktem Wachstum von Mikroorganismen, da der größte Teil der im —> Fabrikationswasser enthaltenen organischen Stoffe biologisch sehr gut abbaubar ist. Die Stoffwechselaktivität der Mikroorganismen steigt mit dem Angebot an gelösten Cellulose-, Stärke- und Hilfsstoffanteilen als Nahrungsmittel. Es kommt zur Ausbildung von Schleimbelägen (Biofilmen) auf Anlagenteilen und in Rohrleitungen. Sich ablösende Schleimbatzen stören die —> Blattbildung auf dem —> Sieb der Papiermaschine (dunkle Flecken im produzierten Papier) und können sogar zu Produktionsausfällen durch

Bahnabrisse fuhren. Durch die mikrobielle Atmung wird der im Fabrikationswasser vorhandene Sauerstoff „aufgezehrt", so dass es zu anaeroben Zuständen mit Bildung von organischen Säuren kommt, wie z.B. —• Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Milchsäure und —• Schwefelwasserstoff. Die Bildung dieser chemischen Stoffe wiederum hat —• Geruchsemissionen und Korrosionsprobleme (—> Korrosion) zur Folge. Da es nicht möglich ist, Papier in einem —> sterilen Kreislaufwassersystem herzustellen, muss die Mikroorganismenaktivität zumindest auf einem Niveau gehalten werden, das einen störungsfreien Produktionsablauf gewährleistet. Den Schleimverhinderungsmitteln fällt diese Aufgabe zu. Sie schränken das Wachstum und den Stoffwechsel der Mikroorganismen ein und halten die —> Keimzahlen sowohl im Fabrikationswasser als auch im produzierten Papier auf einem akzeptablen Niveau. Schleimverhinderungsmittel sind häufig eine Kombination eines bioziden (abtötenden) und/oder eines biostatischen (wachstumhemmenden) —» Wirkstoffs mit einem —> Tensid. Das Tensid soll Schleimablagerungen verhindern bzw. vorhandene Schleimbeläge schonend entfernen. Biozide Stoffe aus den Wirkstoffklassen der metallorganischen Verbindungen, der —> Quecksilberverbindungen, der chlorierten —• Phenole einschließlich —• Pentachlorphenol werden wegen ihrer ökotoxikologischen Wirkungen in der deutschen Zellstoff- und Papierindustrie bereits seit mehr als 20 Jahren nicht mehr eingesetzt. Die üblicherweise verwendeten Schleimverhinderungsmittel sind organische Stickstoff·, Schwefel- und Bromverbindungen, wie z.B. Dithiocarbamate, Isothiazolone und Bromhydroxyacetophenon. Die pro Liter Fabrikationswasser eingesetzten Mengen der verschiedenen Wirksubstanzen liegen im Bereich von wenigen Milligramm. Eine höhere Dosierung ist schon deshalb nicht möglich, weil eine Schädigung der —• Biozönose in biologischen —•Kläranlagen, in denen das Fabrikationswasser behandelt wird, stattfinden könnte. HA

109 Schleusenpartie für Querschneider (gate section for sheet cutter) Bei den Schleusenpartien für Querschneider unterscheidet man in Sortierschleusen und Wechselschleusen (—• Sortierquerschneider). Die Sortierschleuse lenkt fehlerhafte Bogen aus dem Bogentransport in einen Ausschussbehälter oder Sortierbogenableger um. Die Wechselschleuse findet man zusätzlich zur Sortierschleuse in —• Querschneidern mit 2 —•Ablegern. Sie lenkt den Transport der guten Bogen wechselweise auf einen der beiden Ableger. Folgende Schleusenausführungen sind in Querschneidern bekannt. 1) Klappenschleusen Sie bestehen aus einem keilförmigen, maschinenbreiten Blechkörper, dessen Spitze gegen den Bogenstrom gerichtet ist. Diese Schleusenklappe ist am breiten Ende beweglich gelagert und wird durch Pneumatikzylinder o.ä. so geschwenkt, dass sich die Spitze entweder unter oder über dem Niveau der Transportfläche für die Bogen befindet. Ist die Spitze unter dem Niveau, werden die Bogen über die Schleusenklappe geführt. Ist sie über dem Niveau, wird der nachfolgende Bogen nach unten umgeleitet. 2) Kufenschleusen, auch Kanalschleusen genannt Sie bestehen aus einem unteren, maschinenbreiten Schleusenkörper und oberen Kufen, die gemeinsam einen kanalartigen Spalt bilden. Der untere Schleusenkörper und die oberen Kufen sind an einer gemeinsamen Achse befestigt. Diese Achse wird durch einen Pneumatikzylinder o.ä. so geschwenkt, dass die Bogen entweder horizontal durch den kanalartigen Spalt laufen oder nach unten umgelenkt werden. 3) Bänderschleuse Bei der Bänderschleuse werden die Oberbänder oberhalb der für das Ausschleusen notwendigen Unterbrechung der Unterbänder durch

Trockenpartie

pneumatisch o.ä. betätigte Rollen nach unten gedrückt. Dadurch werden die nachfolgenden Vorderkanten der Bogen aus der horizontalen in eine schräg nach unten weisende Förderrichtung gelenkt. KT

Schlitzen (slotting) Beim Einschneiden von Schlitzen in Papier und Pappe werden Einschnitte bestimmter Länge in das Material vorgenommen. Schlitzen ist somit ein —• Schneidverfahren, das entweder auf speziellen —> Schneidmaschinen oder - wie beim Schlitzen von Karton bei der Fertigung von —> Faltschachteln - auf —• Stanzmaschinen durchgeführt wird. Bei der Vorbereitung von Reiß- oder Biegelinien kann das Einschlitzen auch als —> Perforieren bezeichnet und mithilfe von —• Perforierwerkzeugen auf —» Perforiermaschinen oder Stanzmaschinen realisiert werden. HM

Schlussgruppe (reel section) Unter der Schlussgruppe (Abb.) versteht man den Teil einer Papiermaschine nach der —• Trockenpartie bis einschließlich Aufroller für die endlose Papierbahn. Die Baugruppen der Schlussgruppe beinhalten: • • • • •

Softkalander

Aufführsystem (—> Aufführvorrichtung) —• Feucht-/Konditioniereinrichtungen —• Glättwerk bzw. —> Softkalander —• Qualitätsleitsysteme (QLS) oder Teile davon Aufroller (—> Poperoller). Tambourmagazin

Meßrahmen Lochdetektor Qualitätsleitsystem

Schlussgruppe einer Papiermaschine

Poperoller mit Zentrumsantrieb

110 1) Die Aufführsyteme für die Papierbahn bzw. für ihren Randstreifen sind in der Schlussgruppe Seilführungen, Luftleitbleche oder Vakuumbandsysteme. Bei —> Hygienepapier wird z.B. ein geschlitztes Rohr mit inneren Luftdüsen verwendet. Die Art des Glättwerks bestimmt die Art der Aufführhilfe. Bei einem Zwei-Walzenglättwerk können diese Seile im Bereich der Walzenzapfen durch den Nip durchgeführt werden, was auch für den Messrahmen des QLS gilt. Beim Aufroller ist die Tragtrommel im Bereich des Aufführstreifens bei sehr hohen Papiermaschinengeschwindigkeiten besaugt.

Detektoren mit Bildanalysequalität eingesetzt (bildzerlegende Kamera).

2) Als Glättwerke sind entweder Soft-Nip(Softkalander) oder Hard-Nip-Glättwerke (Glättwerk) mit 2 oder mehr Walzen im Einsatz. Bei Massenpapieren (z.B. - > Zeitungsdruckpapier) sind Softkalander Stand der Technik. Bei zunehmenden Breiten und Durchmessern der Papierrollen wird höchste Rollenqualität gefordert. Das betrifft die Profilgenauigkeit, besonders bezüglich der Dicke (—> Dickenquerprofil). Die Daten hierzu werden vom traversierenden Sensor des QLS aufgenommen und in Steuersignale zur Fehlerkorrektur umgesetzt, z.B. durch thermische Einwirkung bei den —> Hartgusswalzen des Glättwerks als Feinkorrektur (—• Maschinenglättwerk). Eine Grobkorrektur erfolgt über die —> Durchbiegungsausgleichswalzen der Glättwerke.

Messungen/Regelungen fur Papiereigenschaften

3) Es sind zahlreiche QLS auf dem Markt. Die Sensoren sind regelmäßig auf Sicherheit ihrer Qualitätsaussage zu prüfen. Vielfach werden Qualitätsdaten durch Stoffeintragswechsel, Abweichungen in der Papieroberfläche und/oder —» Formation beeinflusst, so dass Korrekturfaktoren eingeführt werden müssen. Messungen/Regelungen für Papiereigenschaften sind in der Tabelle zusammengestellt. Weitere on-line-Messgeräte zur Erkennung von Papierfehlern sind Lochdetektoren auf Basis von Infrarot-Licht und Detektormodule auf Basis von Fototransistoren. Zur Erkennung von Papieroberflächenfehlern werden

Parameter Flächenbezogene Masse Feuchtegehalt Dicke Füllstoffgehalt Färbung Formation Glätte Opazität Faserorientierung Festigkeit Porosität

Bevorzugt im Einsatz

On-line-Messungen erprobt im Einsatz On-line-Messungen zunehmend im Einsatz

4) Aufroller werden bei schnell laufenden Papiermaschinen meist mit —> Tambourmagazin und vollautomatischer Tambourwechsel- und -Wiegeeinrichtung geliefert. 5) Die teilweise installierten Konditioniereinrichtungen im Bereich der Schlussgruppe sind —• Bürsten-, —• Düsen- oder —• Dampffeuchter, um übertrocknete Papierbahnen von z.B. 98 % Trockengehalt auf einen Gleichgewichtsfeuchtegehalt von z.B. 8 % wieder rückzufeuchten. Dank der (energieverzehrenden) Übertrocknung erhält man ein sehr gleichmäßiges Feuchtequerprofil der Papierbahn (—> Feuchteprofil). KL

Schmalbahn (long grain) Schmalbahn (Abk.: SB) bezeichnet bei Formatpapieren Bogen, deren längere Kante parallel zur —• Längsrichtung verläuft. Da sich die Fasern bei der Herstellung der Papierbahn bevorzugt in Längsrichtung orientieren, sind die mechanischen Papiereigenschaften, wie z.B. —• Weiterreißarbeit, —» Dehnung und —> Falzfestigkeit parallel und senkrecht zur Laufrichtung, verschieden (—> Anisotropie). Das ist für die Weiterverarbeitung von Bedeutung. Bei Büchern oder Broschüren sollte die Faserlaufrichtung parallel zum Buchrücken bzw. zur Falzkante verlaufen. Ist die

Ill

längere Kante des Bogens senkrecht zur Längsrichtung, spricht man von Breitbahn (Abk.: BB). PA

Schmalformat (narrow size) Schmalformat ist eine Bezeichnung für das Format von Bogen, —•Broschüren, Büchern und anderen Druckerzeugnissen, bei denen die Druckzeilen parallel zu deren kürzeren Bedruckstoffkanten verlaufen. Die längeren Kanten sind mindestens doppelt so groß wie die kürzeren Kanten (—•Querformat). NE

wichtiges Bewertungskriterium dar, insbesondere da die Schmutzpunkte aufgrund ihrer Größe zwar die optische Homogenität, den Weißgrad aber erst bei abnehmender Partikelgröße unterhalb von 50 μηι zunehmend beeinflussen. Die Bestimmung der Schmutzpunktfläche erfolgt zumeist über scannerbasierende Bildanalysesysteme (—• Bildanalysator). KR

Schneckengetriebe (worm gear)

Schnecke Schmelzklebstoff (hotmelt adhesive) - • Klebstoff

Schmierpumpe (lubrication pump) —• Pumpe

Schmutzpunkte (dirt specks) Schmutzpunkte sind sichtbare optische Inhomogenitäten im Papier, die einen farblichen —•Kontrast zur —•Helligkeit des Gesamtblatts bilden und deren Größe etwa 50 μηι (Auflösungsvermögen des unbewaffneten Auges) überschreitet. Ursachen fur Schmutzpunkte sind z.B. in der —• Altpapieraufbereitung beim —•Deinking nicht entfernte Restdruckfarbenpartikel und papierfremde Bestandteile (z.B. Kunststofffolienpartikel) ebenso wie durch —• Sortierung nicht entfernte Rindenpartikel aus der Holzstoffherstellung (—• mechanische Aufschlussverfahren). Diese Inhomogenitäten stören die optische Gleichmäßigkeit der Papieroberfläche und wirken sich insbesondere bei großen unbedruckten Flächen im —• Druckbild negativ aus. Aus diesem Grund stellt die Schmutzpunktfläche eines Papiers bei altpapierhaltigen Papieren neben dem —•Weißgrad ein

Schneckenrad

Schneckengetriebe

Schneckengetriebe werden überall dort eingesetzt, wo sich in einem Antriebsstrang 2 kraftübertragende Wellen unter einem Winkel von 90° kreuzen und große Übersetzungsverhältnisse verlangt werden. Dreht sich eine einzähnige Schnecke einmal, bewegt sich das Schneckenrad nur um einen Zahn weiter. A u f diese Weise lassen sich auch große Übersetzungsverhältnisse einstufig und somit platzsparend realisieren (Abb.). Das Übersetzungsverhältnis wird umso größer, je größer die Zähnezahl des Schneckenrades ist. Da auf die Schneckenwelle große Axialkräfte wirken, ist unbedingt auf eine geeignete Lagerung zu achten. Schneckengetriebe können große Drehmomente

112 übertragen und auch bei großen Abständen der sich kreuzenden Wellen eingesetzt werden. Eingesetzt werden Schneckengetriebe z.B. zum Antrieb von —* Extrudern, Mischern oder Förderanlagen sowie für den Kettenvorschub in —• Stetigschleifern. HC

Schneckenpresse (screw press)

Schema einer Schneckenpresse (Quelle: Andritz AG)

Die Schneckenpresse (Abb.) ist eine Maschine zur —> Entwässerung von Stoffsuspensionen. Sie besteht aus einem Gehäuse, einem gelochten oder geschlitzten Siebzylinder und einer Schneckenwendel. Der Winkel der Schneckenwendel nimmt zum Filterkuchenaustritt hin ab oder der Schneckenwellendurchmesser nimmt zu. Dadurch kommt es während der Förderung des Filterkuchens auf dem Weg von der Einlauf zur Auslaufseite zu einer Reduktion des zur Verfügung stehenden Volumens, wodurch sich ein Entwässerungsdruck aufbauen kann. Bei ihrer Drehung räumt die Schnecke die Siebzylinderfläche ständig frei, fordert dabei den Filterkuchen und formt ihn fortlaufend um. Durch die immer wieder neu angebotene Filterfläche sind der erreichbare Trockengehalt und die Entwässerungskapazität hoch. Andererseits ist aber auch der Siebdurchfall entsprechend hoch, weil sich an den ständig geräumten Filterflächen kein bleibender Filterkuchen bilden kann. Schneckenpressen besitzen gegenüber den —> Banddruckpressen ein gerin-

geres Bauvolumen, haben jedoch einen größeren spez. Energiebedarf und einen höheren Siebdurchfall. HO

Schneidemaschinen (historisch) (cutting machinery) (historical) Erste Schneidemaschinen für Papier sind in der Buchbinderei nachzuweisen (Pappschere), wo das Bedürfnis nach dem Schneiden von —• Pappe (historisch) und von ganzen Buchblöcken zu befriedigen war. In der frühen Neuzeit umging der Papiermacher das Formatschneiden nach Möglichkeit, indem er für kleinere Formate auf dem Schöpfsieb (—• Schöpftechnik) einen Steg anbrachte, der das Blatt teilte. Die andere Möglichkeit, die vor allem bei der Pappeherstellung angewandt wurde, war das Schneiden eines Stapels feuchter Bogen (nach dem Pressen und Legen) an einer Holzlehre mit dem „Schwert", einem säbelartig gekrümmten, massiven Messer. Diese Technik wurde auch beim Aufschneiden des —• Tambours der frühen —• Lang- und —> Rundsiebmaschinen verwendet. Als nach der Einführung der —> Trockenpartie die Papiermaschinen in größeren Mengen fertiges Papier lieferten, musste für das Formatschneiden der Rollen eine Lösung gefunden werden. Der erste Längssschneider wurde 1828 und der Querschneider etwas später in Betrieb genommen. Dabei handelte es sich um Maschinen, die unabhängig von der Papiermaschine liefen und der Ausrüstung zugeordnet wurden. TS Schneiden (cutting) Das Schneiden stellt in der —• Papierverarbeitung neben dem —> Stanzen eines der wichtigsten Verfahren zum Trennen von Verarbeitungsgütern dar. Das Schneiden wird in eine Reihe von —• Schneidverfahren eingeteilt, wie z.B. das Messerschneiden im Druck- oder Scherschnitt. Die bei den geläufigen Messerschneidverfahren eingesetzten —> Schneidmaschinen werden hauptsächlich nach ihrer Arbeitsweise und den verwendeten —> Schneidwerkzeugen klassifiziert.

113 Aber auch Verfahren wie —• Ritzen, Nuten, Sägen und —• Schlitzen liegen Schneidvorgänge zugrunde. Weiterhin existieren zum Schneiden von Schneidgütern in der Papierverarbeitung Sonderverfahren, wie das Schneiden mittels Laser- oder Wasserstrahlen. HM

Schneidfehler (damages by cutting) Schneidfehler entstehen durch unsachgemäßes —> Schneiden des Verarbeitungsmaterials bei der Herstellung und/oder Verarbeitung von Papier, Karton und Pappe. Die Nichteinhaltung der —• Format- und Winkelgenauigkeit sowie umgeschlagene Kanten und schlechte Schnittqualität (—• Schneidstaub) zählen zu den häufigsten Schneidfehlern. Das Material und die Schärfe des —• Schneidwerkzeugs sowie der Schneidwinkel beeinflussen die Qualität des Schnitts. NE

In der industriellen Fertigung von Büchern werden Dreimesserschneidautomaten eingesetzt, die einen Dreiseitenbeschnitt von Buchblocks ermöglichen. Beim Schneiden wird das - meist gestapelte - Schneidgut durch einen Anschlagsattel auf Schnittmaß fixiert und durch einen Pressbalken hydraulisch zusammengepresst. Schneidprobleme, wie z.B. Überschnitt, Wellenschnitt, Stufenschnitt oder Pilzschnitt, werden oft durch nicht an das Schneidgut angepasste Messerschliffwinkel und Pressbalkendrücke verursacht. Bei rotierenden Werkzeugen im Druckschnitt werden in Schneidmaschinen Rundmesser ohne Gegenwerkzeug (z.B. in Umrollern) oder mit Gegenwerkzeug (Gegenwalze) verwendet. Beim kontinuierlichen Teilen von Papierverarbeitungsgütern in Bahnform (oder auch Bogenform) nach dem Scherschnittverfahren werden häufig Rundmesserpaare eingesetzt. Als Beispiel einer solchen Schneidmaschine wird die —• Rollenschneidmaschine (Längsschneider) angeführt, in der —• Mutterrollen zu —• Versandrollen verarbeitet werden. Mithilfe von —• Querschneidern (Abb.) können Papier-, Karton- oder Wellpappebahnen einlagig oder mehrlagig geteilt bzw. quer zur —> Laufrichtung auf Format geschnitten werden. Querschneider arbeiten nach dem Scherschnittprinzip. Dabei existie-

Schneidmaschine (cutting machine) Die beim —• Schneiden von Papier, Karton und Pappe eingesetzten Schneidmaschinen unterscheiden sich vor allem nach dem zugrunde liegenden —> Schneidverfahren, nach dem Automatisierungsgrad und nach Anordnung und Bewegung der —• Schneidwerkzeuge. Schneidmaschinen, die im Druckschnitt mit einem Flachmesser MT (Einmesserschneidmaschinen) arbeiten, werden als Schnell- oder Planschneider bezeichnet. Das Messer wird beim Schneiden gegen V eine Schneidleiste aus Hartholz oder Kunststoff gefuhrt (Abb.). Je L —'S nach Bewegung des Messers wird Masdiiny inibii noch zwischen parallelem und diaP Pressbalken gonalem Zugschnitt oder SchwingV Vorschubsattel schnitt unterschieden. So sind z.B. $ Schneidlciste beim Schwingschnitt die erforderliMT Messerträger chen Schneidkräfte zum Teilen des Schneidguts niedriger als beim Schema eines Querschneiders (links) und eines SchnellschneiZugschnitt. ders (rechts)

I

m•

114 ren Bauarten mit 2 rotierenden Messern (Abb.) und mit einem rotierenden und einem feststehenden Messer (Hackquerschneiden). Bei den rotierenden Querschneidern gibt es weiterhin unterschiedliche Wirkprinzipien zur Synchronisation der Messerbewegung zur Bahn. Ein sauberer Schnitt ist bei einer bewegten Bahn nur dann möglich, wenn sich das oder die Messer während des Schnitts mit gleicher Geschwindigkeit (synchron) zur Bahn bewegen. Um beim Formatschnitt unterschiedliche Formatlängen im Synchronschnitt fertigen zu können, werden entweder der Durchmesser des Messerkreises oder die Winkelgeschwindigkeit des Messerbalkens variiert. Weitere Möglichkeiten sind der Einsatz von Regelgetrieben oder von direkt angetriebenen, steuerbaren Stellmotoren. HM

tung genannt, enthält eine Reihe von Messerpaaren, die aus —• Obermessern (1) und angetriebenen —> Untermessern (2) bestehen. Obermesser wie auch Untermesser sind auf seitlich verschiebbaren Schlitten (3) angeordnet. Anstelle von einzelnen Untermessern kann auch eine —• Schneidwalze verwendet werden, die dann in den meisten Fällen über Spannriemen direkt angetrieben wird. Vor und nach der Schneidpartie ist jeweils eine —> Leitwalze angeordnet, damit die Papieroder Kartonbahn gerade durch die Schneidpartie gefuhrt wird. KT

schneidmaschine (Quelle: Jagenberg)

Schneidstaub (cutting dust 9 slitter dust) Fasern und Partikel von Papier, Karton und Pappe, die beim —> Schneiden des Materials entstehen, werden als Scheidstaub, auch Schnittkantenstaub genannt, bezeichnet. Die Schnittkanten sind rau, faserig und bei —> gestrichenen Papieren brüchig, was zum Herauslösen kleiner Partikel von —> Pigmenten und anderer Bestandteile des Werkstoffs sowie zur Bildung von Schneidstaub fuhrt. Schneidstaub ist besonders im —> Offsetdruck Ursache für —•Fehldruckstellen im Druckbild. Die losen Bedruckstoffpartikel, die zwischen den Bogen liegen, lagern sich während des —• Fortdrucks auf dem —• Gummidrucktuch ab. Dabei bildet sich allmählich eine Schicht, die die Farbübertragung vom Druckformzylinder auf den Gummidruckzylinder und von dort auf den Bedruckstoff stört (—• Aufbauen). Bei starkem —> Stauben des Papiers kann ein Streckgang (—• Strecken des Papiers) Abhilfe schaffen. Papierbogen werden beim Strecken ohne —• Druckfarbe im —> Druckwerk der —• Bogenoffsetdruckmaschine verarbeitet. Der vorhandene Staub sammelt sich auf dem Gummidrucktuch an und wird nach einiger Zeit abgewaschen. NE

Die Schneidpartie (Abb.) in —• Rollenschneidmaschinen dient zum Längsschneiden von laufenden Papier oder Kartonbahnen. Die Schneidpartie, auch —• Längsschneideinrich-

Schneidverfahren (cutting method) Das —• Schneiden mit Messern (mechanische Schneidverfahren) hat sich in der —• Papier-

Schneidpartie in Rollenschneidmaschinen (slitting station in winders) 3

115 Verarbeitung als beherrschende Technologie zum Trennen von Papierwerkstoffen fest etabliert. Je nach Gestaltung und Eingriff des —> Schneidwerkzeugs in das Schneidgut wird zwischen Druckschnitt (Keilschnitt) und Scherschnitt unterschieden. Weiterhin werden die Messerschneidverfahren nach kontinuierlichen (rotativen) und diskontinuierlichen (hubformigen) Bewegungen der Werkzeuge klassifiziert (Abb.). Ein weiteres Schneidprinzip stellt der Klingenschnitt dar. Hier wird das Verarbeitungsgut gegen ein feststehendes Messer bewegt (ziehender Schnitt). Ein anderes Schneidverfahren, das —> Querschneiden, stellt ein diskontinuierliches, rotierendes Schneiden als Geradmesser-Scherschneiden - mit dem Rotationsquerschneider als —> Schneidmaschine -dar. Bei den Sonderverfahren, wie Wasserstrahlund Laserschneiden, wird der Schnitt ohne Werkzeugkontakt ausgeführt. Diese Sonderverfahren bleiben jedoch ausgewählten Anwendungen vorbehalten. Beim Wasserstrahlschneiden wird Wasser unter hohen Druck (bis 4 000 bar) durch eine Saphirdüse gepresst. Der fokussierte Wasserstrahl erreicht dabei Geschwindigkeiten bis 2 000 m/s. Die Bündelung des Wasserstrahls geschieht durch die Gestaltung der Düsen und durch Zugabe

von langkettigen —• Polymeren zu Wasser. Das Wasserstrahlschneiden wird z.B. beim Schneiden (staubfreies und quetschfreies Schneiden) von —• Wellpappe eingesetzt. Das Schneiden von Papier und das —• Stanzen von —• Etiketten mittels Laserstrahl ist prinzipiell möglich. Mögliche Rauchentwicklung und Verkohlungen an den Schnitträndern und mangelnde Wirtschaftlichkeit haben jedoch zu keiner breiten Anwendung in der betrieblichen Praxis geführt. HM

Schneidwalze (multishear slitter roll) Die Schneidwalze ist eine mit —> Messerbuchsen bestückte Walze, die statt einzelner —> Untermesser in der —> Schneidpartie einer —• Rollenschneidmaschine verwendet wird. Zwischen den Messerbuchsen können entsprechend der Bahnbreite Abstandshülsen eingesetzt werden. Normalerweise ist jedoch die Schneidwalze voll mit Messerbuchsen besetzt. Die Schneidwalze wird in den meisten Fällen über Spannriemen direkt angetrieben (—> Schneidpartie in Rollenschneidmaschinen). KT

Schneidwerkzeug (cutting tool) Die in —> Schneidmaschinen der —• Papierverarbeitung eingesetzrotierend rotierend ten Schneidwerkzeuge unterscheiden sich vor allem hinsichtlich der zugrunde liegenden —• Schneidverfahren (z.B. Druckschnitt, Scherschnitt), der Verfahrenstechniken Geradmesser- und Kreismesserschneiden sowie bezüglich spezieller Anh ub förmig hubiormig forderungen, die unterschiedliche Schneidgüter an das Werkzeug stellen. Spezielle Ausprägungen besitzen die beim —• Stanzen eingesetzten —> Stanzwerkzeuge. Die Bezeichnungen der beim Schemata zu wichtigen Wirkprinzipien beim mechanischen Messerschneiden wichtigsten Schneiden mit Messern Messer- und Schnittwinkel zur Scherschnitt

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116 Charakterisierung der Werkzeuge sind für Geradmesser in Abb. 1 angegeben.

Beim Scherschneiden können die Messer in einer Ebene liegen (z.B. Tafelscheren) oder senkrecht zueinander stehen.

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Durchschlagpapier und —> Löschpapier) werden im Allgemeinen kleine Keilwinkel und bei harten Materialien (z.B. harte Pappen und PVC-Folien) große Keilwinkel verwendet. Für einen sauberen Schnitt muss weiterhin auf eine genügende Messerschärfe geachtet werden. Beim Geradmesser-Scherschneiden beeinflussen Hinterschliffwinkel und Freiwinkel (Abb. 1) den Schneidvorgang. So verringert ein Freiwinkel die Reibung zwischen den Messern. Bedeutsam sind ebenfalls der Neigungswinkel δ des Obermessers zum Untermesser, der das Herausdrängen des Schneidguts aus den angestellten Messern beeinflusst, und der Schränkungswinkel ψ, der die Verschränkung der Messer charakterisiert und dem Auseinanderdrücken der Messer beim Schneiden entgegenwirkt.

Kreismesser

Topfmesser

Abb. 2: Rundmesserprofile

Im rotativ arbeitenden Schneidwerk wird meistens ein Rundmesser starr auf einer Achse befestigt und das andere Messer seitlich federnd gelagert. Weiterhin ist eine gewisse Überschneidung der beiden Messer erwünscht. Analog zu Abb. 1 werden bei den Rundmessern die Messerwinkel als Keilwinkel, Freiwinkel und Hinterschliffwinkel bezeichnet. Weiterhin haben sich die speziellen Bezeichnungen Kreismesser (z.B. für das Schneiden von Pappe und Karton), Tellermesser (z.B. für das Schneiden von —• Wellpappe) und Topfmesser (z.B. für das Schneiden von Hartpappen) eingebürgert (Abb. 2). HM

Schnellabsenkung (quick Separation) Das Schnellabsenken ist eine der Vermeidung von Beschädigungen an —• elastischen Walzen und Maschinenteilen dienende Schaltfunktion des —• Kalanders. Mit der Funktion Schnellabsenken werden die Walzenspalte eines Kalanders plötzlich geöffnet, indem die —> Unterwalze zuerst mit Fallgeschwindigkeit, dann aber progressiv verzögert abgesenkt wird. Die Walzenlager werden dabei auf der —• Hängespindel abgelegt. Das als 'soft landing' bezeichnete Schnellabsenkverfahren bremst den rasanten Fall der Walzen

117 nach Durchlaufen des Trennwegs sanft (progressiv) bis zum Stillstand ab und verhindert damit Schäden an Walzeneinbauten und Maschinenteilen durch schlagartige Belastung. Die Schnellabsenkung dient also dem Schutz der —• Kalanderwalzen bei Betriebsstörungen. Sie ist mit den Schaltkreisen so verriegelt, dass Abrisse, Walzen-Schieflagen, Belastungsdifferenzen und Fehler in der Abfolge von Verfahrensschritten das schnelle Walzentrennen automatisch auslösen. Der letzte Spalt ist in < 0,5 s geöffnet. Zur Sicherheit des Bedienungspersonals wird nach dem Befehl Nothalt das Schnellabsenken erst eingeleitet, wenn die Walzen zum Stillstand gekommen sind. Die Erfahrung hat gelehrt, dass bei noch rotierenden Walzen der sich öffnende Spalt fur das Bedienungspersonal viel gefährlicher ist als der geschlossene Walzenspalt. SZ

Schnellmischer (turbo mixer, fast mixer) Ein Schnellmischer dient zur Herstellung von Pigmentdispersionen (—• Pigmente) oder wässrigen Lösungen oder zur Verdünnung von flüssigen Medien. Schnellmischer sind oben auf einem Behälter montierte Rührwerke mit einem Mischaggregat. Als Mischaggregate finden verschiedene Typen Anwendung, z.B. Zahnscheiben oder Propeller. KT

Schnellpresse (automatic cylinder press) Der Begriff Schnellpresse hat historische Bedeutung. Bei den ersten —• Druckmaschinen, meist Handpressen, wurde der —•Bedruckstoff zwischen 2 flachen Formen gedruckt, der —» Druckform mit dem —• Druckbild auf der zu bedruckenden Seite des Bedruckstoffs und dem Tiegel, durch den der Anpressdruck auf den Bedruckstoff ausgeübt wurde. Der flache Tiegel wurde später durch einen Zylinder ersetzt. Man spricht daher auch von einer Flachform-Zylinderdruckmaschine. Es wurden damit wesentlich höhere Druckge-

schwindigkeiten möglich, was zu dem Namen Schnellpresse führte. BG

Schnittstaub (cutting dust, slitter dust) —• Schneidstaub

Schnittstelle (interface) Im weitesten Sinne versteht man unter einer Schnittstelle jegliche Verbindungsstellen, die der Übergabe und/oder dem Austausch von definierten Objekten (Fördergüter, Signale, Informationen) zwischen 2 begrenzten (Baukasten·) Systemen (Baugruppen) dienen. Um einen störungsfreien Austausch von Objekten (Informations- und/oder Materialfluss) zu gewährleisten, müssen beide Systeme in der Lage sein, miteinander zu kommunizieren, was nur der Fall sein kann, wenn beide Systeme die gleiche „Schnittstellen-Sprache" (in der EDV: Formate oder Protokolle) sprechen und meistens auch über eine definierte Hardware-Schnittstelle (z.B. Daten-Bus) verfügen. Bekannt ist z.B. die RS-232C-Schnittstelle, die die serielle Datenübertragung zwischen 2 Geräten eindeutig festlegt. Zur Vereinheitlichung von Schnittstellen gibt es eine Vielzahl von nationalen und internationalen Normausschüssen. VO

Schöndruck (face printing, first-run printing, frontside printing) Nach DIN 16500 wird das erstmalige —• Drucken auf den —• Bedruckstoff, wenn dieser beidseitig bedruckt werden soll, als Schöndruck bezeichnet. Der Druck auf der Rückseite wird Widerdruck genannt. Früher war es üblich, die —> Oberseite des Papiers, hergestellt auf —» Langsiebpapiermaschinen und gekennzeichnet durch eine —• Zweiseitigkeit, zuerst zu bedrucken (Schöndruckseite). NE

118 Schonfilz (glazingfelt) Schonfilze sind die praktisch ausschließlich verwendete Ausführungsform von —• Trockenfilzen in der —> Trockenpartie von Papier- oder Kartonmaschinen. Sie dienen ausschließlich dazu, die Papier- oder Kartonbahn an einen —> Glättzylinder anzudrücken. AL

Schöpfform (mold) —> Schöpftechnik

Schönseite (front side, top side) Die dem —• Filz zugewandte Seite eines Papiers, hergestellt auf einer —» Langsiebmaschine, wird als Schönseite, —• Filzseite, —• Oberseite, —> Gutseite oder Sieboberseite bezeichnet. Durch den Einsatz von —•Doppelsiebformern in der Papierherstellung kann die —> Zweiseitigkeit hinsichtlich verschiedener Papiereigenschaften (z.B. —> Glanz, —• Glätte) weitgehend vermieden werden, so dass der Begriff Schönseite seine Bedeutung verloren hat, sofern das Papier nicht auf einer konventionellen Langsiebmaschine mit einseitiger —• Entwässerung in der —• Siebpartie hergestellt worden ist. NE

Schöpfrand (deckle edge) —• Schöpftechnik

Schönungsmittel (toner) Schwarzen —• Druckfarben werden Schönungsmittel zugesetzt, um mehr Tiefe im Schwarz zu erzielen. Wird Farbruß (—• Ruß) alleine im Bindemittel dispergiert, so wirkt das gedruckte Schwarz bräunlich. Der Zusatz von Blaupigmenten, wie Miloriblau (Pariser Blau oder Berliner Blau, C.I. Pigment Blue 27), das meist verwendete anorganische Blaupigment, oder Reflexblau (C.I. Pigment Blue 56), bei der Dispergierung des Farbrußes führt zu einer Blauverschiebung des gedruckten Schwarz und bewirkt im Auge die Empfindung eines tieferen Schwarz. RO

Schöpfbütte (vat) —• Schöpftechnik

Schöpfrahmen (frame of the mold) —• Schöpftechnik

Schöpftechnik (Papier) (dipping technique) (paper) Die Schöpftechnik ist im alten China aus der —• Eingießtechnik heraus entwickelt worden. Aus dem Wassertrog, in dem das Sieb beim Eingießvorgang schwamm, wurde die Bütte, die eine stark verdünnte Faserstoffsuspension enthielt. Das Sieb wurde darin eingetaucht, und die Entwässerung vollzog sich beim Herausheben aus der Bütte. Das ursprünglich dazu verwendete chinesische Schöpfsieb bestand nur aus einem durch Querhölzer versteiften Holzrahmen, auf den man das flexible Bambus-Sieb (—»Filz, historisch) legte. Beim SchöpfVorgang wurde dieses links und rechts mit von den Daumen festgehaltenen kleinen Kanthölzern fixiert. Der Geschicklichkeit des Papierers war es überlassen, durch ein- oder mehrfaches Eintauchen die gewünschte Papierdichte zu erreichen, da die Fasersuspension jeweils über die offenen Seiten des Siebs abfloss. Bei der japanischen Ausführung eines solchen Siebs dient der das Bambussieb auf allen Seiten festklemmende Deckel nicht nur dem Zurückhalten der Fasern auf dem Sieb, sondern auch als Haltevorrichtung. Die meist großformatigen, schweren Siebe werden über Schnüre an einem oberhalb der Bütte befestigten federnden Ast aufgehängt, wodurch die Gewichtsbelastung beim Schöpfen entfallt. Bambussiebe sind sehr empfindlich und nützen sich schnell ab. Dies gilt auch für die aus Schilfrohr gefertigten arabischen Siebe, die den chinesischen

119 nahestehen. Sie werden je nach lokalen Verhältnissen nach der Eingießtechnik oder der Schöpftechnik benützt. Der Unterschied lässt sich in der Blattdurchsicht visuell feststellen. Beim Eingießen bilden die an der Eingießstelle angehäuften Fasern dunkle, ringförmige Stellen, während beim Schöpfen die Blattdicke gleichmäßiger erscheint und eher gegen eine Randzone heller oder dunkler wird, von den durch die Holzstreben des Rahmens verursachten „Schatten" abgesehen. Das europäische Schöpfsieb ist völlig anders konstruiert. Auf einem starken Holzrahmen, der durch Querhölzer versteift wird, ist ein Geflecht aus dünnem Kupfer- oder Messingdraht befestigt. Dazu kommt ein abnehmbarer, dünner Holzrahmen, der Deckel, dessen Höhe über dem Sieb der Höhe der das Blatt bildenden, festzuhaltenden Faserschicht entspricht. Damit lässt sich eine viel gleichmäßigere Blattdicke erzielen als mit dem fernöstlichen Sieb, da jeder SchöpfVorgang gleich viel Fasersuspension auf das Sieb bringt. Nur wenn die Stoffdichte in der Bütte sinkt, verringert sich die Blattdicke. Der unter dem Sieb befindliche Rahmen ist bewusst so hoch konstruiert, dass beim Emporheben der Schöpfform nach dem Eintauchen unterhalb des Siebs ein kurzzeitiges Vakuum entsteht, das den Entwässerungsvorgang fördert. Eine allfallige ungleiche Verteilung der Fasern auf dem Sieb kann durch Schütteln unmittelbar nach dem Herausheben der Schöpfform ausgeglichen werden. Das Schütteln dient auch der besseren Vernetzung der Fasern. Da über den Querstreben des Rahmens das Wasser langsamer entwässert, bildet sich dort auf dem Sieb eine geringfügig dichtere Faseranhäufung, die als sog. „Schatten" in der Durchsicht sichtbar wird. Zwischen dem Deckel und dem Sieb befindet sich ein minimaler Zwischenraum, der von Fasern am Rande des geschöpften Blatts unregelmäßig ausgefüllt wird. Diese „Bärte" bilden den Büttenrand, das Kennzeichen des echten Handbüttenpapiers. Der schöpfende Büttgeselle schiebt nach dem Schöpfen die volle Schöpfform auf dem „Brett" zum Gautscher und entfernt den Deckel. Dann nimmt er eine zweite Form, setzt

den Deckel auf und schöpft von neuem. In der Zwischenzeit hat der Gautscher die erste Form schräg an den „Esel" zum Entwässern gestellt und am Gautschstuhl auf einen Filz abgegautscht. So geht die Arbeit in raschem Takt zwischen Büttgeselle und Gautscher fort. TS

Schopper-Riegler-Wert (Schopper-Riegler number) Beim Schopper-Riegler-Wert handelt es sich um eine Kenngröße zur Charakterisierung des —• Entwässerungsverhaltens einer Faserstoffsuspension auf einem —• Sieb als Gewebe aus Kunststofffäden. Das Entwässerungsverhalten ist abhängig von der Feststoffkonzentration der Fasersuspension, der Viskosität des Wassers, der Oberflächenbeschaffenheit (spez. Oberfläche) der Fasern, der Porosität des sich bildenden Faservlieses (—• Quellungszustand) und der Druckdifferenz zwischen Oberseite des Filterkuchens und Unterseite des Siebs. Fasersuspensionen aus unterschiedlichen Faserstoffen und mit unterschiedlichem Mahlungszustand (—> Mahlung) zeigen somit ein verschiedenartiges Entwässerungsverhalten. Aus diesem Grund eignet sich der SchopperRiegler-Wert zur Beurteilung der mechanischen Behandlung der Fasern durch eine Mahlung. Der Schopper-Riegler-Wert wird daher auch als —• Mahlgrad bezeichnet. Das Verfahren zur Bestimmung des Schopper-Riegler-Werts ist in D I N ISO 5267 genormt. Das nach diesem Verfahren bestimmte Entwässerungsverhalten wird in SchopperRiegler-Einheiten [SR] angegeben. In der Tabelle sind für verschiedene Faserstoffe beispielhaft die Bereiche der entsprechenden SR-Werte dargestellt. Neben der Prüfung des Entwässerungsverhaltens nach dem Schopper-Riegler-Verfahren existiert ein weiteres genormtes Verfahren zur Bestimmung des Entwässerungsverhaltens von Faserstoffsuspensionen. Bei diesem Verfahren, das grundsätzlich in Nordeuropa und Nordamerika Anwendung findet, wird das Entwässerungsverhalten in Cana-

120 dian Standard Freeness-Einheiten (—> Canadian Standard Freeness) ausgedrückt. Faserstoff

Zellstoff: Ungemahlener Zellstoff Niedrig gemahlener Zellstoff Mittelmäßig gemahlener Zellstoff Hochgemahlener Zellstoff Extrem ausgemahlener Zellstoff Holzschliff: Grobschliff (z.B. Bierdeckel) Normalschliff (z.B. Zeitungsdruckpapier) Feinschliff (z.B. LWC-, SC-Papier) Altpapier: Deinkingstoff (D39) Gemischtes Altpapier Β12

0,01 und 0,07 % bei flächenbezogenen Massen von 20 bis 60 g/m 2 und Geschwindigkeiten bei 800 m/min sind möglich.

SRWert ISR1 13-17 20-25 30-40 50-60 80-90 40-60 60-75 70-80

60-65 35-40

Auf der Schrägsiebmaschine wird das nass gebildete Vlies (Fasern und —> Bindemittel) vorsichtig getrocknet und aufgerollt. Verschiedene Trocknungsarten, wie —• Kontaktund —> Konvektions- bzw. —• Durchströmtrocknung, werden eingesetzt. A u f Schrägsiebmaschinen werden z.B. Vliesstoffe (als Textilersatz, wie Servietten) oder —> Teebeutelpapier hergestellt. BU

Größenordnung der SR-Werte verschiedener Faserstoffe WS

Schrägsieb (inclined wire) —• Schrägsiebmaschine

Schraubenpresse (screw press) Eine Schraubenpresse ist eine Maschine zur —> Entwässerung von Stoffsuspensionen (—> Schneckenpresse). HO

Schrägsiebmaschine (inclined wire machine) Die ersten schräg geneigten Langsiebpartien wurden 1930 gebaut. Der Höhenunterschied der meist langsam ansteigenden Siebpartie betrug etwa 50 mm (Abb.). Bei grossen Spaltweiten im Stoffauflauf von 50 bis 70 mm konnte die Oberfläche der Suspension bei der Blattbildung am Sieb horizontal ohne Wellenbildung gehalten werden. Bei niedrigen —• Stoffdichten im Stoffauflauf, dies insbesondere bei Einsatz von langen Fasern (synthetischen Fasern) mit 20 mm Faserlänge und darüber, müssen noch größere Suspensionshöhen gefahren werden. Das Schrägsieb weist dann Neigungen von 10° bis 50° auf, so dass Stoffauflauf und Schrägsieb zu einer Einheit verschmelzen. Stoffdichten zwischen

Schreibmaschinenpapier (typewriter paper , typewriting paper) Papier mit einem hohen Widerstand gegen die mechanische Verletzung durch den Anschlag der Typen einer Schreibmaschine; Schreibmaschinenpapier muss radierfest und ausreichend geleimt sein und eine matte Oberfläche haben (DIN 6730). Schreibmaschinenpapiere gehören ebenso wie die Schreibpapiere zu den -> Büropapieren. Nach DEN 19307 werden sie je nach Einsatzgebiet in die Qualitätsklassen A, B, C und D eingestuft. Stoffzusammensetzungen, Herstellungsbedingungen und Qualitätseinstufungen sind gleich oder ähnlich zu denen von Schreibpapier. Die flächenbezogene Masse beträgt 30 bis 100 g/m 2 je nach Qualitätsklasse. Z.B. wird Schreibmaschinenpapier

121 der Qualitätsklasse D gemäß D I N 19307 mit einer flächenbezogenen Masse von 60 bis 80 g/m 2 nur für untergeordnete Anforderungen, z.B. als Aktenpapier, verwendet. Dagegen werden stofflich hochwertige, oft mit Wasserzeichen versehene Schreibmaschinenpapiere als Bankpostpapiere oder als Hartpostpapiere eingesetzt. RH

stufe Β mit hohen Anforderungen dagegen z.B. für Durchschlag-, Akten und Buchungspapier verwendet. Sie müssen aufgrund ihrer Verwendung höheren Anforderungen bezüglich ihrer Alterungsbeständigkeit (-> Alterung) entsprechen. Deshalb wird im Bedarfsfall die Lebensdauerklasse nach D I N 6738 zusätzlich festgelegt. RH

Schreibpapier (writing paper , writing) Papier beliebiger Stoffzusammensetzung, das sich zum beidseitigen Beschreiben mit Tinte einwandfrei eignet (Bestimmung der Beschreibbarkeit gemäß D I N 53126); die Oberfläche soll der Schreibfeder einen möglichst geringen Widerstand leisten, also ausreichend fest und glatt sein; die Schriftzüge dürfen weder auslaufen noch durchschlagen (DIN 6730). Schreibpapiere gehören ebenso wie Schreibmaschinenpapiere zur Gruppe der Büropapiere gemäß D I N 19307. Sie sind weiß, zartgetönt oder farbig, ungestrichen bzw. unbeschichtet, z.T. optisch aufgehellt ( - • optische Aufheller) und werden je nach Anwendungsgebiet in den Qualitätsklassen A, B, C und D gefertigt. Sie müssen jedoch alle eine gute Masse- und Oberflächenleimung aufweisen, radierfest sein und eine glatte, aber matte Oberfläche besitzen. Klangharte, griffige Schreibpapiere hoher Qualität werden aus hochwertigen - • Z e l l stoffen, evtl. unter Zusatz von Strohzellstoff oder Hadern hergestellt. Der maximale Füllstoffgehalt beträgt 10 bis 12 %. Holzfreie Papiere dürfen bis 5 % verholzte (-» Holzschliff) Fasern enthalten. Sie werden ausschließlich auf Langsiebpapiermaschinen gefertigt. Die maschinenglatten oder mattsatinierten Papiere mit einer flächenbezogenen Masse von 60 bis 140 g/m 2 werden z.T. auch mit Wasserzeichen und mit speziellen Prägungen (z.B. Hammerschlag- oder Leinenprägung) (-> Prägen) versehen. Schreibpapiere der Qualitätsstufe A mit höchsten Anforderungen werden z.B. für Grundbücher, Personenstandsbücher, Urkunden oder Akten; Papiere der Qualitäts-

Schrenz (bogus, gray wrap) Bei Schrenz (auch Schrenzpapier) handelt es sich um eine historische, aber noch übliche Bezeichnung für Papiere, die aus —• gemischtem Altpapier zur Erzeugung von Beuteln (z.B. Spitztüten für Obst) oder als —• Deckenpapiere für die Wellpappenindustrie im unteren Qualitätsbereich mit einer flächenbezogenen Masse ab 80 g/m 2 hergestellt werden. GG Schrumpfen (shrinking) Im Ausrüstungsbetrieb von Papier- und Kartonfabriken versteht man unter Schrumpfen das Einhüllen von Rollen, eingeriesten Formaten bzw. Formatstapeln auf Paletten in PESchrumpffolie. Die Foliendicken (meist recyceltes PE-Material) liegen bei 20 bis 200 μηι. Nach der Erwärmung schrumpft die Folie (Folien-Hauben vorwiegend mono-, Flachfolien meist biaxial), zieht sich dabei um die Rolle bzw. den Stapel stramm und bildet dadurch eine feste, transportsichere und klimadichte Verpackung. Die weitgehend automatisierten Schrumpfanlagen (z.B. Haubenverpackungsanlagen) leisten je nach System 60 bis 120 Paletten/h. Der Formatstapel steht auf einer mit der Bodenfolie abgedeckten Palette. Von beidseitig neben dem Palettentransporteur angeordneten Folienrollen werden Folienbahnen abgezogen und mittig verschweißt. In den so gebildeten Folienvorhang fährt die Palette hinein und zieht die Folienbahnen mit. Hinter der Palette wird der Folienvorhang zusammengeführt, mit einer Doppelnaht verschweißt und zwischen den beiden Nähten getrennt. Die oben überstehende Folie wird

122 eingefaltet und durch einen Schweißstempel fixiert, bevor die Deckfolie aufgelegt, eingefaltet und ebenfalls befestigt wird (die Deckfolie kann auch vor der Umfolie aufgelegt werden). Die nun lose in Folie gehüllte Palette wird in den Schrumpfofen, Tunnelofen oder Schrumpfrahmen gefahren und dort auf 160 bis 200° C erwärmt. Beim Abkühlen schrumpft die Folie und bildet die feste Verpackung. Andere Systeme verwenden Folienhauben oder Seitenfaltenschläuche, die über die Palette bzw. das zu verpackende Gut gestülpt und z.B. durch ein Schrumpfrahmen-System erwärmt werden, wobei „Unterschrumpfung" zur Ladungssicherung und spezielle Techniken (Hochregallagerschrumpfungen) sowie Schrumpfungen für thermisch empfindliche Güter realisiert werden können. Rollen oder Paletten können auch mit dehnoder schrumpfbaren PE-Flachfolien im Einfach» bzw. Kreuzverbund umwickelt (banderoliert) werden. Das erfolgt in Wickelmaschinen mit stationärer Beladung und - am Dreharm bzw. Laufring - kreisenden Folienrollen, oder indem die auf- und abwärts geführte Folie das Gut auf einem Drehteller umhüllt. Bei der axialen Folienumhüllung von Rollen rotieren diese auf Tragrollen im Drehteller. Auch die radiale Umhüllung von Rollen (incl. —• Stirndeckel und —> Kantenschutz) in Flachfolien ist eine gängige Verpackungsart. Eingeschrumpfte Paletten erhalten oft noch eine Packbrettabdeckung und eine Umreifung mit Stahl- oder Kunststoffband (—> Umreifungsmaschine) als zusätzliche Transportsicherung. SZ

Schrumpfsieb (fabric sleeve , shrink wire) Schrumpfsiebe haben die Funktion, auf Presswalzen in der —> Pressenpartie von Papiermaschinen Platz für das mit den Pressfilzen (—> Nassfilze) ausgepresste Wasser zu schaffen. Ihr Namen weist auf die Montage hin: Es wird ein Schlauch aus Kunststoffgewebe hergestellt, dessen Umfang wenig größer als der der Presswalze ist, so dass er problemlos über die Walze gezogen werden

kann. Dann wird durch heißes Wasser, Dampf oder IR-Strahler der Schrumpf der Kunststoffmonofilamente (—> Monofilamente) ausgelöst, so dass das Schrumpfsieb fest auf der Walze sitzt. Schrumpfsiebe werden nur noch selten eingesetzt. Ihre Funktion wird meist durch gebohrte oder gerillte Walzen (—• Rillenpresse) erreicht. AL

Schrumpfsiebpresse (fabric sleeve press , shrink wire press) Statt eines zusammen mit dem —> Filz umlaufenden Siebes (—• Siebpresse) erhält bei der Schrumpfsiebpresse die filznahe —• Presswalze der —> Pressenpartie einer Papiermaschine ein Siebschlauchgewebe als Uberzug (Abb.). Der Siebschlauch ist diagonal gewoben und von solchem Kunststoffmaterial, dass er nach Bezug der Presswalze durch Wärmebehandlung (heißes Wasser oder Fön) auf die Presswalze aufschrumpft und damit festsitzt. Die offenen Enden erhalten einen Gewebeverschluss.

Die EntwässerungsWirkung entspricht derjenigen der Siebpresse, jedoch ist die Entwässerung des aufgeschrumpften Siebschlauchs selbst schwieriger. Damit werden die Entwässerungskapazität geringer und die Gefahr der Verschmutzung größer. Die kleine umlaufende Siebfläche des Siebschlauchs hat im

123 Vergleich mit der Siebpresse eine bedeutend verminderte Laufzeit. Die Bedeutung der Schrumpfsiebpresse ist heute gering, nachdem höhere Entwässerungsleistungen durch Rillen (—» Rillenpresse) oder Blindbohrungen von Walzen und Bezügen von Presswalzen erreicht werden, verbunden mit dem Vorteil höherer Standzeiten der Presswalzen. KL

Schrumpfung (shrinkage) Bei der Feuchtigkeitsabgabe (Desorption) schrumpfen einzelne —• Papierfasern um 1 bis 2 % in —• Faserlänge und um bis zu 30 % in der Dickenrichtung. Dagegen ist die Hauptschrumpfung von Papier proportional zur longitudinalen Kürzung der Fasern, die an den fixierten Faserkreuzungspunkten eine Mikrokompression erfahren. Die Schrumpfung von Papier hängt von folgenden Faktoren ab: • •

•

•

Schrumpfungsvermögen der Fasern Materialwiderstand der Fasern gegen die Schrumpfungskräfte (axiale Kompression der Fasern) Stärke und Anzahl der Faserbindungen, die während der —• Trocknung gebildet werden Faserfibrillierung (—• Fibrillieren).

Fasern mit einem hohen Gehalt an —> Hemicellulosen, geringem Ligningehalt (—* Lignin) und hohem —• Mahlgrad besitzen ein hohes Schrumpfungspotential. In der —> Trockenpartie von Papiermaschinen wirken den —> Schrumpfungen in der —• Längsrichtung Zugspannungen entgegen, um Bahnflattern und eine blasige Papieroberfläche (—> Cockling) zu verringern sowie ein Ablösen der an Walzen und Zylinderoberflächen anhaftenden Papierbahn zu ermöglichen. Daraus resultieren zwischen Einlauf Trockenpartie bis Bahnaufrollung (—•Poperoller) Papierlängsdehnungen von etwa 5 %, wovon auf Kosten von —• Bruchdehnung und —* Berstfestigkeit die —• breitenbezogene Bruchkraft (—• Reißlänge), die —• Dimensionsstabilität und —> die Biegesteifigkeit in

Längsrichtung des Papiers profitieren. Quer zur Papierbahn kommt es zur —> Querschrumpfung um mehrere Prozent, bezogen auf die Papierbahnbreite bei Einlauf in die Trockenpartie. PR

Schuhpappe (shoe board) Feinpappe, geeignet zur Herstellung von Schuhbestandteilen mit besonderen Eigenschaften, wie z.B. Zähigkeit, Biegsamkeit, Beständigkeit gegen Feuchte (DIN 6730). Schuhpappe ist eine stark verdichtete, steife Wickelpappe mit besonderer Zug- und Berstfestigkeit, die naturfarbig oder eingefarbt (oft braun) ist. Sie wird bei der Schuhfabrikation, insbesondere bei billigeren Schuhen, als Lederersatz, z.B. für die Herstellung von Brandsohlen, Schuhkappen, Gelenkstücken und Absätzen, verwendet. Als Faserstoff wird vorwiegend holzfreies und fullstoffarmes Altpapier verwendet. Die Pappe muss stark geleimt und wasserfest ausgerüstet sein, um unter dem Einfluss von Fußschweiß und Feuchtigkeit sich nicht zu spalten und zu verformen. Die prägefähigen Pappen mit bestimmter Dicke werden durch Satinage stark verdichtet (bis zu einer Rohdichte von 1,25 g/cm 3 ). Die flächenbezogene Masse beträgt 450 bis 5 000 g/m 2 . RH

Schuhpresse (extended nip press , shoe press) Durch den Austausch einer Walze eines konventionellen Presswalzenpaars durch einen sog. Druckschuh, der eine größere Berührungsfläche im Pressspalt und damit eine längere Presszeit ermöglicht, wird in der —• Pressenpartie von Papier- oder Kartonmaschinen eine Walzenpresse in eine Schuhpresse umfunktioniert. Dank der Erhöhung der Presszeit wird der die Entwässerung maßgeblich bestimmende —• Pressimpuls beträchtlich erhöht, woraus höhere Trockengehaltssteigerungen der Papierbahn resultieren. Abb. 1 zeigt die Kenngrößen von Schuhpressen. Das unter —> Linienkraft ölbeaufschlagte Anpresselement drückt den

124

Bahngeschwindigkeit

ben. Zu beachten sind die beachtliche Steigerung des Trockengehalts, die als Folge stärkerer Verdichtung beeinflussten Papiereigenschaften sowie Rückbefeuchtungseffekte bei geringer —» flächenbezogener Masse und Doppelfilzbespannung.

Der Antrieb des Mantels der mit Schuh versehenen „Walze" erfolgt Linienkraft durch Mitnahme durch die zylindrische, glatte Oberwalze. Die „Walze" Linienkraft mit Schuh kann entweder als OberPreßimpuls = Druck χ Zeit = Bahngeschwindigkeit oder Unterwalze angeordnet werden. Abb. 1 : Kenngrößen einer Schuhpresse Durch den im Vergleich zu Walzenpressen höheren Trockengehalt nach der Schuhpresse um 5 bis 8 % ergeben sich Druckschuh gegen Ölschmierfilm, PressDampfeinsparungen und weniger Abrisse in mantel, —• Filz, Papierbahn und obere Presswalze. Der sich im —•Pressnip aufbauende der —> Trockenpartie oder aber eine höhere Druck ist als Druckverlauf über der PresszoPapiermaschinenproduktion bei gegebener nenlänge aufgetragen. Die Fläche unter der Trockenpartie. Die hohen Trockengehalte Druckkurve entspricht dem Pressimpuls. Honach der Pressenpartie mit Schuhpresse sind he Druckspitzen verursachen ggf. ein Verbei Papiermaschinen mit sehr hohen Gedrücken der Papierbahn. Abb. 2 und 3 zeigen für einen hydrodynamischen Druckprofil ohne Drucktasche und für einen hydrostatischen Schuh den Druckverlauf im Pressspalt. Der Pressmantel wird z.T. in endloser Bahn, zumeist aber als Schlauch (—• Belt) zur Annahme einer zylindrischen Form ausgeführt. Mantelmaterihydrodynamischer Schuh al ist Polyurethan mit Stützgewebe. Der Schlauch ist seitlich meist durch Abb. 3: Hydrodynamischer Schuh kreisrunde Deckel abgedichtet, die schwindigkeiten notwendig, um Dehnungen zentrisch gelagert sind und gleichzeitig den der Papierbahn (Falten, Abrisse) im Anseitlichen Austritt von Druck-, Schmier- und fangsteil der Trockenpartie zu vermeiden, Kühlöl aus dem Inneren der Walze verhinselbst bei —• einreihigen Trockenpartien (Padern. piermaschinengeschwindigkeiten z.B. 1 700 Die Einsatzmöglichkeiten von Schuhpresm/min). KL sen sind bei nahezu allen Papiersorten gegeEinfluß von Drucktaschen auf das Druckprofil

Weg

Abb. 2: Hydrostatischer Schuh

hydrostatischer Schuh

Schuhpressfilz (extended nip press felt) Die Schuhpressfilze bilden eine Untergruppe der —• Nassfilze zur Entwässerung der feuchten Papierbahn in der —• Pressenpartie von Papiermaschinen. Die Konstruktion der Schuhpressfilze ist stark von der zu fertigen-

125 den Papierqualität (Verpackungspapiere oder grafische Papiere) und der Position (erste oder letzte Presse) abhängig. Die bei den —> Schuhpressen anzutreffenden hohen —> Linienkräfte sind jedoch ein geringeres Problem für die Filzkonstruktion, da die —• Pressdrücke niedriger als bei konventionellen Walzenpressen mit ihrem schmalen —• Pressspalt sind. Deshalb werden auch bei Schuhpressfilzen längere —> Filzstandzeiten bei geringeren Substanzverlusten als bei Walzenpressen erreicht. Filzbedingte Vibrationen einer Schuhpresse kommen praktisch nicht vor. AL

Schulheft (exercise book) Die ursprüngliche Form eines Schulhefts besteht aus mehreren, in Einbruchfalzung gefalzten Papierbogen, in der Regel liniert oder kariert vorbedruckt und ist mit einem Kartonumschlag versehen. Im Falz wird das Schulheft entweder mittels Faden oder mit Drahtklammern geheftet (—* Heften). Mittlerweile haben viele Formen des Schulhefts Einzug gefunden, z.B. College-Blocks, die durch eine Perforation (—• Perforieren) das saubere Heraustrennen von Einzelblättern erlauben. Schulhefte werden in der Regel, zumindest im europäischen Raum, in den —> Formaten D I N A4 oder D I N A5 hergestellt. MZ

Schuppenanleger (stream feeder) —• Bogenanleger

Schüttgewicht (bulk weight) Das Schüttgewicht ist das volumenbezogene Gewicht bzw. die volumenbezogene Masse eines Schüttguts (Einheit: z.B. kg/m 3 ), das porös, faserig, körnig oder grobstückig sein kann. Das Schüttgewicht ist nicht zu verwechseln mit dem Rüttelgewicht oder dem Stampfgewicht, die definitionsgemäß höhere Werte als das Schüttgewicht ergeben.

Das Schüttgewicht ist z.B. bei der Lagerung von —• Hackschnitzeln in - » Piles oder von losem —• Altpapier im —• Altpapierlager von Papierfabriken als volumenbezogene Masseneinheit relevant. Einige Beispiele für Schüttgewichte: Fichtenhackschnitzel : ca. 175 kg/m 3 Buchenhackschnitzel : ca. 225 kg/m 3 1 100 kg/m 3 Steinkohle: Koks: 500 kg/m 3 500 kg/m 3 Stärke: ca. 1 150 kg/m 3 Filterkies: 1 180 kg/m 3 Kaolin: EI Schüttvolumen (bulk volume) Das Schüttvolumen ist der Kehrwert des —> Schüttgewichts und meint den Rauminhalt eines Schüttguts, den eine bestimmte Masse (z.B. 1 kg) dieses Schüttguts einnimmt (Einheit: m 3 /kg). Darin werden auch alle Hohlräume und Poren der Schüttung bzw. des Schüttguts berücksichtigt. EI

Schutzvorrichtung (safety guard) Jede —» Rollenschneidmaschine ist mit verschiedenen Schutzvorrichtungen versehen, die zum Schutz des Bedienungspersonals vor Verletzungen und Unfällen dienen und gesetzlich vorgeschrieben sind. Diese Schutzvorrichtungen sind z.T. fest angebracht und dürfen nur vom Wartungspersonal entfernt werden. Andere Schutzvorrichtungen können für Servicearbeiten oder zur Abfallentfernung geklappt oder geöffnet werden. Sie sind deshalb mit Endschaltern oder Lichtschranken ausgestattet, mit deren Unterbrechung der Antrieb der Rollenschneidmaschine sofort ausgeschaltet wird. Ein Wiedereinschalten ist nur unter besonderen Sicherheitsbedingungen möglich. KT

126 Schutzwald (protection forest) Im Schutzwald sind zur Abwehr oder Verhütung von Gefahren und erheblichen Nachteilen fur die Allgemeinheit bestimmte (forstliche) Maßnahmen durchzufuhren oder zu unterlassen. Eine Erklärung zu Schutzwald kommt insbesondere zum Schutz gegen schädliche Immissionen, Erosion durch Wasser und Wind, Austrocknung und schädliches Abfließen von Wasser und Lawinen in Betracht (§ 12 Bundeswaldgesetz). Nach Landesrecht kann Wald auch ohne behördliche Erklärung allein aufgrund seiner Lage als Schutzwald gelten. So sind z.B. in Bayern generell die Hoch- und Kammlagen der Alpen und Mittelgebirge sowie Steilhänge ab etwa 35° Neigung als Schutzwald eingestuft. Wichtige Arten von Schutzwald sind: • Wasserschutzwald zur Reinhaltung des Grundwassers und Verstetigung der Wasserspende • Bodenschutzwald zum Schutz vor Bodenerosion, Steinschlag und Muren • Lawinenschutzwald, um die Entstehung von Lawinen und Schneerutschen zu verhindern bzw. bereits abgehende zu lenken, bremsen und zum Stillstand zu bringen • Klimaschutzwald, um Wohnstätten und landwirtschaftliche Kulturen vor Kaltluft und nachteiligen Windwirkungen zu schützen und den Luftaustausch benachbarter Siedlungsbereiche zu verbessern • Immissionsschutzwald, um Wohn-, Arbeits« und Erholungsbereiche vor Lärm, Staub, Aerosolen, Gasen und Strahlen durch Ausfilterung und Absorption zu schützen • Sichtschutzwald, um das Landschaftsbild störende Objekte zu verdecken • Nachbarschaftsschutzwald, um benachbarte Waldbestände temporär vor Sturmschäden zu schützen. Ein Kahlhieb oder ein in der Wirkung vergleichbarer Eingriff im Schutzwald bedarf der Genehmigung. Die Erlaubnis zur Rodung

von Schutzwald wird nur unter besonders streng formulierten Voraussetzungen erteilt. WE Schwach geleimt (soft sized) —> Leimungsgrad

Schwachholz (thinnings) —> Industrieholz

Schwarze Strahlung (black body radiation , cavity radiation) Bei der Schwarzen Strahlung handelt es sich um die Strahlung eines —> Schwarzen Körpers. Eine gute Annäherung an den Schwarzen Körper ist ein Hohlraum mit einer kleinen Öffnung. Diese Konstruktion bewirkt, dass in den Körper eintretendes Licht im Inneren durch Mehrfachreflektionen an den Wänden so stark geschwächt wird, dass die aus der Öffnung wieder austretende Strahlung nahezu gleich 0 ist. Die Strahlung, die aus diesem Körper austritt, ist praktisch mit der Strahlung des absolut Schwarzen Körpers gleicher Temperatur identisch. Man bezeichnet sie als Schwarze Strahlung oder Hohlraumstrahlung. Im Planck'sehen Strahlungsgesetz ist beschrieben, wie die spektrale Verteilung dieser Strahlung von der Temperatur abhängig ist. Eine in DIN 5031-8 gegebene Formel für die spektrale Strahldichte LeX,s(T) lautet: c-

(

(T)=c

ι

mit ci = 2-7C-h-c2 [J· s'1· m 2 ]

c 2 = h-c-k"1 [m-K]

h = 6,626 10' 34 [J-s]

e

2

η λ τ

V- 1

-1

• π-ι Ω -ι

1. Konstante des Planck'schen Strahlungsgesetzes 2. Konstante des Planck'schen Strahlungsgesetzes Planck'sches Wirkungsquantum

127 λ [m] Wellenlänge 23 1 k = 1,38066·IO" [J-K' ] BoltzmannKonstante c = 2,99793· 108 [m-s' 1 ] Lichtgeschwindigkeit im Vakuum Τ [Κ] Temperatur η Brechzahl des umgebenden Mediums (= 1 gesetzt) Ωο = 1 [sr] Einheitsraumwinkel Die Abbildung stellt diesen Zusammenhang für Schwarze Strahler mit 3 200 K, 3 800 Κ und 4 400 Κ dar.

I

20000

1 CO

%

1 I

10000

00

1000

2000

Wellenlänge λ [nm]

Wellenlängenabhängige Strahlungsdichte Planck'scher Strahler bei Temperaturen von 3 200 K, 3 800 Κ und 4 400 Κ im Bereich von 0 bis 2 500 nm

Man erkennt, wie sich temperaturabhängig nicht nur die Intensität der spektralen Strahldichte, sondern auch deren Verteilung ändert. Besonders deutlich wird das an den Maxima der Kurven, die mit steigenden Temperaturen immer weiter zu kurzen Wellenlängen hin wandern. Diese Eigenschaft ist als W i e t sches Verschiebungsgesetz bekannt. Sie erklärt, warum z.B. Glühlampenlicht rötlicher wirkt als Sonnenlicht. Die Oberflächentemperatur der Sonne beträgt ca. 5 800 K, eine Temperatur, bei der Glühlampenfaden aus Wolfram längst geschmolzen sind. Folglich werden diese bei niedrigeren Temperaturen betrieben, bei denen die spektrale Intensitätsverteilung stärkere Anteile im roten Bereich des —> sichtbaren Spektrum aufweist als das Sonnenlicht. UR

Schwärzen (smoking) Schwärzen einer Tiefdruckplatte (künstlerischen) —• Gravur.

vor der DO

Schwarzer Körper (black body) Ein Schwarzer Körper ist ein idealer Temperaturstrahler, da er alle elektromagnetische Strahlung absorbiert und in Wärme verwandelt, so dass die von ihm emittierte Strahlung in ihrer Zusammensetzung derjenigen eines Planck'sehen Strahlers entspricht (—• Schwarze Strahlung). Eine gute praktische Annäherung an einen Schwarzen Körper stellt ein Hohlraumstrahler dar. Ausgeführt als Zylinder mit kleiner Öffnung, elektrisch beheizt und gut isoliert, werden die in die Öffnung eintretenden Strahlen im Inneren über Mehrfachreflexionen und -Streuungen an den Wänden durch die bei jeder Reflexion stattfindende Absorption stark geschwächt. Praktisch gelangt kein nennenswerter Anteil der eintretenden Strahlung wieder nach außen. Die bei elektrischer Beheizung aus diesem bestmöglichen Schwarzen Körper austretende Strahlung bezeichnet man als Hohlraumstrahlung oder Schwarze Strahlung. Sie wird wegen der berechenbaren Strahlungsverteilung als Eichnormal für —• Lichtquellen benutzt. UR

Schwarzlauge (black liquor) Als Schwarzlauge wird vorrangig die —• Ablauge der —> Sulfatkochung am Ende des Kochprozesses (—> Kochen) bezeichnet, die im —• Kocher bzw. der ersten Waschstufe vom —• Zellstoff separiert wird. Die aus den —> Hackschnitzeln herausgelösten, teilweise kondensierten Ligninfragmente (—•Lignin), verleihen der Schwarzlauge ihre charakteristische dunkelbraune Farbe. Schwarzlauge ist ein sehr komplexes Stoffgemisch, dessen Zusammensetzung vom eingesetzten Rohstoff (—>Holz, —• Einjahrespflanzen), dem jeweiligen —• Kochregime

128 flüssigkeit eingesetzt werden. Der Kreislauf kann erneut beginnen. Aus wirtschaftlichen Gründen wird häufig ein Teil der Schwarzlauge anstatt —> Frischwasser der Weißlauge zur Einstellung des gewünschten Flottenverhältnisses beim Aufschluss (Kochen) zugesetzt. Damit können der verbleibende Restchemikalien- und Wärmegehalt der Schwarzlauge für die Kochung genutzt und gleichzeitig der Trockengehalt der Schwarzlauge nach der Kochung erhöht und damit die Eindampfanlage entlastet werden. Viele modifizierte Sulfatzellstoffverfahren, die oft die Prinzipien der verstärkten —> Delignifizierung nutzen, setzen die Schwarzlauge beim Aufschluss auch in anderer Weise ein. Schwarzlauge kann dabei zur Imprägnierung der Hackschnitzel, als heiße bzw. warDie wesentlichsten anorganischen Beme Lauge für Austauschvorgänge während standteile der Schwarzlauge sind die Restdes Aufschlusses und zur Verdrängung sowie chemikalien Natriumhydroxid (NaOH) und —> Natriumsulfid (Na 2 S), —> Natriumcarbonat zum Reaktionsabbruch am Ende der Kochung (Na 2 C0 3 ) sowie —• Natriumsulfat (Na 2 S0 4 ). bzw. Realisierung einer ersten Waschstufe im Die durch —• Wäsche (Zellstoff) erfasste Kocher genutzt werden. Diese Verfahrensführung wird auch als —• Mehrstufenkochung Schwarzlauge, die einen Feststoffgehalt von 12 bis 22 % aufweist, wird in einer bezeichnet. AR —• Eindampfanlage je nach Verfahren konventionell auf Trockengehalte von mindestens 65 % aufkonzentriert, wobei 75 bis 80 % Schwarzlaugeneindampfung technisch möglich sind. Die aufkonzentrierte (black liquor evaporation plant) Schwarzlauge wird als —> Dicklauge be- - > Eindampfanlage zeichnet. Bei der anschließenden Verbrennung im Sodakessel werden der Heizwert der organischen Substanz energetisch genutzt Schwarzsatinage sowie Natriumcarbonat und Natriumsulfid (calender blackening) gebildet. Die im Sodakessel (—• RückgewinBei starker —> Satinage von ungestrichenen nungskessel) gebildete Schmelze (850 bis holzhaltigen —> SC-Papieren und gestriche860° C) wird in Wasser gelöst. Diese Lösung nen holzhaltigen —• LWC-Papieren kommt es wird —• Grünlauge genannt. In der nachfolim Papierblatt infolge hoher lokaler Vergenden —• Kaustifizierung erfolgt die Umsetdichtungen zu reduzierten lichtstreuenden zung des Natriumcarbonats mithilfe von CalGrenzflächen zwischen Fasern, —> Füllstoffen ciumhydroxid (Ca(OH) 2 ) zu —> Natronlauge. bzw. —• Pigmenten und Luft, woraus bei Betrachtung im Durchlicht transparente Stellen im Blattgefuge resultieren. Sie treten vorN a 2 C 0 3 + Ca(OH) 2 2 NaOH + CaC0 3 nehmlich an Faserkreuzungspunkten auf, die Nach Klärung und Einstellung der geals lokale Stellen erhöhter —• flächenwünschten Chemikalienkonzentration sowie bezogener Masse den größten Druckspandes Hydromoduls (Flottenverhältnis) kann nungen im —• Kalander ausgesetzt sind. Mit die so gewonnene —> Weißlauge als —• Koch- dem bloßen Auge, dessen Auflösevermögen auf etwa 50 μηι begrenzt ist, glaubt man, im

und dem dabei erzielten Aufschlussgrad (—• Kappa-Zahl) abhängt. Sie enthält als organische Bestandteile neben Alkalilignin unter anderem Abbauprodukte der —• Hemicellulosen, —> Cellulose, die Natriumsalze von —> Essig-, Ameisen- und verschiedener Carbonsäuren, geringe Mengen Extraktstoffe, —• Methanol und Schwefelverbindungen (z.B. —• Mercaptan, —• Schwefelwasserstoff). Die Reaktionsprodukte der Holzfette (Triglyceride) scheiden sich aus der voreingedampften Schwarzlauge als sog. Seife ab. Nach erfolgter Reinigung der Sulfatseife wird mit —> Schwefelsäure auf pH 3,5 bis 4 angesäuert und so das Rohtallöl erzeugt. Durch Rektifizierung gewinnt man daraus neben anderen Fraktionen (—• Fettsäure, —> Harzsäure, Pech) das destillierte —• Tallöl.

129 Durchlicht allerdings ganze transparentisierte Fasern bzw. Faserregionen zu erkennen. Die im Durchlicht transparenten Stellen erscheinen im Auflicht dunkel, da das Licht transmittiert und nur zu einem geringen Teil reflektiert wird. Das Papier hat daher ein „graues", geflecktes Aussehen. Dieses Phänomen wird mit dem Begriff Schwarzsatinage umschrieben. Der Druckprozess (—• Drucken) verstärkt das Erscheinungsbild der Schwarzsatinage, da auf dem Papier aufgetragene —•Druckfarbe, besonders in dunklen —• Volltonflächen, an den transparenten Stellen zwangsläufig stärker durchscheint. Eine geringe durchschnittliche —> Opazität des Papiers betont den Grauschleier zusätzlich. Auch —• Tonen bewirkt neben einem weiteren Helligkeitsabfall (—> Helligkeit) eine Verstärkung des Schwarzsatinageeffekts. Die Bewertung der Schwarzsatinage wird in der industriellen Praxis visuell oder mittels Bildanalyse vorgenommen. Unabhängig davon, ob SC-Papiere auf —> Hybrid- oder —> Gapformer oder einer —• Langsiebmaschine hergestellt werden, können sie teilweise eine deutliche —• Zweiseitigkeit aufweisen. Bei diesen Papieren korrelieren aufgrund der hohen Verdichtung —> Glanz (nach Lehmann), —• Glätte (als KLGlätte) und scheinbare —> Dichte am engsten mit der Schwarzsatinage. Entscheidende Einflussgrößen auf die Schwarzsatinage sind der Füllstoffgehalt und der Feuchtegehalt des Papiers beim Satinieren, Kalanderwalzentemperatur, Kalanderwalzenbezug (—> Kalanderwalze) und —• Linienkraft in den —• Nips der Kalanderwalzen. PR

Schwärzung (density) Im engeren Sinne wird der Begriff meist für die —> optische Dichte D0PT einer entwickelten Filmschicht verwendet. Er findet häufig Anwendung bei der Beschreibung der Auswirkung der —• Belichtung eines Films. Die Schwärzung S ist der negative dekadische Logarithmus der Filmtransparenz τ:

S = -log 1 0 (x) Stellt man die Schwärzung D als Funktion der Belichtung Η dar, erhält man die Schwärzungskurve. Diese weist einen charakteristischen mittleren linearen Teil auf, der als Normalbelichtung bezeichnet wird (Abb.). In diesem geradlinigen Teil soll die Vorlage wiedergegeben werden.

Grundschleier

[7

Solaris

ι

L

ation

Ig Belichtung Η

Schwärzungskurve ftir Filmmaterial

Bei zu kleinen und zu hohen Belichtungszeiten weist die Kurve ein nichtlineares Verhalten auf, das als Schwarzschildeffekt bezeichnet wird. Die wieder abfallende Schwärzung bei zu starker Belichtung ist der Bereich der Solarisation. UR

Schwärzungsmessung (densitometry) Die Schwärzungsmessung an Durchsichtsvorlagen erfolgt wie die Messung der —• optischen Dichte mit dem —• Densitometer, bei Filmen speziell mit dem Durchlichtdensitometer. Bei Reprofilmen wird neben der Bestimmung der optischen Dichte des transparenten Films sowie der Volltondichte auch die Bestimmung einer mittleren Dichte in Rasterfeldern durchgeführt. Die Schwärzungsmessung des transparenten Films und der voll geschwärzten Schicht

130 des Films dient der Kontrolle einer korrekten —• Belichtung und Entwicklung. Die Schwärzungsmessung in den Rasterfeldern dient der Kontrolle der Linearität des Filmbelichters bzw. der Tonwertwiedergabe (—> Tonwert). UR Schwärzungsumfang (latitude of density) Der Schwärzungsumfang AS ist die Differenz AD zwischen maximaler und minimaler —• optischer Dichte eines schwarz-weißen Aufsichts- oder Durchsichtsbilds.

Τρτ· TFp:

transparenter Film (ideal: τ belichteter Film (ideal: τ = 0)

gerade TMIN u n d TMAX· TMIN = ΦΜΙΝ · XFP + ( 1 - ΦΜΙΝ) · ÎFT ΧΜΑΧ= ΦΜΑΧ* XFP+ ( 1 - φΜΑχ) ' ^FT

Mit Einsetzen der o.a. Werte für TFT = 1 und xFp = 0 folgt für die Dichtedifferenz AD: Λ

AS = AD = D M A X --'MIN D]

-log

λ ΨΜΑΧ ^ " ΦΜΙΝ

In der Vorlage liefert der Schwärzungsumfang einen wichtigen Hinweis auf die Eignung der Vorlage zur tonwertrichtigen Reproduktion (—• Tonwert). Im gerasterten Film ist die —> Schwärzung im Bereich der kleinsten negativen und positiven Punkte interessant, weil sie die rasterbedingten Einschränkungen des Schwärzungsumfangs aufzeigt. So ist es z.B. im —> Offsetdruck aus drucktechnischen Gründen üblich bzw. notwendig, einen kleinsten Rasterpunktdurchmesser nicht zu unterschreiten, weil sonst die Gefahr besteht, dass dieser nicht mehr einwandfrei übertragen wird. Das zufallige Fehlen von —•Rasterpunkten oder Rasterpunktgruppen ist als Tonwertabriß sehr auffallig und ein Fehler im Druckprodukt. Ebenso sollen im Bereich hoher Dichte ungesteuerte Tonwertänderungen vermieden werden, wie sie durch das Zulaufen kleinster freistehender Negativpunkte auftreten können. Es gibt daher einen kleinsten bzw. größten Tonwert, den man nicht unter-/überschreitet und dessen absoluter Wert durch die technischen Randbedingungen des —• Druckverfahrens bzw. —> Bedruckstoffs gegeben ist. Das folgende Beispiel soll die Einschränkung des Dichtumfangs zeigen. Mit Flächendeckung Flächendeckung

1)

ergeben sich für die mittleren Transmissions-

AD =

ΦΜΙΝ: minimale ΦΜΑΧ- maximale

=

(5%) (95%)

Setzt man die o.a. Werte ein, ergibt sich für AD: AD = 1.28 Das ist eine beträchtliche Einschränkung, bedenkt man, dass Reprofilme üblicherweise mit einer Dichtedifferenz zwischen dem transparenten Film und voll geschwärztem Film von AD = 3 bis 4 aufwarten können. Ebenfalls beträchtlich ist die Einschränkung hinsichtlich vieler Vorlagen. Dichteumfange von 1.4 bis 2 bei Schwarz-Weiß-Fotografien und solche bis über 3 bei Diapositiven sind drucktechnisch schon im Reprofilm nicht korrekt wiederzugeben. Der Dichteumfang im —• Druck wird nochmals verringert durch die je nach Bedruckstoff im Vergleich zum Reprofilm deutlich geringere Dichte der Rasterpunkte. UR

Schwebetrockner (airborne web-dryer , air-float dryer) Schwebetrockner zählen zu den —• Konvektionstrocknern und werden vorwiegend zur Trocknung —> gestrichener Papiere eingesetzt. Das Funktionsprinzip beruht auf der Ausbildung eines Luftpolsters, auf dem die Papierbahn getragen wird (Abb.). Über ein Düsensystem wird Luft mit hoher Temperatur (300 bis 400° C) beidseitig an der Papierbahn entlang geblasen, wodurch sich eine stabile Strömung ausbildet, die die

131 Bahn trägt. Beim Vorbeistreichen gibt die heiße Luft Wärme an das Papier ab und nimmt gleichzeitig das verdampfte Wasser auf. Über Rücksaugöffnungen zwischen den Düsen wird die feuchtebeladene Luft wieder zum Umluftsystem zurückgeführt, das für eine gleichbleibende Temperatur sorgt. Eine Frischluftzufuhr ist nur in geringem Maß notwendig, da die Trocknungsluft aufgrund der hohen Temperatur eine große Aufnahmekapazität für Wasserdampf hat.

Papierbahn

Schwefeldioxid (sulfur dioxide) Schwefeldioxid (S0 2 ) ist ein farbloses, stechend riechendes Gas von saurem Geschmack. Es ist stark toxisch (—> Maximale Arbeitsplatzkonzentration M AK: 5 mg/m 3 ). Es unterhält die Verbrennung nicht und ist selbst nicht brennbar. Schwefeldioxid lässt sich leicht verflüssigen. Es liegt dann als leicht bewegliche, farblose Flüssigkeit mit einem Siedepunkt von -10,02° C und einer Dichte von 1,46 g/cm 3 (-10° C) vor. Schwefeldioxid ist stabil und erst bei hohen Temperaturen zersetzlich. Unter dem Einfluss von Katalysatoren lässt es sich mit Sauerstoff zu Schwefeltrioxid (SO3) oxidieren: 2 S0 2 + O2 - + 2 S0 3

Heißluftdüsen

Prinzip des Schwebetrockners

In Schwebetrocknern braucht die Papierbahn nicht von Leitwalzen geführt zu werden. Daher lassen sich auch Papiere mit sehr empfindlichen Oberflächen trocknen. HC

Diese Reaktion bildet die Grundlage für das technisch sehr wichtige Kontaktverfahren zur Herstellung von —> Schwefelsäure. Schwefeldioxid ist in Wasser gut löslich (105 g S 0 2 lösen sich in 1 1 Wasser bei 20° C). Die wässrige Lösung reagiert sauer infolge der Bildung von schwefliger Säure, die nur in geringer Konzentration vorliegt. Der überwiegende Teil des Schwefeldioxids ist im Wasser physikalisch gelöst. Nach der Gleichung H 2 o + S02 -> H2S03

Schwefel (sulfur) Schwefel ist ein geruchloses, festes, gelbes Element der Ordnungszahl 16 mit dem Atomgewicht 32. Es kommt in der Natur in großen Mengen in Form verschiedener Erze (z.B. Pyrit (FeS2) Schwefelkies) und Salze (z.B. —»Gips oder —•Natriumsulfat), aber auch relativ rein in z.T. großen Lagerstätten vor, aus denen es bergmännisch abgebaut oder aus umgebendem Gestein ausgeschmolzen wird. Durch Verbrennen von Schwefel entsteht —> Schwefeldioxid (S0 2 ), das als Zwischenprodukt für die Herstellung von —• schwefliger Säure (H 2 S0 3 ) bzw. von —• Sulfiten bei der Herstellung von —• Sulfitzellstoff sowie von —• Schwefelsäure eine große technische Rolle spielt. SE

ist das Schwefeldioxid als Säureanhydrid der schwefligen Säure aufzufassen. Im freien Zustand ist die schweflige Säure (H2SO3) nicht bekannt. Sie bildet als zweibasige —• Säure 2 Reihen von Salzen, die Hydrogen- oder Bisulfite (z.B. Mg(HS0 3 ) 2 ) und die neutralen —• Sulfite oder Monosulfite (z.B. Mg S0 3 ). Die Herstellung von Schwefeldioxids kann auf verschiedene Weise erfolgen: 1) Durch Verbrennung von elementarem Schwefel (S) mit Luftsauerstoff ( 0 2 ) : S + 0 2 —• S 0 2 + 297,1 kJ 2) Durch Rösten sulfidischer Erze, z.B. von Pyrit (FeS2) (-> Schwefelkies):

132

3) Durch Verbrennung von —• Schwefelwasserstoffes):

ralisches Erz. Durch Rösten (Erhitzen in Etagen- oder —• Drehrohröfen unter Luftzufuhr) geht Pyrit in Eisenoxid (Fe 2 0 3 ) und Schwefeldioxid (S0 2 ) über:

2 H2S + 3 0 2 — 2 S02 + 2 H 2 0

2 FeS2 + 5 lA 0 2 — Fe 2 0 3 + 4 S 0 2

4) Durch reduktive thermische Spaltung von Sulfaten (Salze der Schwefelsäure):

Nach diesem Verfahren wurde früher das zur Herstellung von —• Kochsäuren für die Erzeugung von —> Sulfitzellstoff benötigte gasförmige Schwefeldioxid gewonnen. SE

4 FeS2 + 11 0 2

2 CaS0 4 + C 2MgS04 + C

2 Fe 2 0 3 + 8 S 0 2

2 CaO + 2 S 0 2 + C 0 2 2 MgO + 2 S 0 2 + C 0 2

5) Durch Reduktion von (H 2 S0 4 ) (Abfallsäure): H2S04 + C0

Schwefelsäure

S0 2 + H 2 0 + C 0 2

6) Durch —• Entschwefelung von —• Rauchgasen aus Verbrennungsanlagen, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden. Für die Zellstoffindustrie waren nur die Erzeugungsverfahren gemäß 1) und 2) von Interesse. Heute bezieht man bevorzugt Flüssig-S0 2 . Die wesentlichen Einsatzgebiete für Schwefeldioxid in der Zellstoff- und Papierindustrie sind: • • •

Bedeutendste Aufschlusschemikalie für die —• Sulfitkochung als wässrige Lösung für die Absäuerungsprozesse bei der —• Zellstoffbleiche als Reduktionsmittel bei der Herstellung von Chlordioxid (C10 2 ): 2 KCIO3 + H 2 S 0 4 + S 0 2

2 C10 2 + 2 K H S 0 4 •

als Natriumhydrogensulfit (NaHSC^) zur Bleiche von —> Holzstoff, wo es jedoch neben —» Natriumhydrosulfit und —• Peroxid kaum noch eine Rolle spielt. AR

Schwefelkies (pyrite) Schwefelkies (Pyrit) ( FeS2) ist ein weltweit in großen Lagerstätten vorkommendes mine-

Schwefelofen (sulfur burner) Im Schwefelofen einer Sulfitzellstofffabrik wird reiner —> Schwefel zu —• Schwefeldioxid (S0 2 ) verbrannt: S + 0 2 —» S 0 2 + 297,1 kJ Das Abgas mit einem S0 2 -Gehalt von 17 bis 18 % bei modernen Öfen, die den geschmolzenen Schwefel, mit Druckluft zerstäubt, bei über 1 100° C verbrennen, wird für die Bereitung der —• Kochflüssigkeit für Sulfitverfahren verwendet. Die Abwärme wird in einem —• Abhitzekessel zur Dampferzeugung genutzt. Solange man mit dem heißen, trockenen Gas arbeitet, genügen normale Stähle (Kesselblech). Wenn man mit dem Abgas in den Temperaturbereich der Kondensation von Wasser kommt (z.B. nach dem Abhitzekessel), muss höchstkorrosionsfestes Material verwendet werden. Heute setzt man überwiegend Flüssig-S0 2 ein (—> Säureturm). Nur große Fabriken mit erheblichem S0 2 -Make-up-Bedarf betreiben noch Schwefelöfen. DA

Schwefelsäure (sulfuric acid) Die Schwefelsäure (H 2 S0 4 ) ist die technisch wichtigste anorganische Säure. 100 %ige Schwefelsäure ist eine klare, färb- und geruchlose, ölige, stark hygroskopische (wasseranziehende) Flüssigkeit der Dichte 1,845 g/cm 3 . Mit Wasser ist Schwefelsäure in jedem beliebigen Verhältnis mischbar. Die

133 im Handel erhältliche konzentrierte Schwefelsäure ist 98 %ig. Reine Schwefelsäure ist nur wenig dissoziiert. Mit zunehmender Verdünnung mit Wasser dissoziiert zunächst nur 1 Proton entsprechend

aus der durch Umsetzung mit —• Schwefelsäure Aluminiumsulfat gewonnen wurde. SE

Schwefelwasserstoff (hydrogen sulfide) Schwefelwasserstoff (H 2 S) ist ein farbloses, H 2 S O 4 — H + + HSO4· nach faulen Eiern riechendes und stark giftiges Gas (—• Maximale ArbeitsplatzkonzenBei stärkerer Verdünnung wird auch das tration M A K : 15 mg/m 3 ) mit einem Siedezweite Proton abgespalten: punkt von -66,3° C, das sich leicht zu einer farblosen Flüssigkeit verdichten lässt, die am H S 0 4 " - > H + + S0 4 2 " Siedepunkt eine Dichte von 0,993 g/cm 3 aufweist. Gasförmiger Schwefelwasserstoff ist Aufgrund dieser zweistufigen Dissoziation sehr reaktionsfähig. Wird er an der Luft entbildet Schwefelsäure 2 Arten von Salzen: die —> Sulfate (z.B. Natriumsulfat, Na 2 S0 4 ) und zündet, verbrennt er bei ausreichender Luftzufuhr mit blauer Flamme zu —• SchwefelHydrogensulfate (z.B. Natriumhydrogensuldioxid (SO2) und Wasser: fat, NaHS0 4 ). Hergestellt wird Schwefelsäure durch katalytische Oxidation von —> Schwefeldioxid 2 H2S + 3 O2 —• 2 SO2 + 2 H2O (502) durch Sauerstoff zu Schwefeltrioxid oder bei mangelhafter Luftzufuhr zu (503), das in konzentrierte Schwefelsäure —• Schwefel (S) und Wasser: eingeleitet wird und damit deren Konzentration weiter erhöht. Durch Zugabe von Wasser 2 H 2 S + 0 2 —> 2 S + 2 H 2 0 lassen sich daraus Schwefelsäuren beliebiger Konzentration gewinnen. Die WeltjahreserZur Herstellung von Schwefelwasserstoff zeugung an reiner Schwefelsäure betrug 1989 kann z.B. ein Metallsulfid (meist Eisen(II)ca. 160 Mio t. Die Hauptmenge davon wird sulfid, FeS) mit einer Säure (z.B. —• Salzzur Herstellung von Düngemitteln verwendet säure, HCl) umgesetzt werden: (1989 etwa 100 Mio t). Weitere Hauptanwendungsbereiche sind die organische Chemie (z.B. Sulfonieren), der Aufschluss von FeS + 2 H C l - > F e C l 2 + H 2 S Erzen (z.B. bei der Herstellung von —• TitanUm reinen Schwefelwasserstoff zu erhalten, dioxid), die Erdölraffination, als Akkumulawerden die Elemente unter Wärmezufuhr umtorensäure oder die Kunstseidenherstellung gesetzt: (Schwefelsäure in Fällbädern der Herstellung von —• Viskosefasern). In der Zellstoff- und Papierindustrie dient H2 Ι" S —• H2S Schwefelsäure zum Einstellen bestimmter pH-Werte, z.B. beim —> Absäuern von Zell- Im technischen Bereich werden Erdöl, stoffen, bei der —> Bleiche oder der Abwas- —• Erdgas oder andere technische Gase durch serbehandlung, weiterhin zur Herstellung von chemische oder physikalische Absorption Pergamentpapier (—• Echt Pergament). SE entschwefelt (—• Entschwefelung). Darüber hinaus kommt Schwefelwasserstoff in Vulkangasen, Schwefelquellen, Schwefelsaure Tonerde Sümpfen, stehenden Gewässern und —> Klär(aluminium sulfate) anlagen vor, wobei er in letzteren unter SauSchwefelsaure Tonerde (A1 2 (S0 4 ) 3 ) ist die erstoffmangel durch Zersetzung von Eiweißfrühere Bezeichnung von —•Aluminiumsulstoffen unter Mitwirkung von Fäulnis- oder fat. Der Begriff leitet sich ab von —> Tonerde, Schwefelbakterien entsteht (Geruch von fau-

134 len Eiern). Schließlich ist H 2 S ein Zwischenoder Nebenprodukt bei der —• Chemikalienrückgewinnung im alkalischen Sulfitprozess (—• Sulfitzellstoff). Schwefelwasserstoff kann mit Metallen (Me 1 = einwertiges Kation), insbesondere unter Einwirkung von Wärme und Feuchtigkeit, Metallsulfide bilden:

wird beim Schwelbrennverfahren weniger —> Abgas bei verbessertem Ausbrand erzeugt. Bei der Anwendung im kommunalen Abfallbereich kommt diese Technologie beispielsweise im Thermoselect- und im SiemensKWU-Schwelbrennverfahren zum Einsatz. HU

2 Me 1 + H 2 S —• Me^S + H 2

Schwer entflammbares Papier (flame retardant paper) Schwer entflammbare Papiere sind der Brandschutzklasse Β 1 ( - • flammsicheres Papier) zuzurechnen. Sie enthalten oft nur geringe Anteile an Zellstoff (z.B. 10 bis max. 20 %), dagegen hohe Zusätze an Mineralfasern, Pigmenten (z.B. Talkum) sowie flammhemmenden Mitteln und werden zusätzlich noch imprägniert analog zur Herstellung flammsicherer Papiere. RH

was oftmals als unerwünschte —> Korrosion empfunden wird. Aufgrund der Vielzahl von möglichen Oxidationsstufen des Schwefels sind auch verschiedenste Umsetzungen des Schwefelwasserstoffs möglich und werden z.T. auch technisch realisiert: H 2 S 0 4 + H2S

S + S 0 2 + 2 H 2 0 oder

6 H 2 S + 3 0 2 — > 6 S + 6 H 2 0 (ClausVerfahren) oder Schwermetalle H 2 S 0 3 + H2S H 2 S 0 2 + H 2 0 + S (Wacken- (heavy metals) Als Schwermetalle werden Metalle mit einem roder'sche Flüssigkeit). spez. Gewicht größer 3,5 bis 5,0 g/cm 3 bezeichnet. Dazu zählen neben den bekannten In all diesen Fällen wirkt der Schwefelwas„schweren Metallen", wie Eisen und —• Blei, serstoff stark reduzierend und wird selbst zu auch Zink, —• Quecksilber, die sog. Buntmeelementarem Schwefel (S) oxidiert. AR talle und Seltenerdmetalle. Die meisten Schwermetalle kommen nur in geringen Konzentrationen in Gesteinen, Böden, WasSchwelbrennverfahren ser und Pflanzen vor. In Erzlagerstätten sind (low temperature incineration process) sie in hoher Anreicherung als Oxide, Sulfide Das Schwelbrennverfahren stellt ein Kombinationsverfahren von —• Pyrolyse (Entga- oder andere Metallsalze vorhanden. sung) und Verbrennung zur thermischen BeEinige Schwermetalle sind als Spuren- oder handlung und Nutzung von —• Abfällen dar. Mikronährstoffe für den Stoffwechsel von Der Abfall wird zunächst zerkleinert und in —• Mikroorganismen, Pflanzen und Tieren einer Trommel bei 450° C ohne Sauerstoffzusowie für den menschlichen Organismus esfuhr entgast. Die dabei gewonnenen energiesentiell. Unter den Elementen, die funktioreichen Brennstoffe -Prozessgas und Kohnelle Bestandteile oder Bausteine von körlenstaub - werden unter Luftzufuhr bei pereigenen Strukturen des Menschens sind, 1 300° C verbrannt. Die bei der Verbrennung befinden sich mehr als 20 Metalle, von denen entstehende Schlacke verlässt in flüssiger wiederum etwa 15 absolut lebensnotwendig Form die Brennkammer. Die im Prozess absind. Neben den Elementen Natrium, Kalium, geschiedenen Kessel- und Filterstäube Magnesium und Calcium sind dies u.a. die (—• Staub) werden dabei mit eingeschmolzen. Spurenelemente —•Chrom, Mangan, Eisen, Die Schlacke verglast beim Abkühlen. Sie Kobalt, Nickel, Kupfer, Zink, Selen, Mokann als nicht auswaschbares Granulat (z.B. lybdän und Zinn. im Straßenbau) eingesetzt werden. Im VerZu den Metallen, für die bisher zweifelsfrei gleich zu einem reinen Verbrennungsprozess noch keine Funktionen im menschlichen

135 Körper nachgewiesen werden konnten, zählen z.B. Quecksilber, —• Cadmium, Blei, Thallium, Arsen und Titan. Diese Metalle und ihre Verbindungen haben auch bei den Stoffwechselprozessen von Tieren und Pflanzen keine erkennbaren Funktionen. Sie werden als potentiell toxisch eingestuft, weil sie bei Überschreitung geringster Konzentrationen giftig wirken. So traten in den 60er Jahren in Japan zahlreiche Vergiftungen von Menschen durch erhöhte Quecksilbergehalte (Minamata-Krankheit) und erhöhte Cadmiumgehalte (Itai-Itai-Krankheit) in Nahrungsmitteln auf. Dies führte in der Folgezeit dazu, dass unter dem Begriff Schwermetalle meist toxische Schwermetalle verstanden wurden. Schwermetalle werden in vielfältiger Weise industriell genutzt und gelangen dabei über den —•Abfall, das —•Abwasser und Verbrennungsprozesse in die Umwelt. Geogene Quellen stellen hauptsächlich Vulkanausbrüche dar. Da Schwermetallverbindungen biologisch nicht abbaubar sind, können sie sich über die Nahrungskette in Organismen anreichern (—• Bioakkumulation). Daneben nimmt der Mensch Schwermetalle inhalativ als Bestandteil von Schwebstaub auf. Geschätzt wird, dass die Schwermetallaufnahme beim Menschen über Nahrungsmittel zwischen 90 und 99 % ausmacht. Über —> Trinkwasser werden lediglich 1 % aufgenommen, über die Luft bis zu 4 % . Dies hat dazu geführt, dass für verschiedene Schwermetalle strikte Emissionsbegrenzungen z.B. in der —» Technischen Anleitung Luft (TA Luft), in der 17. Bundes-Immissionsschutzverordnung, in der —• Klärschlammverordnung, in den —• Mindestanforderungen für das Einleiten von Abwässern und in der —» Technischen Anleitung Abfall (TA Abfall) bzw. der —• Technischen Anleitung Siedlungsabfall (TA Si) festgelegt wurden. Für Nahrungsmittel wurden bereits 1976 durch das damalige Bundesgesundheitsamt (heute: Bundesinstitut für gesundheitlichen Verbraucherschutz und Veterinärmedizin, BgVV) Richtwerte für verschiedene Lebensmittel, wie Milch und Milchprodukte, Fleisch, Fisch, Gemüse, Obst und Getränke, festgelegt, die die Beziehungen zwischen

Schwermetallkonzentrationen und Wirkungen im menschlichen Körper berücksichtigen. Diese Richtwerte gelten für die Schwermetalle Blei, Cadmium und Quecksilber. Faserstoffe und Papiere enthalten geringste Schwermetallspuren, die ihren Ursprung im Rohstoff —• Holz haben. Bei gefüllten und —• gestrichenen Papiere sind zusätzlich die Schwermetallgehalte der verwendeten —• Füllstoffe und —• Pigmente zu berücksichtigen. Andere zur Papierherstellung verwendete Hilfsstoffe weisen nur äußerst geringe Schwermetallbelastungen auf. Die Schwermetallbelastung von Papierprodukten und altpapierhaltigen Papieren ist in den vergangenen 2 Jahrzehnten ständig gesunken. Erreicht wurde dies hauptsächlich durch die Entwicklung neuer —• Druckfarben, die kein Blei, Chrom und Cadmium enthalten. Heute liegen die Gehalte der unter toxikologischen Gesichtspunkten am kritischsten betrachteten Schwermetalle Quecksilber und Cadmium in allen Papiersorten zumeist unterhalb der Nachweisgrenze leistungsstarker Analysenverfahren im unteren ppb-Bereich (—• ppb), die Gehalte der Schwermetalle Blei, Chrom, Kupfer und Nickel im unteren ppmBereich (—• ppm). Dabei handelt es sich um die Totalgehalte, zu deren Bestimmung die Papiermatrix im Allgemeinen mit starken —• Säuren (wie Salpetersäure, Schwefelsäure, Salzsäure) aufgeschlossen wird. Die wasserlöslichen Anteile der entsprechenden Schwermetalle sind meist nochmals bis um den Faktor 100 niedriger. Dies liegt hauptsächlich darin begründet, dass die über Füllstoffe und Pigmente in das Papier eingebrachten Schwermetalle fest in dem Kristallgefüge der Füllstoffe und Pigmente fixiert sind und nur unter drastischen chemischen Reaktionsbedingungen freigesetzt werden. In der —• Empfehlung X X X V I für Papiere, Karton und Pappen für den Lebensmittelkontakt sind Grenzwerte für die Gehalte an Blei, Cadmium und Quecksilber im Kaltwasserextrakt festgeschrieben, die sich am acceptable daily input (ADI-Wert) orientieren. Diese Grenzwerte werden in allen Papiersorten z.T. erheblich unterschritten. Ein Übergang der im Papier enthaltenen Schwerme-

136 tallspuren auf verpackte Lebensmittel findet nach diesen Analysenergebnissen nicht statt. Literatur: Hamm, U.: Schwermetalle in der Umwelt; Schwermetalle in Papier und Pappe. VDPSchriftenreihe Nr. 76, Bonn, 1989

kenden Druckkräfte aufnimmt und an die sich unter der Last verbiegende Achse weiterleitet, während der Walzenmantel gerade bleibt (Abb.). Dadurch wird die Durchbiegung der Walze auch bei unterschiedlichen —• Linienkräften ausgeglichen und eine gleichmäßige Druckverteilung über die gesamte Breite des Walzenspalts erreicht.

Hamm, U.; Göttsching, L.: Schwermetalle bei der Papierherstellung aus Altpapier. Quellen, Verbleib und Bewertungskriterien. Das PaHA pier 43 (1989), Nr. 10 A, V39 - V48

Schwerschmutz-Cleaner (heavyweight cleaner)

timtmi ιir^

m

—> Cleaner

Schwerschmutzschleuse (heavy dirt trap)

—• Pulper

Schwerspat (barite, barium sulfate)

—• Bariumsulfat

Schwerteil-Cleaner (heavyweight cleaner)

—> Cleaner

Abb. 1 : Schwimmende Walze

Der Druck in den das Walzenpaket tragenden Zylindern (Pa) ergibt sich aus Walzenmasse plus Zusatzdruck minus Masse des SWalzen-Mantels. Daraus ermittelt ein Rechner (früher hydraulisch, heute elektronisch) den fur die Abstützung der Last erforderlichen S-Walzen-Innendruck (Pi). Entspricht dieser Innendruck der aufliegenden Last, bleibt die der Belastung zugekehrte Mantelaußenfläche theoretisch gerade:

Schwimmende Walze (swimming roll)

Die Schwimmende Walze (S-Walze) ist eine —• Durchbiegungsausgleichswalze (D.A.Walze) mit verstellbarer Biegelinie im Walzenspalt. Sie wurde 1960 von Küsters (Krefeld) zum ersten Mal in einer Papiermaschine eingesetzt und ist seitdem in vielen Positionen von Papier- und Ausrüstungsmaschinen zufinden. Das Grundprinzip der S-Walze beruht darauf, dass ein in der Bohrung gehonter Hartgusszylinder um eine feststehende Walzenachse rotiert und dass sich zwischen Mantel und Achse eine axial und stirnseitig gegen beide abgedichtete, ölgefüllte Druckkammer befindet, die die auf den Mantel wir-

Wird der Innendruck gesteigert, bewirkt das eine positive —> Bombierung der S-Walze: P a P,

•

-T^

^

-

In gewissen Grenzen können also durch Änderung des Innendrucks Korrekturen an der Biegelinie der S-Walze erreicht werden, so

137 dass auf die Mitte oder die Ränder der Bahn zusätzlicher Druck ausgeübt werden kann. Bei „gerader" Einstellung (Pa = Pj) sind mit den S-Walzen völlig ebene Streckenlastprofile erreichbar. Durch die Position der inneren Mantellager ergeben sich aber einige Nachteile, die sich in einer Ochsenjoch-förmigen Abweichung der Biegelinie zeigen, sobald man größere Korrekturen am Linienkraftprofil durch Einstellung der S-Walze (Pa Φ Pi) versucht.

ψ

ή

i_rr ïïïïftimm ι

it-

Abb. 2: X-Typ einer Schwimmenden Walze

Das Versetzen der Mantellager nach außen verbesserte diese Abweichung vom idealen h,= Pv =

Abb. 3: Prinzipien eines LCR-Systems

Streckenlastprofil um 65 %. Solche als XType (von extended) bezeichneten S-Walzen werden heute in den verschiedenen —• Kalandern vorwiegend als Unterwalze eingesetzt. Bei den Profilwalzen, den S-Walzen mit äquidistanter Lagerung, sind die Mantellager so weit nach außen versetzt, dass deren Mittellinien mit denen der —• Kalanderwalzen übereinstimmen. Dadurch erreicht man, dass der Biegefehler des Profilwalzenmantels im Bereich der Papierbahn kaum mehr spürbar ist. Profilwalzen werden wegen der großen Lagermittenabstände nur selten in Kalandern eingesetzt, zumal gegenüber den S-WalzenX-Typen nur relativ geringe Unterschiede in der Gleichmäßigkeit der Biegelinien zu finden sind (Abb. 2). Mit zusätzlichen Kontrollen der Druckzustände in Kalandern durch das LCR-System (LoadContRoll) können an S-Walzen und anderen D.A.-Walzen Einstellungsfehler automatisch korrigiert werden (Abb. 3). In die Walzenzapfen integrierte hydrostatische Messzellen registrieren die in den Walzenlagern auftretenden Kräfte. Ein angeschlossener Regelkreis korrigiert automatisch den Öldruck in den S- oder anderen D.A.Walzen und den Druckzylindern, bis das La-

h 2 s 80 um Druck vor der Drosselstetle (z.B. 60 bar)

138 ger spielfrei läuft. Das kontinuierlich im Gegenstrom geführte Druck- bzw. Heizöl beheizter S-Walzen (Η-Typen) sorgt für eine gleichmäßige Temperaturverteilung auf der Walzenoberfläche. S-Walzen-Mäntel werden auch mit einem elastischen Kunststoffbezug versehen (—• Kunststoffwalzen), der bei hoher Temperatur- und Markierresistenz lange Standzeiten aufweist. Bei einer Weiterentwicklung der S-Walzen (HV-Walze = Hydro Vario-Walze) verwendet man in schmalen Zonen angeordnete, vorgespannte Dichtelemente zu lokaler Anhebung oder Absenkung der Linienkraft im Walzenspalt zur Beeinflussung der Papierdickenprofile. Zum Teil mit geeigneten Antrieben versehen (Aufsteck- und Planetengetriebe, Ringlager- und Zahnriementriebe), bewähren sich die S-Walzen in vielen Positionen der Papierproduktionsanlagen: in —>Nass-, Offsetund —> Leimpressen, in —> Glättwerken, —> Soft-, —> Super- und —> Janus ConceptKalandern, in Tissue-Doublierkalandern und weiteren Papierbearbeitungsmaschinen. SZ

Schwimmerventil (swimming valve) - > Ventil

Schwingsieb (vibration screen) Schwingsiebe, auch Wuchtschüttelsiebe genannt, dienen zum Entfernen fester Bestandteile aus Flüssigkeiten. Die zu reinigenden Flüssigkeiten, z.B. Pigmentdispersionen, werden auf ein offenes Sieb gegeben. Die Flüssigkeit (Wasser) fließt durch das Sieb ab, wobei funktionsbedingt auch Luft in die Flüssigkeit eingetragen wird. Die zurückbleibenden festen Bestandteile (Pigmente) werden durch eine konstante Rüttelbewegung bzw. Vibration des Siebs seitlich von der Sieboberfläche abgeführt. Von Zeit zu Zeit wird die gesamte Siebeinrichtung durch Spülzyklen mit Wasser gereinigt. KT

SC-Papier (SCpaper 9 supercalendered paper) SC-Papier (engl.: SC = supercalendered = satiniert) gehört zur Gruppe der ungestrichenen holzhaltigen —> Druckpapiere. Es besteht aus einer Mischung von —• Holzstoff und —•Zellstoff und ist u.a. durch einen hohen Füllstoffgehalt von mindestens 30 % gekennzeichnet, wovon die —• Opazität, die —> Glätte und der —> Glanz profitieren. Die hohe Glätte zugunsten einer guten —• Bedruckbarkeit im —> Tiefdruck wird durch die klassische off-line —• Satinage im separaten —> Superkalander oder neuerdings mithilfe von on-line—• Sofìtkalandern unter Anwendung hoher —» Linienkräfte in den Walzenspalten und einer hohen Temperatur an den Oberflächen der beheizten —•Hartgusswalzen erzielt. Die mit einer flächenbezogenen Masse von meistens 56 g/m 2 (Minimum: 45 g/m 2 ) erzeugten SC-Papiere werden im Gegensatz zum —> LWC-Papier für etwas anspruchslosere Druckerzeugnisse (z.B. Kataloge, Werbebeilagen, Fernsehzeitschriften, Wurfsendungen) eingesetzt. Das Niveau der Bedruckbarkeit bzw. die Qualität des —• Druckbilds ist beim SC-Papier zwischen Zeitungsdruckund LWC-Papier angesiedelt. In der Gruppe der SC-Papiere wird zwischen SC-A- und SC-B-Papier unterschieden, wobei der —> Weißgrad bzw. die —• Helligkeit identisch sind, Glätte und Glanz beim SC-A-Papier jedoch höher liegen, so dass die Bedruckbarkeit derjenigen von LWC-Papier nahe kommt. GG

SC-Papier (supercalendered paper , selfcontained paper) 1) Als SC-Papier wird im Bereich der —> Druckpapiere ein —• ungestrichenes, —• holzhaltiges, satiniertes —• Tiefdruckpapier (engl.: SC = supercalendered) bezeichnet, aus dem im —> Mehrfarbendruck Zeitschriften oder Wurfsendungen hergestellt werden.

139 2) Bei —• Selbstdurchschreibepapieren bezeichnet SC-Papier eine Variante, in der die —> Mikrokapseln und der Akzeptor sich in der gleichen Schicht auf der Oberseite des Blatts befinden (engl: = selfcontained). SCPapier wird zur Erstellung einer Durchschrift verwendet, wenn das oberste Blatt ein normales —• Büropapier ist. Die eingesetzten Rohstoffe entsprechen denen der —> SDPapiere. Allerdings muss noch mehr darauf geachtet werden, dass keine vorzeitige Farbentwicklung dadurch eintritt, dass der Farbstoffvorläufer und der Akzeptor vor der Verwendung miteinander reagieren. PA

SD-Papier (carbonless copy paper) Kurzbezeichnung fur —• Selbstdurchschreibepapier

SDTA-Streichen (SOTA coating) SDTA-Streichen ist die Bezeichnung für Short Dwell Time Application. Im Unterschied zum —• LDTA-Streichen wird die —• Streichfarbe beim SDTA-Streichen mittels einer Düse aufgetragen und sofort mit einem —> Blade egalisiert. Zwischen dem Auftrag der Streichfarbe und der Egalisierung ist also nahezu keine Penetrationsstrecke vorhanden. Der Streichfarbenauftrag und die Streichfarbenegalisierung erfolgen unmittelbar nacheinander und sind in einem Bauteil vereint (Abb.).

Streichfarbenauftrag und -egalisierung Prinzip des SDTA-Streichens

Durch eine Reduzierung des Druckimpulses und damit eine geringere Streichfarbenentwässerung gegenüber dem Walzenauftrag lässt sich die Streichfarbe besser egalisieren. Beim SDTA-Verfahren treten allerdings Verwirbelungen auf, die das Strichbild bzw. die gestrichene Papieroberfläche als zu unruhig erscheinen lassen. WG

Sediment (sediment) Jede Ablagerung, die durch Absinken unter dem Einfluss der Schwerkraft entstanden ist (Sedimentation), heißt Sediment. Speziell kann der in —> Absetzbecken, z.B. Vorklärbecken in —> Abwasserreinigungsanlagen, abgesetzte —• Schlamm Sediment genannt werden. Dies ist jedoch, weil die eindeutigere Bezeichnung Schlamm ist, nicht üblich (manchmal wird aber die Bezeichnung Sediment-Schlamm verwendet). Am weitesten verbreitet ist in der Umwelttechnik die Bezeichnung Sediment für die Ablagerungen in Oberflächengewässern, die im Gewässer enthaltene —> Schadstoffe teilweise anreichern. Rücklösungen aus diesen Sedimenten spielen im Gewässerschutz eine wichtige Rolle. So kann z.B. die Rücklösung von Phosphor aus Sedimenten, vor allem in stehenden Gewässern, auch dann noch zu verstärktem Algenwachstum (—• Eutrophierung) fuhren, wenn bereits die Konzentration von Phosphorverbindungen im Wasser durch Umweltschutzmaßnahmen drastisch abgesenkt wurde. Starke —• Komplexbildner, die in Abwasserreinigungsanlagen nur unzureichend eliminiert werden können, lösen in Gewässern im Sediment gebundene —> Schwermetalle und fuhren so zu einer Gewässerbelastung, die nicht unmittelbar durch die aktuellen Einleitungen verursacht wird. MÖ

Sedimentation (sedimentation) Der Fachausdruck fur das Absetzen unter dem Einfluss der Schwerkraft ist Sedimentation. Das Sedimentieren findet unter natürli-

140 chen Bedingungen in Gewässern statt: in stehenden oder langsam fließenden stärker, aber auch in schnell fließenden Gewässern ist eine Sedimentation zu beobachten. Dies fuhrt zur Bildung von Sediment am Boden des Gewässers. Technisch wird der Vorgang gezielt genutzt in —• Absetzbecken (Sedimentationsbecken), die in —• Abwasserreinigungsanlagen vorwiegend als Vorklärbecken und —»Nachklärbecken verwendet werden. Die Sinkgeschwindigkeit der Partikel während der Sedimentation wird (außer von den Eigenschaften des Mediums, meist Wasser) vom spez. Gewicht und der Größe der absinkenden Partikel bestimmt. Diese Eigenschaften können beeinflusst werden (—• chemische Abwasserbehandlung). Die Sinkgeschwindigkeit kann wesentlich gesteigert werden, wenn die Schwerkraft erhöht wird. Dies benutzt man in Zentrifugen, wo die Fliehkraft die Schwerkraft ersetzt. Da hier das Absetzen nicht in vertikaler Richtung erfolgt, spricht man dann nicht von Sedimentation, sondern von Abscheidung. MÖ

Holzstoffen und Deinkingstoff verwendet, die nur schonend gemahlen sind, keine Sand- oder sonstigen kratzenden Anteile enthalten dürfen, bei niedrigen Stoffkonzentrationen größtenteils mehrlagig und z.T. mit unterschiedlicher Schichtzusammensetzung (mittels Mehrschichtstoffauflauf) bei Maschinengeschwindigkeiten bis zu 800 m/min auf Selbstabnahmemaschinen hergestellt werden. Seidenpapiere werden weiß oder farbig, meist einseitig glatt, z.T. aber auch maschinenglatt oder satiniert, gefertigt. Z.T. müssen sie chlor- und säurefrei sein (z.B. als Verpackungspapiere für Gold-, Silber- und sonstige Metallwaren). RH

Seife (soap)

Mit Seife bezeichnet man die wasserlöslichen Natrium- oder Kalium-Salze der gesättigten und ungesättigten höheren —• Fettsäuren sowie der —• Harzsäuren des —> Kolophoniums (gelbe Harzseifen), die als feste oder halbfeste Gemische in der Hauptsache für Waschund Reinigungszwecke verwendet werden (—> Waschmittel). Die Salze der gleichen Säuren mit anderen Metallen (z.B. Calcium, Segmentstein (keramischer Stein) Zink oder Barium) werden als Metallseifen (artificialpulp stone, ceramic grinder stone) bezeichnet, die als Gleitmittel bei der Kunst—> Schleifstein stoffherstellung von Bedeutung sind. Die Einteilung der Seifen erfolgt in harte Seifen (Kern-, Natron-, Toilettenseifen) und weiche Seidenpapier Seifen (Schmier-, Kaliseifen). Die Kernseifen (wrapping tissue) bestehen vorwiegend aus Natriumstearat Dünnes, weiches und verhältnismäßig festes Papier, das vorwiegend zum Verpacken emp- (H 35 CI7-COONa), Natriumpalmitat ( H 3 I C 1 5 COONa) und Natriumoleat (H33Q7-ÌOOfindlicher Gegenstände bestimmt ist; fläNa); bei den Schmierseifen liegen die entchenbezogene Masse < 30 g/m2 (DIN 6730). Seidenpapier ist die Sammelbezeichnung sprechenden Kalium-Salze vor. für je nach Verwendungszweck sehr unterSeifen sind in weichem Wasser gut löslich schiedliche dünne Papiere, wie Japanseiden- und bilden oberhalb der kritischen Micellpapier (Japanseide) mit flächenbezogenen Konzentration Micellen. In hartem Wasser Massen von 6 bis 8 g/m2, Hygiene-Seidenpa- reagiert Seife mit den Härtebildner (Calciumpier, Einwickelseidenpapier, Briefumund Magnesium-Ionen) zu schwerlöslichen schlag-Futterseidenpapier, BlumenseidenSalzen (—> Wasserhärte). Unpolare organipapier, Zigarettenpapier, Bäckerseidenpasche Verbindungen (z.B. Fette und Öle) werpier oder Karbon-Rohseidenpapier Karden durch Seifen in Wasser emulgiert. Als bonrohpapier). Salze schwacher —> Säuren und starker Als Faserstoffe werden gebleichte oder un- —» Basen reagieren Seifen in Wasser schwach gebleichte Zellstoffe, z.T. unter Zusatz von alkalisch.

141 Die klassische Herstellungsmethode der Seife ist das Seifensieden. Hierbei werden in der Hitze natürliche Fette oder Öle (Talg, Schmalz, Knochenfett, Palm-, Palmkernoder Olivenöl, Kokosfett) mit Natronoder Kalilauge verseift, d.h. unter Bildung von Glycerin und den entsprechenden Salzen der mit diesen ursprünglich veresterten Fettsäuren gespalten. In der Papierindustrie werden Seifen als Hilfsmittel beim —• Flotations-Deinking von graphischen —> Altpapieren eingesetzt. r—OCOR

ι— OH

der schräg von innen zulaufen. Letztere erfassen den Bändel mithilfe einer Seilschere, die sich in Bahnlaufrichtung schließt. Das ablaufende Seilpaar öffnet und gibt den Bändel frei. HO

Seitenkantensteuerung (web edge control)

Andere Bezeichnung für —• Bahnkantensteuerung

Sekundärfaser

• —OH + 3 RCOO"Me+ (secondary fiber ,recycled fiber) Der Begriff Sekundärfaser, auch RecyclingI— OH faser genannt, ist als Oberbegriff für alle Fett / Öl Lauge Glycerin Seife —• Fasern zu verstehen, die aus —• Altpapier gewonnen werden, unabhängig von der Me = Metallatom —•Altpapiersorte. Dabei kann es sich um —> Zellstoff- oder —• Holzstofffasern in reiner Literatur: Römpp Lexikon Chemie. Stuttgart, New Form oder in Mischung handeln, die das ReYork: Georg Thieme Verlag, 1996 GU cyclingsystem (-» Recycling) mindestens einmal oder sogar mehrmals durchlaufen haben. Grundsätzlich stammen die im Altpapier Seilführung enthaltenen Fasern von unterschiedlichen (rope feed) (—> Nadel- oder —• Laubholz). SeHolzarten Die Seilführung stellt eine Vorrichtung zum kundärfasern können je nach Herkunft geAuffuhren der Papierbahn in der Trockenbleicht oder ungebleicht sein. Alle Sekundärpartie von Papiermaschinen dar. Dazu wird fasern haben mindestens einmal den Papiermithilfe eines Seilpaars der Papierbändel herstellungsprozess mit irreversiblen Faser(Papierspitze) durch die Trockenpartie gefäschädigungen (z.B. Kürzungen und Verdelt, um dann die Papierbahn in voller Breite hornungen der Fasern) durchlaufen. In Abauffuhren zu können. Die Seilfuhrung besteht üblicherweise aus 2, über weite Strecken pa- hängigkeit von den Ursprungspapieren sind rallel zueinander geführten, gemeinsam um- im Altpapier neben Faserstoffen meistens laufenden Seilen. Diese werden über alle auch —• Füllstoffe oder —• Pigmente enthal—•Trockenzylinder und über Seilrollen ge- ten, die in vielen altpapierhaltigen Papiersorfuhrt. Zwischen diese beiden Seile wird der ten, die ausschließlich oder teilweise mit SePapierbändel eingeklemmt und mitgeführt. kundärfaserstoff hergestellt werden, ebenfalls Bei höheren —• flächenbezogenen Massen, wiederverwertet werden können. Während die Unterscheidung von —• Priwie z.B. bei Karton, werden auch 3 Seile märfasern bevorzugt nach den Aufschlussverwendet. In der Regel hat jede Trockenverfahren und der jeweils eingesetzten Pflangruppe ihre eigene endlose Seilfuhrung. Dazen· bzw. Holzart erfolgt, kann eine Unterher muss an der Trennstelle der Trockenteilung von Sekundärfaseren nur nach den gruppe der Papierbändel an die nächstfolgende Seilfuhrung übergeben werden. An dieser gehandelten Altpapiersorten erfolgen, ohne Übergabestelle laufen die abgebenden Seile dass deren stoffliche Zusammensetzung gePU nauer definierbar ist. schräg nach außen, während die beiden aufnehmenden Seile in spitzem Winkel zueinan—OCOR + MeOH —OCOR

142 Sekundärfaserkarton (white lined chipboard)

Sekundärkreislauf (secondary circuit, long circulation)

—• Faltschachtelkarton

Der Begriff Sekundärkreislauf ist eine alternative Bezeichnung für den Siebwasser IIKreislauf (-» Wasserkreislaufsystem). Dieses im letzten Teil der —• Sieb- bzw. —> Formerpartie einer Papiermaschine anfallende —> Filtrat wird, meist zusammen mit Siebreinigungswasser und Wasser aus —> Saugpressen, zur Stoffdichteeinstellung im —•Konstanten Teil eingesetzt. Der „Überschuss" von Siebwasser II wird zum einen Teil zur Verdünnung des —• Faserstoffs nach dem Stapelturm eingesetzt. Zum anderen Teil wird Siebwasser II über —• Scheibenfilter oder Mikroflotation entstofft und dann als Ergänzungswasser (—• Rückwasser) in die Halbstoffanlagen (z.B. —• TMP-Anlage, —• Altpapieraufbereitung) geführt. SW

Sekundärfaserstoff (secondary fiber pulp , recycled fiber pulp)

Für die Papierherstellung aufbereitetes, gereinigtes —» Altpapier wird Altpapier- oder Sekundärfaserstoff genannt. Die im Altpapier enthaltenen Sekundärfasern müssen vor ihrem Einsatz an einer Papier-, Karton- oder Tissuemaschine mehrstufig mechanisch und teilweise chemisch-mechanisch (—> Deinking) gereinigt werden, um zumindest die im Altpapier enthaltenen Verunreinigungen (z.B. Sand, Heftklammern, Plastikfolien) möglichst vollständig von der Papiermaschine bzw. vom herzustellenden Papier fernzuhalten. In Abhängigkeit vom Verwendungszweck des Altpapierstoffs können die Stoffaufbereitungsmaßnahmen neben der Abtrennung —• papierfremder Bestandteile aus dem Altpapier auch auf Veränderungen der Qualität des Altpapierstoffs ausgerichtet sein. So können z.B. durch —• Mahlung die Festigkeitseigenschaften oder durch Deinking die —> optischen Eigenschaften von Altpapierstoffen gezielt dem jeweiligen Einsatzzweck angepaßt werden. Deinkter Altpapierstoff, auch —> Deinkingstoff genannt, stellt eine besondere Kategorie von Altpapierstoff dar. Dabei handelt es sich um grafische —• Altpapiersorten (—>Deinkingware), bei denen im Aufbereitungsprozess ein Deinkingverfahren zur Entfernung von —• Druckfarben integriert ist. Deinkingstoff, auch DIP (engl.: Delnked Pulp) genannt, wird überwiegend zur Herstellung von —• Zeitungsdruck-, —> Kopier- und —• Hygienepapier, aber zunehmend auch von höherwertigen grafischen Papieren (—• SCund —• LWC-Papier) eingesetzt. PU

Sekundärflotation (secondary flotation)

—• Flotation

Sekundär-Pulper (secondary pulper)

Sekundär-Pulper vollziehen im Verbundsystem mit einem kontinuierlichen —• Pulper in der —> Altpapieraufbereitung eine weitgehende Schwer- und Leichtschmutzabscheidung und übernehmen darüber hinaus einen Teil der zum —> Desintegrieren bzw. —> Zerfasern erforderlichen Arbeit, so dass der PrimärPulper bis zu 50 % leistungsfähiger wird. Ein Abschalten des Pulpers zur Reinigung bzw. Entfernung von Leichtschmutz ist somit nicht mehr erforderlich. Wird dem Pulper ein Sekundär-Pulper, z.B. Turbo-Separator oder Fiberizer (Markennamen), nachgeschaltet, können die Perforationen der hinter dem Rotor befindlichen Lochscheibe im Vergleich zum einstufig betriebenen Desintegrationsprozess von 8 bis 12 mm auf 18 bis 25 mm vergrößert werden. Verunreinigungen, wie Folien oder Styropor, werden dadurch weniger zerkleinert und lassen sich anschließend im Sekundär-Pulper effizienter abtrennen. Durch die kontinuierliche Reinigung des Primär-Pulpers verringert sich zudem die Gefahr der Siebverstopfung durch sich ansammelnden Leichtschmutz.

143

J Einlauf

Schwerschmutz Sekundär-Pulper (Turboseparator)

Faserverlusten in —> Wuchtschüttlern oder Siebtrommeln nachbehandelt werden. Das —• Akzept (Gutstoff) wird durch die mit 3 bis 6 mm großen Löchern perforierte Scheibe hinter dem Rotor kontinuierlich abgezogen und den nachfolgenden Prozessstufen, die vor allem der —» Reinigung und —> Sortierung des —• Altpapierstoffs dienen, zugeführt. Der spez. Energieverbrauch von SekundärPulpern beträgt 15 bis 40 kWh/t. Mit zunehmender Rotordrehzahl, die durchschnittlich bei 400 min"1 liegt, verbessert sich die Entstippungswirkung einer solchen Maschine. Gleichzeitig erhöht sich der Wirkungsgrad der Schwer- und Leichtschmutzabtrennung, aber auch der Verschleiß. AC

Sekundärsieb (on top wire) Bei der zwei- oder mehrlagigen —> Blattbildung von Papier und Karton können auf einem unteren —• Langsieb ein oder mehrere kürzere Langsiebe (Mini-Fourdrinier) oben aufgesetzt werden. Diese Siebe bezeichnet man auch als Sekundärsiebe (Abb.). BU

Der —• Einlauf des Primär-Pulpers wird bei Stoffdichten von 3 bis 5 % tangential ins Innere des Sekundär-Pulpers geführt, der aus einem horizontalen, zylindrischen Behälter besteht (Abb.). Der vor einer Lochscheibe positionierte Rotor unterstützt die ZentrifuSekundär-Stoffauflauf galbewegung der Suspension, so dass der (secondary headbox) Schwerschmutz nach außen gedrückt und - > Stoffauflauf durch eine periodisch betriebene Schleuse ausgetragen wird. Der Leichtschmutz sammelt sich dagegen im Zentrum der Strömung (Wirbelkern) an und wird entweder kontinuierlich als Teilstrom oder über einen intermittierend arbeitenden Schieber abgezogen. Im Gegensatz zum Schwerschmutz, der weitgehend faserfrei anfällt und deswegen nur optional in einem nachgeschalteten —• Reiniger behandelt wird, muss der Leichtschmutz in jedem Fall zur Reduzierung von Sekundärsieb (Topformer)

144 Sekundärwand (der Faser) (secondary wall (of the fiber)) Holzfaserzellen und daraus gewonnene Fasern für die Papierherstellung (—•Zellstoff, —• Holzstoff) bestehen aus mehreren Wandschichten, unterteilt in —•Primärwand, Sekundärwände und Tertiärwand. Die Sekundärwand der Faser hat eine Dicke von 1 bis 10 μιη und unterteilt sich in 2 konzentrische Strukturen, die Sl- und S2-Wände. Nur bei Parenchymzellen liegt zusätzlich noch eine S3-Schicht vor. Die S1-Wand grenzt an die Primärwand der Faser an. Aufgrund ihrer locker orientierten —• Mikrofibrillen behindert die S1-Wand gemeinsam mit dem angrenzenden Teil der Primärwand die Faserquellung beim Suspendieren der Fasern in Wasser und darüber hinaus das —• Fibrillieren der S2-Wand beim Mahlen. Aus diesem Grund ist ein Ziel der —• Mahlung bei der —• Stoffaufbereitung, diese beiden Teile der Faserwand aufzubrechen und teilweise zu entfernen, damit eine stärkere Faserquellung und Fibrillierung zur Vergrößerung der spez. Faseroberfläche möglich ist. Die S2-Wand trägt den größten Anteil zur Zellwand bei. Sie besteht bei Holzzellen und Holzstofffasern aus —•Lignin und —•Kohlenhydraten (—• Cellulose und —• Hemicellulosen), wobei das enthaltene Lignin 70 bis 80 % des Gesamtligningehalts der Zellwand ausmacht. Sie trägt mit ihren im geringen Winkel zur Faserachse verlaufenden —• Fibrillen maßgeblich zur Längsfestigkeit der Fasern bei. Der Winkel, unter dem die Fibrillen von der Faserachse abweichen (Mikrofibrillenwinkel), hat großen Einfluss auf den —• Elastizitätsmodul eines Papiers. An die substanzreiche S2-Wand schließt sich die sehr dünne Tertiärwand an. KR

zahl η des Rotors, Zähnezahl z R des Rotors, Zähnezahl z s des Stators sowie Länge 1 der Überschneidung von Rotor- und Statormessern eines Refiners:

Sekundliche Kantenlänge (edge length per second) Die sekundliche Kantenlänge l s ist im Bereich der —• Mahlung von Faserstoff mithilfe von —• Refinern eine Hilfsgröße zur Berechnung der —• spez. Kantenbelastung. Sie setzt sich zusammen aus dem Produkt von Dreh-

Die Selbstabnahmemaschine kann als Blattbildungseinrichtung z.B. mit einem —• Saugformer, einem —• Langsieb oder auch mit einem —• Doppelsiebformer ausgerüstet sein. Auf dem —• Glättzylinder (Yankee-Zylinder) wird das Papier getrocknet. Bei —• Hygienepapieren (z.B. Toilettenpapier) wird das Pa-

Ls = Η · ZR · zs 1· [km/s] mit:

η ZR ZS 1

in in in in

[s1] [-] [-] [km]

Die sekundliche Kantenlänge bestimmt die bei der Mahlung wirksame Kantenlänge pro Zeiteinheit. KR

Selbstabnahmemaschine (Yankee machine, single cylinder machine) Bei der Selbstabnahmemaschine, auch Yankee-Zylindermaschine genannt, gelangt die nasse Papierbahn ohne freien Zug (—• geschlossene Überführung) vom —• Sieb bis zu einem (ersten) —•Trockenzylinder. Die Erfindung geht auf Öchelhäuser im Jahre 1827 zurück. Selbstabnahmemaschinen werden für Papiere mit flächenbezogenen Massen zwischen 8 und 55 g/m 2 am Sieb gebaut. Maschinengeschwindigkeiten von über 2 000 m/min werden erreicht. Kennzeichen ist zumindest ein großer Trockenzylinder mit 3 bis 6 m Durchmesser (Abb.).

Selbstabnahmemaschine

145 pier am Zylinder noch zusätzlich gekreppt (—» Kreppzylinder), bevor es aufgewickelt wird. Durch die Kreppung erfahrt das Papier eine zusätzliche Dehnfähigkeit in —•Laufrichtung. Selbstabnahmemaschinen ohne Kreppvorgang werden auch für dünne Verpackungspapiere (einseitig glatt) und —> Seidenpapiere eingesetzt. Hinter dem Glättzylinder können in Abhängigkeit von der flächenbezogenen Masse des Papiers zusätzliche Trockengruppen (—• Trockenzylinder) installiert sein. BU

Selbstdurchschreibepapier (carbonless copy paper) Unter Selbstdurchschreibepapieren (SDPapieren) sind Papiere zu verstehen, bei denen die Durchschrift unter Einwirkung von manuellem oder anderem mechanischen Druck durch die Reaktion eines farblosen FarbstoffVorläufers und eines Akzeptors entsteht (chemisch reagierende SD-Papiere). SD-Papiere werden zu Durchschreibesätzen aus bis zu 8 Blättern zusammengestellt. Das oberste Blatt ist auf der Unterseite mit —> Mikrokapseln gestrichen (—> CB-Papier) (Abb.). Durch Einwirkung des Schreibdrucks brechen die Kapseln auf und geben ihren Inhalt an die Oberseite des darunter liegenden Blatts ab. Der Inhalt besteht aus der Lösung eines Leukofarbstoffs in einem hochsiedenden organischen Lösemittel (—> Diisopropylnaphthalin). Das darunter liegende Blatt (—> CFB-Papier) enthält auf der Oberseite eine Akzeptorschicht, auf der der Leukofarbstoff zum Farbstoff entwickelt wird und so die Durchschrift entsteht. Die Unterseite dieses CFB-Papiers enthält wiederum eine Kapselschicht. Auf diese Weise sind so oft Durchschriften möglich, bis der oben angewendete Druck nicht mehr ausreicht, um im letzten CFB-Blatt die Kapseln zu zerstören. Das unterste Blatt enthält keine Kapselschicht, sondern auf seiner Oberseite nur noch einen Akzeptor (—• CF-Papier). Häufig bestehen Durchschreibesätze aus 2 bis 5 Blättern. Die Durchschreibesätze werden am Kopf so kantenverleimt, dass die Blätter eines Satzes zusammenkleben, die

einzelnen Sätze aber leicht voneinander zu trennen sind (Selbsttrennverleimung). Eingesetzt werden SD-Papiere für Rechnungen, Überweisungsträger, Quittungen und ähnliche Anwendungen. Weltweit werden ca. 2,5 Mio t Selbstdurchschreibepapiere pro Jahr produziert.

Farbentwicklung von Selbstdurchschreibepapieren PA

Senkvorrichtung für Rollenschneidmaschinen (lowering unit for winder) I

f

!

£i

fli Rollenschneidmaschine mit Senktisch

Senkvorrichtungen (Abb.) werden in —» Rollenschneidmaschinen eingesetzt, um Papieroder Kartonrollen auf Bodenniveau zu bringen. Dabei kann es sich um einen —> Scherenhubtisch handeln. Genauso kann

146 ein Senktisch, d.h. ein Tisch, der mit der Kolbenstange eines senkrecht angeordneten Hydraulikzylinders verbunden ist und von ihr senkrecht bewegt wird, verwendet werden. Möglich sind auch schwenkbare, meist von Hydraulikzylindern bewegte Einrichtungen. KT Sensorische Prüfung (sensory analysis)

Die sensorische Prüfung befasst sich mit der Erfassung von Produkteigenschaften mit den Sinnen (Geruch, Geschmack, Gehör, visueller Eindruck, Hautsinn). Neben dem visuellen Eindruck spielen bei der sensorischen Prüfung von Papier olfaktorische (—•Olfaktometrie) und gustatorische Eindrücke eine besondere Rolle. Zur Prüfung von Packstoffen fur Lebensmittel stehen genormte Verfahren zur Verfugung, mit denen festgestellt werden kann, ob ein Packstoff einen Eigengeruch besitzt oder Stoffe enthält, die über den Luftraum oder durch direkte Berührung den Geschmack des Lebensmittels beeinflussen. Zur Prüfung des Geruchs werden die zu prüfenden Packstoffproben in Haushaltskonservengläser gegeben. Die Gläser werden verschlossen und 20 h bei 23° C im Dunkeln aufbewahrt. Das gleiche Prozedere wird mit einer als einwandfrei befundenen Referenzprobe (z.B. gebleichter Zellstoff) durchgeführt. Der Geruch im Luftraum über der Packstoffprobe wird durch Beriechen unmittelbar nach dem Öffnen der Gläser geprüft. Prüfsubstanz bei der Geschmacksprüfung ist entweder das als Füllgut vorgesehene Lebensmittel oder ein geeignetes Prüflebensmittel (zur Prüfung von Papieren werden meist Milchschokolade oder Puderzucker verwendet). Nach Lagerung des Packguts unter gleichen Bedingungen wie bei der Geruchsprüfung, entweder im direkten oder indirekten Kontakt mit dem Lebensmittel, werden die Prüfsubstanzen verkostet. Zur Beurteilung der Geruchs- und Geschmacksabweichungen gegenüber den Referenzmustern wird meist das Rangordnungsverfahren angewendet, bei dem den Prüfpersonen die Prüfmuster als verschlüsselte Proben vorgelegt werden. Die Prüfpersonen be-

urteilen die Geruchs- und Geschmacksabweichungen gegenüber der Referenzprobe nach der Intensitätsskala: 0 = keine wahrnehmbare Abweichung 1 = gerade wahrnehmbare Abweichung (noch schwer definierbar) 2 = schwache Abweichung 3 = deutliche Abweichung 4 = starke Abweichung. Die Prüfpersonen müssen ihre Eignung in speziellen Schulungen unter Beweis gestellt haben. Festlegungen zur Vorauswahl, Schulung, Auswahl und Überprüfung dieser Personen sind in DIN 10961 angegeben. HA

Shore-Härte (shore hardness)

Unter der Härte eines Festkörpers wird im Allgemeinen ein Maß für den Widerstand dieses Materials gegenüber dem Eindringen eines härteren Festkörpers verstanden. Dabei bleiben die Form- und Stoffeigenschaften des eindringenden Körpers sowie der sich ausbildende Spannungs- und Verformungszustand unberücksichtigt. Zur Bestimmung der Härte eines Festkörpers gibt es eine Vielzahl von Prüfverfahren, die auf einzelne Werkstoffgruppen abgestimmt sind, z.B. Minerale, Metalle oder Polymere. Grundsätzlich wird je nach Art der Kraftübertragung in statische und dynamische HärteprüfVerfahren unterschieden. •

•

Die Härteprüfung nach Shore zählt zu den statischen HärteprüfVerfahren und wird ausschließlich an Probekörpern und Erzeugnissen aus Elastomeren und Kunststoffen eingesetzt. Das Verfahren ist in DIN 53505 genormt, wobei in 2 Härtebereiche unterschieden wird: Härteprüfgeräte nach Shore A sind nur für Werkstoffe im Bereich von 10 bis 90 Shore A anwendbar. Härtere Probekörper müssen mit Härteprüfgeräten nach Shore D vermessen werden.

147 Bei beiden Messgerätearten werden ein kegelförmiger Eindringkörper bis zu 2,5 mm in das Material hineingedrückt, die hierfür aufgewendete Kraft gemessen und in ShoreHärte-Einheiten umgerechnet. Der Unterschied zwischen den beiden Messgeräten liegt im Wesentlichen im Winkel der Kegelspitze (Shore A: 35°; Shore D: 30°) sowie in der Messkraft. Es muss darauf geachtet werden, dass die Messwerte von den viskoelastischen Eigenschaften des Materials abhängig sind. Im Bereich der Papierherstellung hat die Shore-Härte hauptsächlich bei gummierten Walzen eine Bedeutung. KR

short ton (short ton)

Short ton ist im englischen Sprachgebrauch die Bezeichnung für die anglo-amerikanische Tonne als Masseneinheit, die 907,2 kg entspricht. Zur Unterscheidung wird die Masseneinheit Tonne im metrischen Maßsystem (1 000 kg) im anglo-amerikanischen Sprachraum mit metric ton bezeichnet. PL

Shreddern (shredding)

Unter Shreddern versteht man allgemein die Formänderung von Materialien durch Zerkleinerung mittels verschiedener Maschinen. Der Prozess des Shredderns wird in der Papierindustrie nicht angewandt. Allerdings werden bestimmte Altpapiersorten vor dem Verpressen zu —• Altpapierballen geshreddert. Dabei handelt es sich um vertrauliche oder geheime Akten, die firmenintern oder beim Altpapierhandel in mit Messerwerken, Shreddern, Schneidmühlen oder Stanzen ausgestatteten Maschinen auf bestimmte Materialteilchengrößen (Papierschnipselgröße) zerkleinert werden. Gemäß DIN 32757-1 erfolgt die Zerkleinerung in 5 Sicherheitsstufen, wobei die Papierschnipsel in der höchsten Sicherheitsstufe (S5 = streng geheimes Schriftgut) nur noch maximal 0,8 mm breit und 13 mm lang sein dürfen. Je stärker Papier durch Schneiden zerkleinert wird, umso größer sind die Auswir-

kungen des Shredderns auf die —> Faserlänge und damit auf die Festigkeitseigenschaften der aus diesem —• Altpapier herzustellenden Papiere. Daher sollte das Shreddern nur auf tatsächlich vertrauliche Unterlagen beschränkt bleiben und stets die jeweils möglichst niedrigste Sicherheitsstufe gewählt werden. PU

Sicherheitsbeauftragter (company safety officer)

Nach § 22 Sozialgesetzbuch (SGB) VII hat jeder Betrieb mit mehr als 20 Beschäftigten oder nach näherer Bestimmung durch die Unfallverhütungsvorschriften einen Sicherheitsbeauftragten zu bestellen. Die Ausbildung erfolgt nach § 23 SGB VII durch die Berufsgenossenschaften. Der Sicherheitsbeauftragte bleibt in seinem dienstvertraglichen Aufgabenbereich und hat daneben lediglich eine Überwachungs- und Beratungsfunktion als Sicherheitsbeauftragter. Es gilt zu seinen Gunsten ein Benachteiligungsverbot nach § 22 III SGB VII. Nach § 89 III Betriebsverfassungsgesetz (BetrVG) hat der Betriebsrat ein Recht zur Teilnahme an Besprechungen des Arbeitgebers mit dem Sicherheitsbeauftragten. Vom Sicherheitsbeauftragten ist der Verantwortliche für die Arbeitssicherheit zu unterscheiden (siehe auch —• Sicherheitsingenieur, —• Umweltbeauftragter, —• Umwelthaftung). Literatur: Meißner, S.; Rottenegger, H.-G.: Die ordnungsgemäße Bestellung und der Einsatz der Betriebsbeauftragten als Unternehmeraufgabe. Das Papier 52 (1998), Nr. 3, 119 - 122 MR Sicherheitsdatenblatt (safety sheet)

Das Sicherheitsdatenblatt, genauer das EGSicherheitsdatenblatt, ist ein besonderes Informationssystem für gefährliche Stoffe und Zubereitungen im Sinne des Art. 10 der Richtlinie 88/379/EWG. Der Informationsumfang im Sicherheitsdatenblatt ist durch die Richtlinie 91/155/EWG vom 05. März 1991

148 festgelegt worden. Aus diesem Grund wird die heutzutage übliche Ausführung auch „Sicherheitsdatenblatt nach 91/155/EWG" genannt. Die alte Norm nach DIN 52900 ist seit 1993 nicht mehr gültig. Die Informationen im Sicherheitsdatenblatt sind in erster Linie für die Verwendung durch berufsmäßige Benutzer bestimmt und sollen diesen ermöglichen, die für den Gesundheitsschutz und die Sicherheit am Arbeitsplatz erforderlichen Maßnahmen zu treffen. Das Sicherheitsdatenblatt muss von der für das Inverkehrbringen des gefährlichen Stoffs oder der gefahrlichen Zubereitung verantwortlichen Person (Hersteller, Importeur, Händler) dem Abnehmer, d.h. dem berufsmäßigen Benutzer, kostenlos zur Verfugung gestellt werden. Das Sicherheitsdatenblatt ist in 16 Abschnitte unterteilt und muss zwingend folgende Angaben enthalten: 1. Stoff/Zubereitungs- und Firmenbezeichnung 2. Zusammensetzung/Angaben zu Bestandteilen 3. Mögliche Gefahren 4. Erste-Hilfe-Maßnahmen 5. Maßnahmen zur Brandbekämpfung 6. Maßnahmen bei unbeabsichtigter Freisetzung 7. Handhabung und Lagerung 8. Expositionsbegrenzung und persönliche Schutzausrüstungen 9. Physikalische und chemische Eigenschaften 10. Stabilität und Reaktivität 11. Angaben zur Toxikologie 12. Angaben zur Ökologie 13. Hinweise zur Entsorgung 14. Angaben zum Transport 15. Vorschriften 16. Sonstige Angaben Für nähere Einzelheiten muss auf die entsprechende Richtlinie verwiesen werden. Die Erfordernis des Sicherheitsdatenblatts ist für den deutschen Geltungsbereich auch im § 14 der —• GefahrstoffVerordnung (GefstoffV) festgelegt. Hinweise zur Erstellung sind fer-

ner im Anhang I Nr.5 GefstoffV sowie in der TRGS 220 (Technische Regeln für Gefahrstoffe) enthalten. Das Sicherheitsdatenblatt ist eine wesentliche Grundlage zur Erstellung der Betriebsanweisung nach § 20 GefstoffV und nach der TRGS 555. Aus diesem Grund werden in der Regel von den verantwortlichen Personen nicht nur für gefährliche Stoffe und Zubereitungen Sicherheitsdatenblätter zur Verfugung gestellt, sondern in zunehmendem Maße auch für alle —• Hilfsstoffe, die in der Papierindustrie zur Anwendung kommen, jedoch keine gefährlichen Stoffe bzw. Zubereitungen im Sinne der zutreffenden Rechtsvorschriften sind. DE

Sicherheitsfachkraft (safety specialist)

—> Sicherheitsingenieur

Sicherheitsingenieur (safety

engineer)

Bei dem Sicherheitsingenieur handelt es sich um eine der Fachkräfte für Arbeitssicherheit nach dem Gesetz über Betriebsärzte, Sicherheitsingenieure und andere Fachkräfte für Arbeitssicherheit (ArbSichG) vom 12. Dezember 1973 (BGBl. I S. 1885) mit nachfolgenden Änderungen, etwa vom 25. September 1996 (BGBl. I S. 2476). Die Pflicht zur Bestellung richtet sich nach § 5 ArbSichG in Verbindung mit dem Schlüssel nach den berufgenossenschaftlichen Festlegungen in den Einzel-Unfallverhütungsvorschriften der gewerblichen Berufsgenossenschaften (VBGVorschriften), hier in § 2 VBG 122. Die Anforderungen an die Fachkräfte für Arbeitssicherheit ergeben sich aus § 7 ArbSichG in Verbindung mit § 3 VBG 122. Danach ist für den Ingenieur der entsprechende Examensabschluss erforderlich. Sicherheitstechniker oder -meister müssen neben ihrer abgeschlossenen Berufsausbildung - wie auch der Sicherheitsingenieur - zuzüglich über 2 Jahre Praxis verfügen. Nach § 6 ArbSichG haben die Fachkräfte für Arbeitssicherheit gegenüber dem Arbeitgeber eine unterstützende

149 Funktion durch Beratung, Empfehlungen, Überprüfung und Hinwirkung zu besserer Arbeitssicherheit. Nach § 8 ArbSichG besteht Weisungsfreiheit gegenüber dem Arbeitgeber bei der Anwendung der Fachkunde. Die Fachkräfte unterstehen unmittelbar dem Leiter des Betriebs und haben ein direktes Vortragsrecht bei der Geschäftsleitung. Sie haben nach §§ 9 I, II, 10 ArbSichG sowohl mit dem Betriebsarzt, den anderen Fachkräften für Arbeitssicherheit als auch mit dem Betriebsrat zusammenzuarbeiten. Nach § 8 ArbSichG besteht ein Benachteiligungsverbot und nach § 9 II ist die Zustimmung des Betriebsrats bei Bestellung und Abberufung einzuholen (siehe auch —• Sicherheitsbeauftragter und den dort aufgeMR führten Literaturhinweis).

nen, Ramie, z.T. auch unter Zusatz von synthetischen Faserstoffen, eingesetzt. Während der Papierherstellung werden z.B. mithilfe eines Egoutteurs echte Wasserzeichen aufgebracht. Zur Erzielung eines absoluten Schutzes gegen mechanische und chemische Radierfalschungen sowie gegen unerwünschtes Kopieren werden spezielle, z.T. magnetisierte Sicherheitsfarbpigmente und farblose Substanzen verwendet, die gegen oxidative, reduktive und tintenlöschende Reagenzien eine irreversible Farbreaktion ergeben. Sicherheitspapiere werden zur Herstellung von Banknoten, Aktien, Policen, Urkunden, Ausweisen, Pässen, Tickets, Schecks, Postwertzeichen und -•Etiketten verwendet. Sie müssen hohe Festigkeiten, gute -• Dimensionsstabilität und -• Bedruckbarkeit besitzen. RH

Sicherheitsleistung (safety provision)

—• Abfallverbringung

Sicherheitstechniker (safety technician)

—> Sicherheitsingenieur Sicherheitsmeister (safety foreman)

—• Sicherheitsingenieur

Sicherheitspapier (security paper , safety paper)

Oberbegriff für fälschungssicheres Papier und verfalschungshemmendes Papier (DIN 6730). Es existieren zahlreiche Patente, die Sicherheitsmaßnahmen bei Wertpapieren (siehe auch Banknotenpapier und -• Wertzeichenpapier) zum Inhalt haben. Dazu gehören Wasserzeichen, spezielle Färbungen, die Verwendung melierter Fasern (-> Melieren) oder reagenzfähiger Chemikalien (Indikatorfarbstoffe), in die Papierbahn miteinlaufende Sicherheitsfäden unterschiedlicher Art und spezielle Oberflächenbehandlungen (z.B. -•Prägen, Bedrucken). Es werden hauptsächlich gebleichte -•Zellstoffe sehr guter Festigkeit in Kombination mit Hadern, wie -•Flachs, -• Baumwolle, -•Kenaf, -•Lei-

Sichtbares Spektrum (luminous spectrum)

Bezieht man „sichtbar" auf den menschlichen Sehsinn und dessen Leistungsfähigkeit, so bezeichnet der Begriff —• Licht das, was in der Umgangssprache unter dem sichtbaren Spektrum als Ausschnitt aus der Gesamtheit elektromagnetischer Strahlung zu verstehen ist. Orientiert man sich hinsichtlich der Abgrenzung der Sichtbarkeit an z.B. den von der —• CIE festgelegten Normspektralwertkurven für 2°- und 10°- —• Normalbeobachter, so reicht der Bereich von 380 bis 780 nm Wellenlänge. Innerhalb dieses Bereichs ist eine Differenzierung einzelner —• Farben über die Wellenlänge möglich, aber auch mittels —> Farbmessgeräte. Ebenfalls sinnvoll ist eine Unterteilung des sichtbaren Spektrums durch Farbkennzeichnungen, wie sie auch umgangssprachlich Anwendung finden:

150 Farbbezeichnung Rot Orange Gelb Gelbgrün Grün Cyan Blau Indigo Violett

Wellenlänge λ [nm] 680 610 570 550 510 480 460 440 380

Die Zuordnungen schwanken je nach Quelle. Insbesondere bei älteren Quellen sind z.T. starke Abweichungen in der begrifflichen Zuordnung möglich. Darüber hinaus muss erwähnt werden, dass die Sichtbarkeit bzw. Wahrnehmbarkeit des Spektrums stark von der —• Helligkeit sichtbarer Strahlung abhängt. Die Empfindlichkeit des menschlichen Auges ist nicht für alle Wellenlängen gleich und weist vor allem für das Tagessehen (photopisch) und das Nachtbzw. Dunkelsehen (skotopisch) 2 unterschiedliche Verläufe auf (siehe Abbildung in —> Helligkeit). Diese sind bedingt durch 2 grundlegend verschiedene Arten von Sehzellen in der Netzhaut (Zapfen, Stäbchen). Speziell im Dunkeln sind ausschließlich die Stäbchen aktiv. Dann ist die Empfindlichkeit in ihrem Maximum um ca. 50 nm zum Blauen verschoben und die Wahrnehmung für Wellenlängen oberhalb 650 nm ist wegen der alleinigen Stäbchenaktivität nicht mehr gegeben. UR

Sichten (chip screening)

—• Hackschnitzelsortieren

Sichter (chip screen)

—• Hackschnitzelsortierer

Sichtfenster (window)

Als Sichtfenster werden Ausstanzungen in —• Briefumschlägen oder —• Versandtaschen bezeichnet, die mit einem transparenten Material (Kunststofffolie oder —• Pergamin) hinterklebt sind. AN

Sieb (wire)

Die Blattbildungssiebe haben in Papiermaschinen die Aufgabe, aus der aufgetragenen Faserstoffsuspension das Wasser abzutrennen und durch Zusammenlagern der Papierfasern das Blatt zu bilden. Hierzu werden in Webtechnik hergestellte Kunststoffsiebe verwendet. Als Rohstoff werden —> Monofilamente aus Polyester wegen ihrer Maßhaltigkeit bevorzugt. Viele Siebe enthalten zusätzlich Polyamidmonofile, die ein besseres Abriebverhalten aufweisen. In neuerer Zeit werden auch Polymerlegierungen aus Polyester und Polyurethan verwendet, die die Vorteile des Polyesters mit dem ebenfalls guten Abriebverhalten des Polyurethans verbinden. Die früher bei den Langsieben verbreiteten Metallsiebe aus Bronze oder Edelstahl sind fast nur noch bei —• Rundsieben zu finden. Die Gewebekonstruktion, die Dicke der Monofilamente, die Fadendichte und die Gewebebindung bestimmen die Größe der für die —> Entwässerung maßgeblichen Poren (Siebmaschen). Bei zu großen Poren dringen die Papierfasern teilweise in die Poren ein und das Ablöseverhalten an dem —> Pick-upFilz ist mangelhaft. Wenn die Papierfasern bevorzugt längs orientiert sind (Regelfall), ist es zweckmäßig, eine Gewebebindung zu verwenden, die quer orientierte Poren ausbildet. Zu kleine Poren bewirken eine mangelhafte Entwässerung. Dabei hat die Fasersuspension zu lange Zeit auszuflocken, was zu einer schlechten —•Formation des Papiers führt. Um sehr kleine Poren zu erzeugen, was für eine geringe —• Siebmarkierung der Papieroberfläche günstig ist, müssen sehr feine Monofilamente verwebt werden, die alleine nicht die notwendige Stabilität hätten. Man fertigt deshalb Siebe mit einer feinen Oberla-

151 ge und einer gröberen Unterlage, die nur an wenigen Stellen miteinander verbunden sein können. Siebe mit 60 bis 80 Fäden/cm in Längs- und Querrichtung (Kett- und Schussfäden) sind keine Seltenheit. An der Unterseite verwendet man gröbere Monofile aus abriebbeständigem Material, um die Standzeit des Siebs zu erhöhen. Die Fertigung erfolgt auf Webmaschinen, die die Gleichmäßigkeit des Schusseintrags (Schussfäden) und der Kettspannung (der Kettfaden) mit hoher Präzision gewährleisten. Schwankungen in der Fadendichte würden zu einer ungleichen Blattbildung führen. Ein ähnlicher Effekt tritt auf, wenn die Schrumpfung beim anschließenden Fixieren des Siebes nicht gleichmäßig erfolgt. Die offen gewebten Siebe werden mit speziellen Nahtmaschinen oder manuell endlos gemacht. Um auch bei hohen Maschinengeschwindigkeiten (> 1 000 m/min) noch eine ausreichende Entwässerung zu erhalten und außerdem die —> Zweiseitigkeit des Papiers zu verbessern, arbeitet man bei —• Gapformern mit 2 Sieben: einem —> Obersieb und einem —• Untersieb. Beim Untersieb wird die Entwässerung durch die Schwerkraft und beim Obersieb durch die durch die gekrümmte Siebführung erzeugte Fliehkraft unterstützt. Um eine möglichst nach beiden Seiten gleiche Entwässerung zu erreichen, hat das Obersieb meist eine höhere Durchlässigkeit als das Untersieb. Beide Siebe werden aber in ähnlicher Weise hergestellt. Dabei ist auf ein gleiches Kraft-Dehnungsverhalten zu achten, da sich Unterschiede als Scherkräfte auf die gerade gebildete Papierbahn nachteilig auswirken würden. AL

Nach der Erfindung des feinmaschigen Drahtgeflechts und des Drahtgewebes benützte seit 1738 der englische Papiermacher Baiston dieses zur Konstruktion eines rippenlosen Schöpfsiebs, mit dem glattes VelinPapier geschöpft werden kann. Feinste Drahtgewebe eignen sich hervorragend zur Herstellung von Sieben für —> Schattenwasserzeichen (—• Wasserzeichen).

Sieb (historisch)

Siebdruck

2) Siebe für Papiermaschinen (wire) Das Endlossieb (—• Sieb) der —> LangsiebPapiermaschinen besteht ursprünglich aus feinem Drahtgewebe (Kupfer, Messing, schliesslich am häufigsten Bronze). Die Zylinder der —> Rundsiebmaschinen werden ebenfalls mit Drahtgewebe oder auch mit gelötetem Geflecht bezogen, je nach gewünschter Papiersorte. So können Handbüttenpapiere (—> Büttenpapier) imitiert werden. Die Maschinenbütten-Papiere verraten sich aber durch den schmalen, sehr regelmäßigen Büttenrand sowie die an Egoutteurpapiere (—> Egoutteur) erinnernde, sehr regelmäßige Rippung. Die Beanspruchung eines Metallsiebs ist sehr hoch. Aus Kostengründen scheiterte der Einsatz hochwertiger Metalllegierungen. U.a. hat die Möglichkeit, aus hochzähem Kunststoff Siebe für Papiermaschinen zu bauen, die Konstruktion der schnell laufenden Papiermaschinen erlaubt.TS

Siebbandpresse (belt press)

Eine Siebbandpresse ist eine Maschine zur —> Entwässerung von Stoffsuspensionen auf hohe Trockengehalte (—• Banddruckpresse). HO

(moldy wire) (historical)

(screen printing , silk screen printing)

1) Siebe in der Handpapiermacherei (siehe auch —• Eingießtechnik, —• Schöpftechnik) (mold) Da das europäische Drahtsieb zum Durchhängen neigt, werden unterhalb des Siebgewebes oft Stützdrähte oder ein grobes Stützsieb angebracht. Die für das Drahtgeflecht charakteristische Rippung nennt man Vergé.

Der Siebdruck ist ein Durchdruckverfahren (—• Durchdruck), bei dem die —> Druckfarbe durch ein engmaschiges Gewebe (Sieb), das an den bildfreien Stellen abgedeckt ist, auf den —• Bedruckstoff übertragen wird (Abb.). Die Siebdruckform besteht aus einem feinen, offenporigen Gewebe (Schablonenträger), das auf einem Rahmen gespannt ist, und der

152 Schablone. Siebdruckgewebe werden aus Naturfasern (Organdy, Seide), synthetischen Fasern (Perlon, Nylon, Polyester) oder aus Metalldrähten (Bronze, rostfreier Stahl) hergestellt, wobei die Gewebeart, die Struktur des Gewebefadens, die Gewebefeinheit und Fadenstärke die Farbdurchlässigkeit beeinflussen. Die Schablone, die durch den Schablonenträger gehalten wird, dient der Übertragung des —> Druckbilds auf den Bedruckstoff. Die Druckfarbe wird durch die offenen (farbdurchlässigen) Partien der Schablone und durch das siebartige Gewebe hindurch auf das zu bedruckende Material mittels —• Rakel übertragen. Alle nichtdruckenden Stellen der Schablone sind „geschlossen" bzw. farbundurchlässig. Bei der Schablonenherstellung wird zwischen manuellen und photomechanischen Verfahren unterschieden. Manuell hergestellte Schablonen werden direkt von Hand auf dem Gewebe hergestellt (Abdeck-, Auswasch- und Emulsionsschablonen) oder von Hand auf das Gewebe übertragen (Papierschablonen, Schneidefilme, selbstklebende Schablonenpapiere und -folien). Fotomechanisch hergestellte Schablonen erlauben die Wiedergabe von Vorlagen mit feinen Details jeglicher Art (—> Raster, Lineaturen, Strukturen, Colagen, Zeichnungen). Sie erfordern eine Kopiervorlage und -einrichtung zum Übertragen des Motivs auf das Gewebe. Bei der Fotoschablone werden lichtempfindliche Emulsionen verwendet, auf die das Motiv über ein Vorlage durch Belichtung übertragen

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Prinzip des Siebdrucks

werden muss. Nach der Herstellungsmethode wird zwischen direktem, indirektem und kombiniertem Fotoschablonen-Verfahren unterschieden: 1) Beim direkten Verfahren werden Kopierschichten mit Diazo-Sensibilisatoren auf das Sieb gebracht. Die Kopierschicht wird durch Lichteinwirkung an den Stellen, die farbundurchlässig sein sollen, gehärtet. Die ungehärteten Partien der Kopierschicht lassen sich nach dem Belichten (—> Belichtung) auswaschen und ergeben die offenen (druckenden) Stellen der Schablone. 2) Beim indirekten Verfahren wird eine sensibilisierte Kolloidschicht (z.B. Pigmentpapier, Fotokontaktfilm) zunächst unter einer Kopiervorlage belichtet, danach auf einen Zwischenträger gebracht, entwickelt und dann auf das Sieb übertragen.

Zur Herstellung der Fotoschablonen werden Kopiervorlagen benötigt, die im Siebdruck als Siebdruck-Dias bezeichnet werden. Es wird zwischen Strich-Dias und Raster-Dias unterschieden. Strich-Dias werden vorrangig zur Wiedergabe von Strichvorlagen ohne —> Halbtöne, wie z.B. Federzeichnungen und Schriften, herangezogen. Für die Wiedergabe von Halbtonvorlagen werden Raster-Dias (—• Rastern) hergestellt, wobei sich die Raster hinsichtlich ihrer Struktur unterscheiden können (Punkt-, Linien-, Kreuz-, Kreis-, Korn- und Wellenlinienraster). Beim Siebdruck wird der Druckvorgang in Fluten und Drucken unterteilt. Rahmen mit Druckform Beim Fluten erhält das Sieb durch das Rakeln ohne Anpressdruck einen Papier gleichmäßigen Farbauftrag. Dabei Drucktisch werden die offenen Stellen mit Druckfarbe gefüllt, ohne jedoch diese bereits durch das Gewebe auf den Bedruckstoff zu übertragen. Danach erfolgt das eigentliche Drucken (Rakeln unter Anpressdruck). Die Rakel wird unter gleichmäßigem Druck über das GeweBedrucktes Papier be gezogen. Dabei muss sich das Gewebe auf den Bedruckstoff pressen, um die Farbe auf ihn zu übertragen

153 und ein Druckbild zu erzeugen. Die Druckform soll sich zur Erzielung scharfer Konturen und gleichmäßiger Farbschichtdicke unmittelbar nach der Farbübertragung vom Bedruckstoff abheben (Siebabsprung). Durch die Vielfalt der Herstellungsmöglichkeiten der Kopiervorlagen und Druckformen haben sich verschiedene Drucktechniken des Siebdrucks, wie z.B. Flächen-, Stufen-, Rasterrelief-, Iris-, Simultan- und Transparentdruck, entwickelt. Da fast alle Materialien (Papier, Textilien, Gummi, Metalle, Keramik, Leder) im Siebdruck bedruckt werden können, sind die Anwendungsmöglichkeiten, aber auch die —> Siebdruckmaschinen sehr vielfältig. Es gibt einfache Handdruckgeräte, halbautomatische Maschinen bis hin zu vollautomatischen Siebdruckstraßen, wobei es sich meist um Spezialmaschinen für bestimmte Einsatzgebiete handelt. Der künstlerische Siebdruck (Sérigraphié) ist die jüngste druckgrafische Technik im Bereich der bildenden Kunst. Er hat eine künstlerische und technische Entwicklung vom zunächst einfachen, kunsthandwerklich betriebenen Seidendruck bis hin zu hochentwickelten intermedialen druckgrafischen Techniken durchlaufen. Der Siebdruck ermöglicht eine Farbintensität der volldeckenden Flächen, wie sie bis dahin kein anderes —• Druckverfahren hervorgebracht hat. Das kam vor allem den Vorstellungen der Künstler der Pop-Art, Op-Art und des Konstruktivismus, wie R. Lichtenstein, A. Warhol oder V. Vasarely, entgegen. Der Siebdruck wurde zum bevorzugten druckgrafischen Medium der Kunst der 60er Jahre. So war z.B. der überwiegende Teil der auf der „documenta 4" (Kassel, 1968) gezeigten Druckgrafiken im Siebdruck hergestellt. NE

Rahmen eingespannt ist. Dieses Gewebe wird z.B. mit einer lichtempfindlichen Schicht überzogen. Nach der —»Belichtung können die Stellen der Beschichtung, die drucken sollen, ausgewaschen werden. Mithilfe einer —• Rakel wird die pastose Druckfarbe durch die freiliegenden Stellen des Siebs durchgedrückt (Siebdruck). Als Material für das Gewebe werden Seidenfäden, Kunststoffe (Polyamid, Polyester) oder Metalle (Bronze, Edelstahlgewebe) verwendet. Die Feinheit eines Gewebes wird in Fäden je cm angegeben und kann bis zu 180 betragen. Abhängig von der Stärke der einzelnen Fäden, können die Öffnungen der einzelnen Maschen 20 bis 200 μ m betragen. Anstelle von lichtempfindlichen Beschichtungen können auch ausgeschnittene Schablonen auf das Sieb aufgebracht werden (Schablonendruck). Der Siebdruck kommt vor allem im Textildruck sowie bei großformatigen Drucken in kleinen Auflagen (Plakate) zum Einsatz. In einer Siebdruckmaschine können bahn- oder bogenförmige Bedruckstoffe sowie räumliche Gegenstände (Flaschen, Gläser, Kunststoffgehäuse) mit sehr unterschiedlichen Materialeigenschaften ein- oder mehrfarbig bedruckt werden. Je nach Art der Bedruckstoffförderung und der Bewegung der Rakel unterscheidet man Handdrucktische, Halb- und Dreiviertelautomaten, Flachbett-Vollautomaten sowie Zylinder-Vollautomaten. In speziellen Siebdruckmaschinen werden auch Leiterplatten für die Elektronikindustrie bedruckt. BG

Sieblaufregler (fabric guide)

Sieblaufregler arbeiten nach dem gleichen Prinzip wie —• Filzlaufregler zwecks KorSiebdruckmaschine rektur von umlaufenden Nass- und —> Tro(screen printing machine , screen printer) ckensieben in der Papiermaschine. Bei Bei einer Siebdruckmaschine erfolgt die —• Langsiebmaschinen wird statt der MittenFarbübertragung auf den —• Bedruckstoff findung mit Oszilliersteuerungen gearbeitet. mittels Durchdrücken (—• Durchdruck) der Diese errechnet die Mittelposition der Regu—• Druckfarbe durch die —> Druckform. lierwalze und lässt das —• Sieb mit einem Grundelement einer Siebdruckmaschine ist kleinen Korrekturhub (Größenordnung: ein Gewebe (Sieb), das in einem steifen

154 1 mm) oszillieren. Die Intervalle liegen bei ca. 2 min. In —> Trockenpartien mit Temperaturen über 60° C ist der Einsatz von InfrarotReflexionstastern nicht mehr möglich. Man verwendet stattdessen Kombinationen von Lichtleitern und Infrarot-Reflexionstastern oder mechanische Taster. KX

Siebleder (apron)

Siebleitwalzen innerhalb und außerhalb des endlosen Siebs haben Stütz-, z.T. Antriebsfunktion, wie die Siebantriebswalze als Umkehrwalze. Siebleitwalzen üben z.T. eine Regler- und Siebspannfunktion (—> Sieblaufregler, —• Siebspannwalze) aus. Zum Sauberhalten werden Siebleitwalzen mit —• Spritzrohr und Schaber versehen. Die Siebumkehrwalze ist als Hauptantriebswalze mit einem kraftübertragungsgeeigneten Gummibezug ausgestattet. Die Anzahl der Siebleitwalzen richtet sich nach der Baulänge der Siebpartie. Sie sind, mit Ausnahme der Reglerwalze, zur Vermeidung von Knickbewegungen des umlaufenden Siebs wenig umschlungen. KL

Das Siebleder überfuhrt bei älteren Papiermaschinen die —• Stoffsuspension ohne Stoffverluste aus dem —• Stoffauflauf auf das —• Langsieb der Papiermaschine. Es verhindert bei geringen Siebgeschwindigkeiten ( Brust- Siebmarkierung walze gegen die Sieblaufrichtung in das (wire marks) —> Siebschiff. Das Siebleder hat einen festen Unter Siebmarkierung versteht man die im Anschluss an die —> Formatbegrenzung der Papier sichtbare Struktur des —> Siebs bzw. —• Siebpartie, um ein seitliches Austreten der der Siebe einer Papiermaschine. Seit jeher Stoffsuspension zu verhindern. gilt die Siebmarkierung als ein QualitätsBei höheren Geschwindigkeiten der Sus- merkmal von Papier, dessen Stellenwert von pension trifft diese auf dem —> Siebtisch auf der jeweiligen —> Papiersorte abhängt. Sieb(dies ist bei Hochdruck-Stoffaufläufen der markierungen entstehen in erster Linie im Fall) und wird vom laufenden —> Sieb mitge- Strahlauftreffpunkt der Suspension auf dem nommen. In diesem Fall ist kein Siebleder Sieb. Die Geometrie des Siebgewebes legt die Markierungsstruktur fest, die z.B. das in erforderlich. Als Siebleder, ursprünglich aus Leder, auch der Abbildung gezeigte Aussehen haben Aufflussleder genannt, verwendet man gewe- kann. Die Markierung wurde aus einem Pabeverstärkte, 2 bis 3 mm dicke, weiche Gum- pier mithilfe bildanalytischer Maßnahmen mitücher; auch einfaches Wachstuch ist be- (einschließlich einer Fourieranalyse) isoliert. kannt. Das Siebleder wird zur guten Auflage Stoffliche Zusammensetzung und Eigenauf dem Sieb angeschrägt. Fransen sind we- schaften der —• Suspension sowie hydrodygen Zopf- und Batzenbildung abzuschneiden. namischer Druck zu Beginn der —• BlattDie Länge des auf dem Sieb aufliegenden bildung bestimmen im Wesentlichen die EinSiebleders ist wegen gewünschter verzögerter dringtiefe der Fasern in das Siebgewebe und oder beschleunigter —• Entwässerung unter- damit die Intensität der Markierung. Während schiedlich. Sie reicht aber immer über den mechanische (z.B. —> Foils) oder VakuumScheitel der Brustwalze hinaus. KL Entwässerungselemente (—> Nasssauger) nur geringen Einfluss haben, können bei überhöhtem Anpressdruck sowohl der —> EgoutSiebleitwalze teur als auch die —• Pick-up-Walze die Inten(wire roll) sität der Siebmarkierung verstärken, die nun Siebleitwalzen dienen in der —• Siebpartie vorwiegend durch einen Prägevorgang bevon Papiermaschinen zur Rückführung des schreibbar ist. Man spricht in diesem Zuendlosen —• Papiermaschinensiebs zwischen sammenhang von —> Oberflächenmarkierun—• Siebsaugwalze und —• Brustwalze. Die gen in Abgrenzung von Entwässerungsmar-

155

Isolierte Siebmarkierung

Die Siebmarkierung wird in der Papiermaschine durch —> Pressen- und —• Trockenpartie verringert. Weiterhin schwächen —• Streichen und letztlich —> Satinage die Intensität der Siebmarkierung ab. Während fur die Definition der Siebmarkierungsarten die Entstehungsursachen Pate stehen, so richtet sich das Ergebnis einer Siebmarkierungsanlyse nach der Methodik bei der lichtoptischen Bildaufbereitung. Je nach angewandter Messmethode oder visueller Betrachtung unterscheidet man zwischen Durchlicht-Markierung (optischer Markierung) und Auflicht-Markierung (topografischer Markierung) sowie der Auswirkung der Markierung auf die —> Bedruckbarkeit. Neben der visuellen Bewertung - die ein geübtes Auge voraussetzt - benutzt man immer häufiger die Bildanalyse (—> Bildanalysator) zum Identifizieren der Geometrie und Quantifizieren der Stärke der Siebeinprägung. PR

Bei der —> Entwässerung der nassen Papierbahn über Foils entstehen Druckimpulse, die die Suspension über dem Sieb in Turbulenzen versetzen. Dadurch bedingt, können Markierungen von der Siebunterseite im Papier durch Auswaschung von —• Fein- und Füllstoffen entstehen. Derartige hydraulische Markierungen (Impulsmarkierungen) finden sich häufig in dünnen und bei hoher Maschinengeschwindigkeit hergestellten Papieren mit hohem —> Füllstoffgehalt. Die fur das konventionelle —» Langsieb erforschten Gesetzmäßigkeiten gelten im Prinzip auch für —• Hybrid- und —• Doppelsiebformer. Auch hier beeinflusst die initiale Entwässerungsgeschwindigkeit bzw. der sie auslösende Druck die Intensität der Entwässerungsmarkierung entscheidend. Dieser Druck wird durch die Geometrie des Einlaufspalts zwischen den Doppelsieben bestimmt. Ferner spielen —» Stoffdichte und Entwässerungsfähigkeit (—• Schopper-Riegler-Wert) der Suspension, Siebpermeabilität und Sieb-/Strahlgeschwindigkeits-Verhältnis eine bedeutende Rolle.

Siebpartie (wire section) Auf der Siebpartie von Papiermaschinen vollzieht sich der erste Schritt des Papierherstellungsprozesses: die —• Blattbildung mit gleichzeitiger initialer —• Entwässerung. Die Siebpartie ist der Teil der —• Nasspartie, wo die zu entwässernde Stoffsuspension bzw. nasse Papierbahn ständig mit dem —• Papiermaschinensieb (—• Langsieb) und/oder den beiden Sieben von —> Doppelsiebformern in Berührung ist. Dabei wird die Stoffsuspension, aus dem —• Stoffauflauf kommend, auf der Siebpartie so weit entwässert, dass eine genügend gefestigte Papierbahn (etwa 15 bis 20 % Trockengehalt) in die —> Pressenpartie zur weiteren Entwässerung mithilfe von mechanischen Kräften überfuhrt werden kann. Die Siebpartie, ursprünglich der Schöpfrahmen (—• Schöpftechnik) bei der Handpapiererzeugung, hat mit Einführung der maschinellen Papierherstellung viele Konstruktionsformen gefunden und mit Steigerung der Entwässerungsleistung bis heute Änderungen erfahren. Basisformen sind das —• Rundsieb und das Langsieb.

kierungen, die durch Massentransporte von Fasern und —> Füllstoffen infolge Mikroströmungen verursacht werden.

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Querrichtung

ι—ι 1mm

156 1) Das Rundsieb (—• Rundsiebformer) findet bei der Kartonherstellung bis 500 m/min Anwendung, wie auch bei Spezialpapieren (—> Bütten-, —> Wasserzeichen-, —• Banknotenpapiere). (Siehe auch —> Karton-, —• Rundsiebmaschine, —• Saugformer, —• Saugformer-Kartonmaschine.) 2) Das Langsieb wurde in den vergangenen Jahrzehnten besonders signifikant zugunsten verbesserter Blattbildung (z.B. —> Formation) und höherer Produktionsleistung bzw. Papiermaschinengeschwindigkeit weiterentwickelt: —• Doppelsiebformer, —> Gapformer (—• Obersieb, —• Untersieb). KL

Siebpresse (fabric press) Die Siebpresse begründet ihre Erfindung in dem zusätzlichen Wasserspeichervermögen im Pressspalt durch Einfuhren eines Siebgewebes (engl.: fabric) zwischen —> Filz und —> Presswalze (Abb.). Dieses relativ kurze Siebgewebe ist endlos, wird über —> Siebleitwalzen geführt und durch —• Spritzrohr und —> Rohrsauger gereinigt und entwässert. Bei Erfindung der Siebpresse waren die Filze noch relativ dünn (max. 1 200 g/m 2 ), so dass das Fabric (Siebgewebe) bei „Filzverdrücken" Abhilfe brachte, auch bei Lochschattenmarkierungen (—> Markierungen) von

Siebpresse mit Siebgewebe

—> Saugpresswalzen. Die später entwickelten Sieb-/Filzkombinationen machten das separate Siebgewebe entbehrlich (zusätzlicher Zeitaufwand zum Fabriceinziehen, Platzbedarf für die Siebführung). Auch die später entwickelten Walzenbezüge aus Gummi und Polyurethan, mit Blindbohrungen oder Rillen (—• Rillenpresse) versehen, haben das Siebgewebe verdrängt. KL

Siebreinigungsmittel (fabric cleaner) Mithilfe von Siebreinigungsmitteln werden —• Siebe, z.B. in der —» Siebpartie von Papiermaschinen, von Verschmutzungen befreit, die mit Wasser nicht entfernbar sind. Verwendet werden Reinigungsmittel, die mit —• Filzreinigungsmitteln vergleichbar sind. Dank der offeneren Struktur der Siebe, im Vergleich mit —> Filzen, überwiegen aber die mechanischen Reinigungseinrichtungen, z.B. als —• Spritzrohre (siehe auch —• Trockensiebreinigung). KX

Siebsaugwalze (suction couch roll) Die Siebsaugwalze ist das endständige, sehr wirkungsvolle Entwässerungselement einer —• Siebpartie (Abb.). —> Wasseringluftpumpen oder Vakuumgebläse einer —• Vakuumanlage erzeugen den erforderlichen Unterdruck, damit Wasser aus der nassen Papierbahn durch das bewegte —> Sieb in den rotierenden, gebohrten Saugwalzenmantel (—> Saugwalze) befördert wird und z.T. in den stationären Saugkasten mit meistens 2 Saugzonen gelangt, der von der Vakuumanlage direkt besaugt wird. Zum Aufbau des —> Vakuums umschlingt das Sieb den gelochten Saugwalzenmantel auf einer Fläche von z.B. 300 mm Kreisbogenlänge χ Papierbahnbreite, die sich über dem unter Vakuum stehenden Saugkasten befindet. Die Dichtleisten des stehenden Saugkastens werden zum Halten des Vakuums gegen den umlaufenden Saugwalzenmantel wassergeschmiert mit Druckluftschläuchen angedrückt.

157 Der Saugkasten ist auf der —• Triebseite im Inneren des rotierenden Manteldeckels gelagert. Auf der —> Führerseite sind Mantel und Kasten außen gelagert. Der Saugkasten ist vor und zurück schwenkbar. Er ist meist in 2 Saugkammern für Hoch- (bis 0,15 bar Absolutdruck) und Niedervakuum (bis 0,45 bar Absolutdruck) getrennt ausgeführt. Leitungen für die Luftanschlüsse und das abgesaugte Wasser sind führerseitig vorgesehen. Die Dichtleisten bestehen aus Kunststoff.

Siebsaugwalze mit 2 Saugzonen

Der größte Teil des aus Papier und Sieb entzogenen Wassers, dessen Feststoffgehalt z.B. bei 0,05 % liegt, wird im Pressspalt vom Vakuum in den Mantellöchern festgehalten, nach Verlassen der Vakuumzone als Strahlfächer abgeschleudert und in der Saugwalzenrinne aufgefangen. Zur Vermeidung einer Rückbefeuchtung von Sieb und Papier wird der Saugkasten so positioniert, dass der abgeschleuderte Fächer nicht in das Sieb zielt. So wird das Vakuum in den Sauglöchern nach Verlassen der Saugzone mithilfe einer breiten Dichtleiste (z.B. 80 mm breit) langsam abgebaut, um auch auf diese Weise Pfeifgeräusche zu verringern, die ansonsten vom Lochbohrmuster bestimmt werden. Bei älteren Siebpartien, die nicht über eine eigene Antriebswalze verfügen, fungiert die Siebsaugwalze wie eine —• Siebleitwalze und auch Siebantriebswalze. Siebsaugwalzen gehören zur Siebpartie als Stand der Technik (—• Langsieb wie —» Doppelsiebformer). K L

Siebschiff (white water pan, wire pit) Das Siebschiff ist in Papiermaschinen der Vorläufer des modernen Siebwasserbehälters, auch Siebwasser 1-Tank oder Siebwasserturm (—• Siebwasser) genannt. Es befindet sich als nach oben offene Wanne unter der —• Siebpartie im Bereich zwischen —> Brustwalze, —> Gautschbruchbütte und den LängsFundamentbalken der Siebpartie. Der Boden des Siebschiffs liegt etwas über Papiermaschinen-Kellerniveau, wo der Saugstutzen der Stoffauflaufpumpe (—> Mischpumpe) zum Ansaugen von Siebwasser angeordnet ist. Das Siebschiff wird mit Siebwasser beschickt, das z.B. unter den —> Registerwalzen oder —• Foils mit Siebblechen aufgefangen und z.T. über vertikale Rinnen geführt wird. Die große Oberfläche wirkt entlüftend. Einbauten, die dem Siebwasser eine Strömung zum Saugstutzen der Stoffauflaufpumpe aufzwingen, vermeiden die Sedimentation von Feststoff. Bauseitig sind Siebschiffe massiv in Beton ausgeführt, meist mit Fliesen ausgekleidet (teuer, schwer zu reinigen). Ein moderner Siebwassertank besteht aus VA-Stahl (—> Konstanter Teil). KL

Siebseite (under side , wire side , wrong side) Die Siebseite ist diejenige Papierseite, die bei der Erzeugung auf einer —• Langsiebpapiermaschine bei der —> Entwässerung der nassen Papierbahn dem —• Sieb zugewandt war, während die —> Oberseite die andere Oberfläche des Papiers darstellt. Bei schnell laufenden Papiermaschinen mit —• Gapformern (—• Doppelsiebformer) sind aufgrund der beidseitigen Entwässerung beide Seiten „Siebseiten". Die Bestimmung der Siebseite kann durch Anfeuchten des Papierblatts und Betrachtung mittels einer Lupe erfolgen. In der Regel ist auf der Siebseite die Struktur des Siebgewebes zu erkennen (—> Siebmarkierung). Da aufgrund der Auswascheffekte durch —> Foils und durch geringere Filterwirkung die Siebseite meist ärmer an —• Fein- und —> Füllstoffen als die Oberseite ist, weist sie

158 eine niedrigere —> Glätte auf und kann somit auch durch Vergleich der Glättewerte der beiden Seiten ermittelt werden (—> Zweiseitigkeit). EI

bestimmt von: Stoffzusammensetzung, Strahlwinkel, Strahlauftreffdruck, Differenzgeschwindigkeit Strahl/Sieb und Siebgewebe. Weiterhin spielt die konstruktive Ausführung des Siebtisches eine große Rolle:

Siebspanner (wire tension device) —> Siebspannwalze

Siebspannwalze (wire tension roll) Aufgabe der Siebspannwalze als Siebspannvorrichtung ist die Konstanthaltung der geforderten Spannung des —• Siebes in der —> Siebpartie von Papiermaschinen. Die Siebspannwalze ist in einer Schlittenfuhrung so angeordnet, dass durch Veränderung der Walzenposition eine Siebverlängerung oder -Verkürzung bewirkt wird, was bei einem längsstabil gewobenen Sieb mehr oder weniger Siebspannung bedeutet. Die Siebspannung ist durch Einbau von Druckmessdosen im Lager einer meist fest angeordneten —> Siebleitwalze messbar. Das Messsignal wird zur Siebspannungsregelung genutzt. Die Hebel oder Schlitten werden durch Motoren (elektrisch, pneumatisch) - auch durch Luftbalg bei Hebeln - bewegt. KL

Siebtisch (wire table) Der Siebtisch (Abb.), direkt nach der —> Brustwalze in der —• Siebpartie von Papiermaschinen angeordnet, ist Stütz- und Entwässerungselement für das —> Sieb. Er war ursprünglich vollflächig ausgeführt, um die —• Entwässerung des auf das Sieb auftreffenden Suspensionsstrahls in diesem Bereich zu verzögern und um störende Querströmungen aus dem —• Stoffauflauf abzugleichen und zu beruhigen. Es sind Siebtische mit Leisten auf Kästen, die „aufgestaut" werden können, sog. Giebeler-Wannen, bekannt. Da der Siebtisch der Siebbereich ist, in den der Suspensionsstrahl aus dem Stoffauflauf auftrifft, kommt ihm besondere Bedeutung wegen der initialen Entwässerung zu. Diese wird

Vakuum-Siebtisch

Siebtisch (offen)

Schmalleisten

Breitleisten

Offener und Vakuum-Siebtisch •

•

•

•

Der Siebtisch dient als Tragelement für das Sieb mit einer ersten breiten Leiste als Auflaufleiste (z.B. 85 mm breit). An diese Leiste schließen schmale Leisten (z.B. 5 Leisten je 50 mm Breite) an. Die letzte Leiste ist wieder breiter (z.B. 60 mm). Der Siebtisch ist sowohl in seinem Abstand zur Brustwalze als auch zum Sieb verstellbar. Er kann sogar einen Winkel mit dem Sieb bilden. Der Winkel ist so eingestellt, dass im Stillstand des Siebs die letzte Leiste mit ihrer Hinterkante das Sieb berührt. Im Betrieb drückt der Stoffstrahl das Sieb auf den Siebtisch, dessen Winkeleinstellung z.B. so gewählt wird, dass die Vorderkante der Auflaufleiste in jedem Fall so viel —• Siebwasser nach unten in das —• Siebschiff abführt, dass zwischen Sieb und Siebtisch keine Luft eingefangen wird. Der Siebtisch ist für die Erstentwässerung (initiale Entwässerung) von Bedeutung, da er die Entwässerung im Auftreffpunkt des Suspensionsstrahls verzögert, besonders wenn der Strahl im Bereich einer Leiste auftrifft, was eine höhere Retention zur Folge hat. Auch die —> Faserorientierung und der Blattaufbau in —> z-Richtung sind davon berührt. Vereinzelt werden die Siebtischleisten als schmale Foilleisten (—• Foil) mit Winkel gegenüber dem Sieb zur verstärkten Entwässerung ausgeführt. KL

159 Die Siebverformung ist weitestgehend unabhängig vom eingesetzten Siebtyp und zeigt über die Sieblaufzeit immer denselben cha—• Siebtisch rakteristischen Verlauf. Bei Doppelsiebformern weist das Obersieb meist einen stärkeren Verzug als das Untersieb auf. Die PaSiebverformung piermaschine ist der Hauptverursacher für (wire deformation) Beim Lauf über schiefstehende —• Leitwalzen den Siebverzug. Allerdings kann es auch beoder infolge von Walzenbombierungen reits bei der Siebherstellung (Thermofixie(—• Bombierung) verformen sich —• Siebe in rung) zu einem Verzug der Siebgewebeder —• Siebpartie einer Papiermaschine. Die struktur kommen. Siebverformung kann über den Verzug von in Bei einem zu starken Siebverzug ist eine Querrichtung der Siebe verlaufenden Mar- Ausrichtung der Walzen in der Siebpartie kierstreifen beobachtet werden. Doch auch in nötig, um ein Verlaufen der Siebe zu verhinder —> Siebmarkierung der Papiere ist die In- dern. Ferner ist zu vermuten, dass aufgrund formation über die Siebverformung enthalten. unterschiedlicher Maschenweite die SiebverSiebe werden aus quer zur —> Laufrichtung formung eine ungleichmäßige lokale —• Entliegenden Schussfäden und in Laufrichtung wässerung sowie Füll- und Feinstoffretention liegenden Kettfäden gewoben. Siebverforbewirkt. PR mungen können am deutlichsten anhand des Verzugs der Markierungen der Schussfäden im Papier analysiert und quantifiziert werden. Siebwasser Siebtischleiste (forming board strip)

1400

(tail water, white water)

Schußfadenverzug, mm

1200 1000 ***

800

**

Untersieb — Obersieb

600 400

4

6

8

Bahnbreite, m TS Beispiel zum Verzug der Schussfäden von Oberund Untersieb in einem Doppelsiebformer

Die Abbildung zeigt die beiden typischen Verläufe der Schussfadenverzüge über der Bahnbreite einer Papierprobe. Die Schussfäden des —• Obersiebs eines —> Gapformers werden in diesem Beispiel auf der —• Triebseite (TS) um 1,3 m in Laufrichtung verzogen, bezogen auf die —> Führerseite (FS). Das —> Untersieb des gleichen Gapformers hat dagegen in der Papierbahnmitte mit 180 mm seinen höchsten Verzug.

Als Siebwasser wird speziell in der Papierindustrie das Wasser bezeichnet, das nach Abtrennung des Stoffs auf dem Sieb der Papiermaschine von diesem abfließt. Es wird z.T. unmittelbar wieder dem zum —• Stoffauflauf gelangenden Stoff zugeführt (meist in der Stoffdichteregelung), z.T. nach der —> Stoffrückgewinnungsanlage als —• Kreislaufwasser wieder verwendet. Der Überschuss wird als —• Abwasser abgeleitet. Den Ablauf anderer Siebanlagen, z.B. solchen zur —* Schlammentwässerung, bezeichnet man üblicherweise nicht als Siebwasser, sondern eher weniger korrekt als —• Filtrat. MÖ Siebwasserpumpe (fan pump, white water pump)

Das im —> Primärkreislauf einer Papiermaschine anfallende —• Siebwasser (Siebwasser 1) enthält auch nennenswerte Anteile von Feststoffen und wird deshalb direkt zur Verdünnung des von der —> Maschinenbütte kommenden Stoffs (—• Dickstoff) eingesetzt. In den seltensten Fällen (nur noch bei alten Papiermaschinen anzutreffen) erfolgt die Mischung der beiden Ströme in einem Misch-

160 kästen. In diesem Fall fordert die Siebwasserpumpe das Siebwasser 1 aus dem Siebwasserbehälter auf die geodätische Höhe dieses Kastens. In den meisten Fällen ist die Siebwasserpumpe als —• Mischpumpe angeordnet. Ihr läuft dann sowohl der aus der Maschinenbütte bzw. vom Niveaukasten kommende Dickstoff wie auch das aus dem Siebwasserbehälter stammende Siebwasser 1 zu. In diesem Fall mischt das Laufrad der —• Kreiselpumpe die nach —• Stoffdichte und Volumenstrom unterschiedlichen Ströme intensiv und fuhrt den verdünnten Stoff der —• Reinigung im —• Konstanten Teil vor dem —• Stoffauflauf der Papiermaschine zu. VO

Siebzylinder (wire-covered

•

•

Siliciumdioxid (Si0 2 ) ist die häufigste anorganische Verbindung der Erde. In reiner Form liegt es u.a. als —• Quarz vor, dem Hauptbestandteil von Sand. Siliciumdioxid ist in Wasser und —• Säuren mit Ausnahme der Flusssäure (HF) unlöslich, durch die es zu Siliciumtetrafluorid (SiF4) umgewandelt wird. Durch wässrige Alkalien oder durch Zusammenschmelzen mit —• Natriumcarbonat wird aus Siliciumdioxid —•Wasserglas hergestellt. SE

Silikate (silicates)

Synthetische hochweiße Aluminiumsilikate mit der ungefähren Formel cylinder)

Siebzylinder sind im Allgemeinen zur —• Entwässerung oder im Besonderen als Trockenzylinder zum Durchsaugen von Luft in Anwendung, abgesehen vom Einsatz als —•Egoutteur. Siebzylinder übernehmen vor allem folgende Funktionen: •

Siliciumdioxid (silicon dioxide)

Blattbildung als —• Rundsiebe oder —• Rundsiebformer. Zur Eindickung von Faserstoff werden Rundsieb-Eindicker als Waben- oder Falten-Siebzylinder genutzt. Dieser Siebzylinder hat als Wabenzylinder mit glatter Oberfläche einen stabilen Körper in Wabenbauweise, der insbesondere aus nur einer Lage besteht, in der Hochkanttragringe und Wabenringe aus nichtrostendem Stahl durch Punktschweißung verbunden sind. Das Siebgewebe als Überzug aus Kunststoff oder nichtrostendem Stahl ist direkt auf dem Wabenkörper aufgebracht. Ein Unterlagsgewebe kann in besonderen Fällen zusätzlich aufgebracht werden. Siebzylinder für —• Eindicker werden bis zu 4,5 m Länge und max. 2 m Durchmesser hergestellt. —• Durchströmtrocknung für sehr poröse Papierbahnen (-•Filter-, -•Teebeutel-, —• Hygienepapiere (—• Durchblastrockner). KL

Na 2 0 · AI2O3 · χ Si0 2 · ca. 5 H 2 0 (x > 12) werden bei der Herstellung von Papier als —• Füllstoffe in der Masse eingesetzt. Sie verbessern die —• Opazität und vermindern das —• Durchschlagen von —• Druckfarben. Diese synthetischen —• Pigmente sind leicht alkalisch, hochweiß ( - • Weißgrad > 95 %) und haben im Gegensatz zu natürlichen Pigmenten eine sehr hohe Oberfläche von über 50 m2/g. Sie lassen sich durch kationische —• Retentionsmittel sehr gut fixieren. Die poröse Struktur und die hohe Oberfläche fuhren zu einem guten Saugvermögen gegenüber Flüssigkeiten. —• Druckfarben werden dadurch beim —• Drucken rasch immobilisiert. Die Einsatzmengen (z.B. bei —•Zeitungsdruck) liegen bei 1 bis max. 3 %, bezogen auf Papiermasse. SÜ

Silikonisieren (silicone coating)

Beschichten von Papier, Karton oder —• Kunststofffolien mit Silikonharzen. Die verwendeten Silikonharze bestehen aus einem Gemisch von thermisch oder mithilfe von Strahlungsenergie vernetzbaren Vorstufen, die nach dem Aufbringen auf das Trä-

161 germaterial (Papier, Folien) zu einem duroplastischen Film vernetzen, d.h. ausgehärtet werden. Aufgrund ihrer Oberflächeneigenschaften eignen sich silikonisierte Papiere und Folien bestens als Trennmaterial für Haftverbunde (z.B. -> Haftetiketten). KB

Silikonisiertes Papier (silicone treated paper)

Silikonisierte Papiere sind mit einer extrem dünnen, meist aus Polydimethyl-siloxanen bestehenden Schicht von ca. 0,5 bis max. 5 g/m2, meist jedoch unter 1,5 g/m2, ein- oder beidseitig abgedeckte Trennrohpapiere, wie Silikonrohpapier, Echt Pergament, Pergamentersatz, Pergamin oder kunststoffbeschichtete Kraftpapiere. Die mit Ausnahme von einigen Spezialsorten, wie Backpapier, vorwiegend außerhalb der Papiermaschine beschichteten Papiere mit mehr oder weniger starker Abhäsivwirkung, z.B. gegen Klebstoffe (-• Abhäsivpapier) müssen je nach Einsatzgebiet sehr unterschiedlichen und hohen Anforderungen bezüglich Gleichmäßigkeit Dicke, Oberflächendichtigkeit, Glätte, Trennwirkung), Stanzbarkeit, (insbesondere für den Etikettensektor, Haftetikettenpapier), thermischer Stabilität, Planlage und Dimensionsstabilität genügen. Als Silikonsysteme finden thermisch vernetzende, lösungsmittelhaltige (in Europa zunehmend geringere Anteile), wässrige (als Dispersion) oder lösungsmittelfreie und kaltvernetzende (durch Elektronen- bzw. UVStrahlung) Produkte Anwendung, die mittels Mehrwalzen- (Glattwalzen-) oder Rasterwalzenaufitragswerk auf das Trägerpapier aufgebracht werden. Silikonpapiere werden als Trennpapier u. a. bei der Fertigung von Kunststoff-Laminaten (Schichtstoff- und Spanplatten), als Schutzpapier zum Verpacken klebriger Güter (z.B. Bonbons, kandierte Früchte), für Backwaren und Lebensmittelverpackungen und vor allem (ca. 70 %) im Selbsklebesektor verwendet. Literatur: Thomas, R.: Silikonpapiere, Herstellung und

Eigenschaften. Das Papier 39 (1985), Nr. 10 A, V 92 - V 96 RH

Silikonrohpapier (release base paper)

Silikonrohpapiere, auch Trennrohpapiere genannt, dienen als Trägerpapiere für eine später aufgebrachte ein- oder beidseitige Silikonschicht mit Abhäsivwirkung (-> silikonisiertes Papier, Abhäsivpapier), auf die in nachfolgenden Arbeitsgängen weitere Schichten, z.B. Klebstoff in Kombination mit Etikettenpapier (-* Haftetikettenpapier) aufgetragen werden. Unter Silikonrohpapieren werden im Allgemeinen weiße oder gefärbte, beidseitig oberflächengeleimte, hochsatinierte Papiere (Glassine) mit flächenbezogenen Massen von ca. 60 bis 160 g/m2 und weiße bzw. gelblich eingefärbte, ein- oder beidseitig, z.T. mehrfach gestrichene, einseitig glatte (clay coated) Papiere aus vorwiegend gebleichten oder halbgebleichten -> Sulfatzellstoffen mit flächenbezogenen Massen von 40 bis 140 g/m2 verstanden. Silikonrohpapiere müssen gute Barriereeigenschaften, chemische Verträglichkeit und ausgezeichnete Haftung zu den unterschiedlichsten Silikonsystemen, hohe Dimensionsstabilität, Steifigkeit (bei gestrichenen Sorten), gute Planlage, ~>Kompressibiltät, hohe Festigkeiten auch nach thermischer Belastung, geringe Mikrorauigkeit und -porosität, hohe Gleichmäßigkeit bezüglich Dicke, Feuchte und Glätte, Farbkonstanz sowie eine hohe Transparenz (bei hochsatinierten Papieren bis ca. 75 g/m2 für den Etikettensektor) besitzen. Durch eine z.T. sehr intensive —• Mahlung der —> Zellstoffe, eine —• Oberflächenleimung mit filmbildenden Substanzen (—• Polyvinylalkohol, —• CMC, modifizierte —• Stärken), z.B. mittels —> Leim- oder —• Filmpresse, und eine separate feucht-heiße —> Satinage in —• Superkalandern werden hochverdichtete Silikonrohpapiere mit Rohdichten bis 1,25 g/cm3 hergestellt. Dem Stoffgemisch werden im Allgemeinen noch —> Leimungs- und —• Nassfestmittel sowie bei Bedarf —> Füll- und —• Farbstoffe zuge-

162 geben. Die Maschinengeschwindigkeit bei der Herstellung dieser Papiere beträgt bis zu 800 m/min, die Kalandergeschwindigkeit bis 600 m/min. Die Glättung der gestrichenen Papiere erfolgt dagegen mittels —• Glättzylinder oder —• Softkalander, selten durch eine separate Satinage. Jahresproduktion (Europa): ca. 200.000 t hochsatinierte (Glassine) und ca. 100.000 t pigmentgestrichene (clay coated) Papiere. Literatur: Reinhardt, B.; Frilund, L.: Herstellung und Eigenschaften hochsatinierter Silikonrohpapiere. Wochenblatt für Papierfabrikation 117 (1989), Nr. 11/12,486-498 Reinhardt, B.; Arnold, H.; Kramer, K.; Magd, F.; Steck, Chr.: Neue Trennrohpapiere mit silikatfreiem Pigmentstrich - Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten. Coating 30 (1997), Nr. 3, 74-80 RH

Siloanlage (für Hackschnitzel) (chip silo)

Silos sind hohe, rechteckige oder runde Behälter zum Zwischenlagern von Schüttgütern. Siloanlagen für —> Hackschnitzel dienen der temporären Aufbewahrung und in besonderen Fällen gleichzeitig ihrer Vorbehandlung für die Zellstoff- oder Holzstoffherstellung. Silos müssen vor allem den Austrag sicherstellen und sind deshalb meist im unteren Teil konisch oder pyramidenförmig verjüngt, wobei der Winkel der Verjüngung dem Schüttwinkel des Lagerguts angepasst sein muss, um eine Brückenbildung und damit ein Verstopfen des Silodurchflusses zu vermeiden. Silos sind meist aus Stahlbeton gebaut, um auch die erheblichen Seitendrücke sicher aufzunehmen. Es ist aber auch Metallbauweise möglich. Die Beschickung von Silos erfolgt immer durch Abwurf des zugeförderten Guts (z.B. vom Förderband oder aus dem Zyklonabscheider einer —> pneumatischen Förderanlage) von oben. Der Austrag geschieht meist mittels verfahrbarem Schneckenförderer, der die Hackschnitzel zu einer Aufgabestation für eine pneumatische Weiterbeförde-

rung oder für einen Bandförderer transportiert. Zur Verhinderung von Verstopfungen im Silo sollten die Seitenwände möglichst glatt sein, vorteilhaft, aber teuer sind keramische Beläge oder spezielle Farbbeschichtungen. Bei feuchtem Hackgut muss durch Isolierung oder Beheizung ein Anfrieren an den Wänden vermieden werden. Durch geeignete Hilfseinrichtungen kann das Silo zur Behandlung der Hackschnitzel ausgerüstet sein, z.B. mit einer Sprüheinrichtung fiir Suspensionen mit biologischen Kulturen oder —> Enzymen, Dampfoder Warmluftbeheizung und Belüftung zum schnellen Harzabbau. DA

Simplex-Querschneider (simplex sheet cutter)

Veraltete Bezeichnung für —• Querschneider, die mit nur einer —> Quermesserpartie ausgestattet sind. Der Gegensatz dazu sind die —• Duplex-Querschneider. KT

Sisalhanf (sisal hemp)

(z.B. Agave rigida, Familie Amaryllidaceae) Sisalhanf ist eine gelbliche, sehr feste, biegsame Blattfaser aus den langen Blättern der in Mexiko in Plantagen kultivierten Agave rigida, Abart der Familie der Amaryllidazeen. Die Fasern werden nach mechanischer Abtrennung, Dekortikation genannt, gewonnen. Sie werden auch in Ostafrika, besonders in Tansania, und in Java zur Herstellung von Tauen, Seilen sowie schweren Geweben und Säcken angebaut. Die Agavenblätter werden 1 bis 1,8 m lang und etwa 8 bis 14 cm breit. Die Elementarfaser hat im Durchschnitt eine Länge von 3 mm, im Maximum 4,5 mm und eine Breite von rund 25 μιη. Die Abfalle aus der Textilindustrie werden bisweilen ähnlich wie Hanfkämmlinge zu Halbstoff alkalisch aufgeschlossen und als Beimischung zu —» Hadern zur Herstellung von Hadernpapieren verwendet. Die gegenwärtige Produktion von Sisalzellstoffen in

163 Tansania, Brasilien und Asien dürfte bei etwa 10 000 t/a liegen. JU

Sitka-Fichte (sitka spruce)

Sitka-Fichte (Picea sitchensis). Aus Nordamerika stammende Fichtenart und neben der einheimischen —> Fichte (Picea abies) eine der wichtigsten und wüchsigsten Fichtenarten. In Europa wird die Sitka-Fichte mit gutem Erfolg in Großbritannien und Irland sowie in den küstennahen Regionen von Frankreich, den Niederlanden, Belgien und Deutschland angebaut. Im Unterschied zur einheimischen Fichte mit schwach hellbraunem bis rosabraunem —• Kernholz. Die mittlere Rohdichte beträgt 0,41 g/cm3. Die Sitka-Fichte wird vornehmlich im Innenausbau und für leichte Rahmenkonstruktionen verwendet. In Nordamerika wird sie zur Herstellung hochwertiger —• Zellstoffe eingesetzt. WE

Sizepresse (size press)

Die Sizepresse (Abb.) ist eine andere Bezeichnung für —• Leimauftragswerk bzw. für —• Leimpresse. Mit dieser Einrichtung wird eine Stärkelösung, auch —• Stärkeleim genannt, mit hohem Anpressdruck auf eine Pa-

pier- oder Kartonbahn aufgebracht. Diese —• Oberflächenbehandlung ist nicht mit der —• Masseleimung zu verwechseln, wo spezielle Hilfsstoffe direkt in den Papierstoff eingebracht werden. Die Sizepressen (Leimpressen) werden im Allgemeinen nur on-line in Papiermaschinen eingesetzt. Aus diesem Aggregat wurde die —• Filmpresse entwickelt, die für höhere Papiergeschwindigkeiten als die Sizepresse geeignet ist. KT

Skinverpackung (skin package)

Wie die —• Blisterverpackung ist auch die Skinverpackung eine insbesondere für den Selbstbedienungs(SB)-Bereich entwickelte Verpackungsform. Sie besteht aus einer bedruckten und mit einem siegelfähigen —• Lack veredelten Kartonkarte sowie dem Zuschnitt einer transparenten und biegeweichen thermoplastischen —» Folie. Beim Abpacken wird das Packgut auf der waagerecht liegenden Kartonkarte an der gewünschten Stelle piaziert. Über Packgut und der gesamten Kartenfläche wird der Folienzuschnitt gelegt. Mittels einer von der Kartenrückseite her wirkenden Vakuumpumpe wird die Luft zwischen Folien und Karte herausgezogen, so dass sich die Folie an die Kontur von Packgut und Karte anschmiegt. In diesem Zustand wird die Folie an den Kontaktstellen mit der Karte heißgesiegelt (—• Heißsiegeln). Im Gegensatz zur Blisterverpackung verlangt die Skinverpackung eine gewisse Mindestluftdurchlässigkeit der Kartonkarte. WN

Slalomführung (single tier runs)

Slalomführung (Synonyme: Einsieb-, Kontaktsieb-, Hylteführung, Unirun) von —• Trockensieben bedeutet, dass ein dünnes Spiraloder gewebtes Sieb in einer —• Trockenpartie der Papiermaschine sowohl die oberen als auch die unteren —• Trockenzylinder umschließt. Die Entwicklung der Slalomgruppen begann 1964 in den USA. Die ersten Papiermaschinen mit diesem System in den ersten Trockengruppen liefen ab Mitte der 70er Jah-

164 re in der schwedischen Papierfabrik Hylte Bruk. Der Umschlingungswinkel, der bei der konventionellen Doppelfilzführung < 180° beträgt, erhöht sich auf > 180° (bei Walzendurchmessern von üblicherweise 1 800 mm), bei der die Papier- oder Kartonbahn nur in Kontakt mit der Oberfläche des oberen Trockenzylinders steht (Abb.). Hierdurch ergibt sich eine lange einseitige Ausdampfzone, in der die Bahn auf dem Trockensieb um den unteren Trockenzylinder gefuhrt wird. Zur faltenfreien Führung um den unteren Zylinder werden Bahnstabilisatoren verwendet, die zwischen dem Trockensieb und dem Stabilisator einen Unterdruck erzeugen, der die Papierbahn an dem Sieb fixiert. Die Bahnaufführung erfolgt mit Seilen.

^ΐΓϋΓίΓΐΙ· Slalomflihrung in einer zweireihigen Trockengruppe (gestrichelt: Papierbahn)

Vorteile der Slalomführung gegenüber den bisherigen doppelt befilzten Trockengruppen waren neben dem Wegfall von Siebleiteinrichtungen höhere Geschwindigkeiten und die Minimierung des Bahnflatterns. Da die unteren Trockenzylinder, die meist nicht mehr beheizt werden, nur einen geringen Beitrag zur Trocknung leisten, wurden diese ab Ende der 80er Jahre durch gerillte oder besaugte Leitwalzen (Saugwalzen) ersetzt (—> einreihige Trockenpartie). KX

reizend wirkendes, in Wasser sehr gut lösliches Pulver. Aufgrund der stark alkalischen Reaktion solcher Lösungen wird Soda häufig anstelle von —• Natronlauge als Base eingesetzt. Von der Weltjahresproduktion von über 30 Mio t werden etwa 70 % aus Kochsalz (NaCl), —> Ammoniak und —> Kohlendioxid gewonnen (Solvay-Verfahren), der Rest ist Natursoda (große Vorkommen in Seen und Lagerstätten). Verwendet wird Soda vor allem bei der Herstellung von Gläsern, Chemikalien sowie von —• Seifen und —• Waschmitteln. Im Bereich der Zellstoff- und Papierherstellung dient Soda u.a. als Aufschlusschemikalie für —• Einjahrespflanzen, als teilweiser Ersatz von —> Natronlauge beim —• CTMP-Prozess oder zum —• Verseifen von —> Harz im Rahmen der —• Leimung von Papier. Als Zwischenprodukt bei der —•Chemikalienrückgewinnung beim Sulfatverfahren (—• Sulfatzellstoff) wird Soda durch —• Kaustifizieren zu —> Natronlauge umgesetzt. SE

Sodakessel (recovery boiler , soda recovery boiler)

Der Begriff Sodakessel ist ein Synonym für den —• Rückgewinnungskessel beim Sulfatverfahren (—• Sulfatzellstoff), nachdem moderne Konstruktionen die in älteren Anlagen getrennten Funktionen des —• Drehrohrofens und des Schmelzkessels vereinen. Ursprünglich war der Sodakessel lediglich der Schmelzkessel, in dem bei 800 bis 900° C die Natriumsalze mit dem als Verbrennungsprodukt der organischen Stoffe entstandenen Kohlendioxid (CO2) reagieren, so dass die überwiegend Natriumcarbonat (Na 2 C0 3 ) (Soda-)haltige Schmelze entsteht: Na 2 0 + C0 2 —Na 2 C0 3 Durch Zusatz von —»Kalk werden die enthaltenen Natriumsilikate (Na 2 Si0 3 ) umgefällt, um die Natriumverluste zu verringern:

Soda (soda, sodium carbonate)

Na 2 Si0 3 + CaC03 -» Na 2 C0 3 + CaSi03

Soda, chemisch Natriumcarbonat (Na2C03), ist ein weißes, auf Haut und Schleimhäute

Die im Kessel unten abgezogene Schmelze ist Basis für die Kochlauge (—• Weißlauge),

165 die in der - > Kaustizieranlage gewonnen wird. Das Geruchsproblem durch reduzierte Schwefelverbindungen (—• Schwefelwasserstoff, —» Mercaptan, Methylsulfid, Dimethylsulfid) kann durch Verbrennung gelöst werden. DA

Softglättwerk (soft calender) —• Softkalander

Softkalander (soft calender) Softkalander sind —• Satinierkalander, die für die hohen Geschwindigkeiten von Papierund —» Streichmaschinen ausgelegt sind und dort vorwiegend on-line installiert werden (—• on-line-Satinage). Wegen ihrer günstigen Eigenschaften, vor allem dank der Trennung der Einflüsse auf die beiden Seiten des Papiers durch separat einstellbare Walzenspalte und weitreichende Steuerungsmöglichkeiten, werden sie für die —• Satinage hochwertiger Massendruckpapiere eingesetzt. Softkalander, auch als Softglättwerk oder Sofit-Nip-Glättwerk bezeichnet, enthalten prinzipiell die Bauelemente der —• Kalander. Während —• Superkalander 9 bis 15 oder mehr Walzenspalte aufweisen, arbeiten Softkalander mit 1 bis 4 —»Nips in aneinander gereihten Zwei- oder Drei-Walzen-Anlagen (Abb.). Für den on-line-Betrieb sind alle Walzen angetrieben, so dass der Walzenspalt bei voller Maschinengeschwindigkeit gefahrlos und ohne Bahnriss geöffnet bzw. NIPCORECTWalzen geschlossen werden kann. Sie sind mit Aufführhilfen (meist Seileinführungen, Luftleitbleche, Vacuumbelts), feinfühliger Zugregelung zwischen den Einzelanlagen sowie mit Vorrichtungen versehen, die einen schnellen und sicheren Walzenwechsel auch während des Satinagebetriebs ermöglichen. Softkalander

Die Walzenpaarungen bestehen aus temperierbaren —• Hartguss- oder Stahlwalzen, die meist mit peripheren Bohrungen für die Übertragung hoher Wärmeenergiemengen versehen sind. Der elastische (soft) Walzenspalt wird gebildet durch kunststoffbezogene —• Schwimmende-, —> Durchbiegungsausgleichs- oder Profilkorrektur-Walzen, die gegen die beheizten Walzen laufen. Softkalander-Walzen haben vergleichsweise große Walzendurchmesser, deren breitere Kontaktzonen zwar eine längere Druckeinwirkungsdauer, bei gleichen —> Linienkräften aber geringere Druckspannungen ergeben als Walzen mit kleinerem Durchmesser. Für vergleichbare Satinageergebnisse müssen deshalb deutlich höhere Temperaturen und Druckspannungen bzw. Linienkräfte vorgegeben werden. Aufgrund der vergleichsweise geringen Anzahl der Walzenspalte erreichen Softkalander nicht bei allen Papieren optimale Satinage-Ergebnisse (—> Janus Concept). Typische Einsatzgebiete für on-line betriebene Softkalander sind: • • • • • •

—> Zeitungsdruckpapier (SC-news) MFC-paper (machine finished coated) —• gestrichene und —> ungestrichene Druckpapiere —• Schreib- und —• Verpackungspapiere technische Spezialpapiere einseitig glatte —> Etikettenpapiere. SZ

Holzwalzen

schneller Walzenwechsel

Steuerung mit Closed-loop

166 Softkalandrieren (softcalendering) Softkalandrieren ist ein thermo-mechanisches Oberflächenumformungs-Verfahren zum —• Satinieren und Verdichten von Papier- und Kartonbahnen mit —> Softkalandern. Es wird vorzugsweise on-line am Ende einer Papieroder —• Streichmaschine angewendet (—> online-Satinage). Dabei werden auch 2 oder 4 Softkalander in Reihe hintereinander installiert, um die für Druckpapiere erforderliche Anzahl von 2 bis 4 Spaltdurchgängen realisieren zu können. Für breite, schnelle Maschinen wählt man relativ große Walzendurchmesser bis 1 500 mm, Temperaturen bis 200° C und Druckspannungen (von der Spaltbreite und der —> Linienkraft abhängige Flächenpressungen) bis 40 N/mm 2 . Man erreicht damit für einige Schreib- und Druckpapiere (tiefdruckfähiges Zeitungsdruckpapier, MFC-Papier = machine finished coated paper), etliche gestrichene Sorten sowie für technische Spezialpapiere ausreichende Satinagequalitäten bezüglich Glätte und Glanz. SZ

Soft-Nip-Glättwerk (soft calender) —• Softkalander

Solidarfonds (joint and several fund) —• Abfallverbringung

Sonderabfall (hazardous waste) Der Begriff Sonderabfall ist gesetzlich nicht geregelt, sondern umfasst die besonders überwachungsbedürftigen Abfalle. Sie sind geregelt in der Verordnung zur Bestimmung von besonders überwachungsbedürftigen Abfallen (Bestimmungsverordnung besonders überwachungsbedürftige Abfalle - BestbüAbfV). Diese Verordnung löst die Abfallbestimmungsverordnung und die Reststoffbestimmungsverordnung, jeweils vom 03. April 1990, ab und gilt damit auch für die

—> Technische Anleitung Abfall. Sie setzt die Entscheidung 94/904/EG des Rates vom 22. Dezember 1994 über ein Verzeichnis gefährlicher Abfälle im Sinne von Art. 1 Abs. 4 der Reichtlinie 91/689/EWG über gefährliche Abfälle (Abi. EG Nr. L 356, S.14) um. Die Rechtsgrundlagen im —> Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz (KrW-/AbfG) sind § 41 I Satz 2 und I I I Nr. 1. Die Verordnung gilt sowohl für besonders überwachungsbedürftige Abfälle zur Beseitigung als auch für besonders überwachungsbedürftige Abfalle zur Verwertung. In der Anlage 1 der Bestimmungsverordnung besonders überwachungsbedürftiger Abfälle wird der oben erwähnte europäische Katalog gefährlicher Abfälle deckungsgleich übernommen. Gleichzeitig nimmt sich der Bundesgesetzgeber das Recht, in der Anlage 2 von der Europäischen Gemeinschaft nicht als gefährlich eingestufte Abfälle gleichwohl als besonders überwachungsbedürftig zu bezeichnen. In der Anlage 1 sind 237 Abfallarten aufgeführt, in der Anlage 2 sind es 18 Abfallarten. Produktionsspezifische Stoffe der Zellstoff- und Papierindustrie sind in der Liste nicht zu finden. Für besonders überwachungsbedürftige Abfälle gilt das obligatorische Nachweisverfahren nach § 43 bzw. § 46 KrW-/AbfG. Hiervon kann auf Antrag nach § 43 I I I bzw. § 46 I I I KrW-/AbfG Befreiung erteilt werden, wenn dadurch eine Beeinträchtigung des Wohls der Allgemeinheit nicht zu befürchten ist. Außerdem gibt es grundsätzlich kein Nachweisverfahren bei Beseitigung oder Verwertung besonders überwachungsbedürftiger Abfälle in eigenen, in einem engen räumlichen und betrieblichen Zusammenhang stehenden Anlagen nach § 44 I bzw. § 47 KrW-/AbfG. In diesem Fall werden die Nachweise durch —•Abfallwirtschaftskonzepte und —•Abfallbilanzen ersetzt. Literatur: Kibat, K.-D.; Meißner, S.: Kreislaufwirtschafls- und Abfallgesetz, Vollzug. Band 1, Bonn, 1997 KI

167 Sonnenenergie (solar energy) Unter Sonnenenergie wird die von der Sonne ausgehende elektromagnetische Energie verstanden. Der Mensch nimmt sie als Sonnenschein, -licht und -wärme wahr. Der größte Teil der von der Sonne abgestrahlten Energie wird im Ultraviolett- und Röntgenbereich emittiert und entzieht sich dem menschlichen Auge. Das Sonnenlicht ist in großem Maße für das Ablaufen atmosphärischer Reaktionen verantwortlich. Dabei verändert sich auch die Sonnenstrahlung. Extrem kurzwelliges —> UV-Licht (Wellenlänge < 175 nm) wird in der Atmosphäre in Höhen oberhalb 100 km von Sauerstoff absorbiert. Die UV-Strahlung zwischen 175 und 290 nm wird von dem in der Stratosphäre (in einer Höhe von 15 bis 50 km) enthaltenen —• Ozon absorbiert. Auf der Erdoberfläche reicht die UV-Strahlung höchstens bis zu Wellenlängen von 293 nm (UV-B-Strahlung). Von der Sonnenstrahlung, die die Erde erreicht, leiten sich über physikalische oder chemische Konversionsschritte mittelbare Sonnenenergieformen ab. Dazu zählen die Windenergie- und Wasserkraftnutzung, die Nutzung solarer Umgebungswärme und die Biomassenutzung (z.B. in Form von —• Holz). Unterschieden wird zwischen aktiver und passiver Sonnenenergienutzung. Passiv ohne menschliche Aktivitäten wird z.B. solare Strahlungsenergie durch Absorption in der Atmosphäre in Umgebungswärme oder durch fotochemische Prozesse in —•Biomasse (gesamte Flora) umgewandelt. Im Gegensatz dazu bedarf die aktive Sonnenenergienutzung immer eines Energiewandlers, um aus der Strahlungsenergie die solaren Sekundärenergien Wärme, Strom, Wasserstoff oder andere chemische Energieträger zu gewinnen. Dazu zählen z.B. Sonnenkollektoren, Solarzellen, Wärmepumpen, Windenergiekonverter und Sonnenkraftwerke. Das derzeit in Deutschland genutzte solare PrimärenergieÄquivalent beträgt nur wenige Prozente des gesamten Primärenergieverbrauchs. HA

Sorbit (sorbitol) Sorbit ist ein Zuckeralkohol. Er besitzt einen süßen Geschmack (relative Süßkraft ca. 50 % von —» Saccharose) und ist sehr leicht löslich in Wasser. Sorbit findet sich in vielen Früchten, besonders konzentriert (ca. 10 %) in denjenigen der Eberesche (Vogelbeerbaum, Sorbus aucuparia) und hat von dieser seinen Namen erhalten. Synthetisch wird Sorbit durch Hydrieren von —> Glucose erzeugt. Sorbit hat die Strukturformel CH 2 OH I HC-OH I HO-CH I HC-OH I HC-OH I CH 2 OH und die Summenformel C 6 H i 4 0 6 . Sorbit wird vor allem für diätetische Lebensmittel sowie Kosmetika und Arzneimittel verwendet. Über mikrobiologische Oxidation zu Sorbose umgewandelt, wird daraus Vitamin C erzeugt. Sorbit dient auch als —•Weichmacher und Grundstoff für —• Hilfsstoffe in der Papier-, Leder- und Textil-Industrie sowie zur Leimund Gelatine-Herstellung, weiterhin als Rohstoff zur Synthese von Polyethern, —>Tensiden, —• Lacken und —> Firnissen. Literatur: Römpp Lexikon Chemie. Stuttgart, New York: Georg Thieme Verlag, 1996 GU

Sorption (sorption) Sorption ist der Oberbegriff für alle Vorgänge, bei denen ein Stoff durch einen anderen mit ihm in Berührung stehenden Stoff aufgenommen wird. Man verwendet den Begriff Sorption immer dann, wenn im speziellen Fall die Natur des individuellen Prozesses unbekannt ist (z.B. —• Adsorption oder —• Absorption). Die sorbierte Substanz wird

168 als Sorbat, die sorbierende als Sorbens oder Sorptionsmittel bezeichnet, in der Chromatographie oft auch als stationäre Phase. In der Vakuum-Technik sind Sorptionsmittel Stoffe, die der Bindung von Gasen dienen. Geschieht dies auf chemische Weise, so spricht man von Gettern. Beispiele fur Sorption sind: • • •

•

Absorption Adsorption (Chemisorption, Physisorption) Resorption als Aufnahme von Nahrungsmitteln, Arzneimitteln und ähnlichen Stoffen in die Blut- und Lymphbahnen Unter Desorption versteht man die Freigabe adsorbierter Gase. Es findet somit eine Trennung eines Adsorbats von einem Adsorbens statt, bei der die wirksamen Molekularkräfte (van der Waals'sche Kräfte) durch Erwärmen oder Druckminderung überwunden werden. Adsorptions-/Desorptions-Prozesse findet man bei vielen technischen Verfahren, wie z.B. Destillation, Katalyse und Gasreinigung.

Bei der Faserstoff- und Papiererzeugung spielen Adsorption und Desorption eine grundlegende Rolle, was aus der Affinität von pflanzlichen Faserstoffen zu Wasser und Wasserdampf begründet ist. Die Sorption beeinflusst weiterhin produktrelevante Eigenschaften (z.B. —> Bruchkraft, —> Berstfestigkeit, —• Dehnung oder —• Quellung und —• Schrumpfung) des Papiers. Darüber hinaus treten Wechselwirkungen zwischen Fasern, Wasser und eingesetzten Hilfsstoffen auf, die die Sorptionsvorgänge beeinflussen können. Diese Wechselwirkungen sind relativ komplex, wobei festzustellen ist, dass die für die Bindung des Adsorbats (Wasserdampfs) an das Adsorbens (Faser bzw. Papier) verantwortlichen Kräfte die gleichen sind wie die, die zwischen 2 Atomen oder Molekülen wirken. Nach der Art der wirkenden Kräfte wird unterschieden in physikalische, chemische und, im Zusammenhang mit Faserstoffen und Wasser besonders wichtig, Wasserstoffbrückenbindung.

Generell lässt sich der Vorgang der Adsorption von Wasserdampf in Faserstoffen und Papier in Teilprozesse untergliedern: •

•

•

In der Phase der monomolekularen Sorption bildet sich bei niedrigen Dampfdrücken (< 20 % -»relative Luftfeuchtigkeit) zunächst eine molekulare Schicht aus. Sobald die Oberfläche der Festkörpers (Fasern bzw. Papier) mit einer Monoschicht besetzt ist, ist die monomolekulare Adsorption abgeschlossen. Bei höheren Dampfdrücken bzw. relativen Luftfeuchtigkeiten (20 % < rei. LF < 80 %) erfolgt eine Adsorption in 4 bis 10 Wassermolekül-Schichten, die als multimolekulare Adsorption bezeichnet wird. Kapillarkondensation tritt bei relativen Luftfeuchtigkeiten zwischen 80 und 100 % auf, hervorgerufen durch Kondensation in den ursprünglich vorhandenen und durch —> Quellung stark vergrößerten bzw. neu zugänglichen Hohlräumen von Fasern und Papier, wobei die Wände dieser Hohlräume vollständig mit Wassermolekülen besetzt werden.

Die Temperatur hat einen starken Einfluss auf den Sorptionsprozess. Die Diffusion von Wasser in Fasern oder Papier ist ein exothermer Prozess, d.h. es wird Wärme freigesetzt. Demzufolge nimmt das Ausmaß der Adsorption mit steigender Temperatur ab. EI

Sorptionsisotherme (sorption isotherm) Bringt man einen Stoff mit großer innerer Oberfläche, wie z.B. kapillarporöse Stoffe (z.B. —> Fasern), in eine mit Dampf beladene Atmosphäre bestimmter Temperatur, so nimmt das Gut bis zum Eintreten eines Gleichgewichtzustands aus der Atmosphäre Dampfmoleküle auf. Den Zusammenhang zwischen der sich einstellenden Gleichgewichtsbeladung (—• Feuchtegehalt) des Guts und der relativen Feuchte der Atmosphäre (—> relative Luftfeuchtigkeit) bei konstanter

169 Temperatur bezeichnet man als Sorptionsisotherme. Gleichgewichts-Feuchtegehalt, %

Relative Luftfeuchtigkeit, %

Adsorption (monomolekular)

Adsorption (muttimolekular)

Kapillarkondensation

Sorptionsisothermen von Wasserdampf an Cellulose

Die Sorptionsisotherme einer Probe aus hygroskopischem Material (z.B. aus pflanzlichen Fasern, Papier) hat das in der Abbildung gezeigte typische Aussehen. Bei der Feuchtigkeitsaufnahme (—> Adsorption) einer absolut trockenen Probe findet zunächst eine monomolekulare Belegung der inneren und äußeren Oberflächen der —• Faserwand statt, gefolgt von einer mehrschichtigen Adsorption. Bei relativen Luftfeuchtigkeiten zwischen 80 und 100% kommt es zu einer Kapillarkondensation, bis die Faserwand vollständig gesättigt ist. Diese sog. Fasersättigungsfeuchte bzw. dieser Fasersättigungspunkt liegt fur —• Baumwolle bei ca. 24 % (—> Sorption). Jenseits der Fasersättigung liegt freies Wasser vor. Verbunden mit der Feuchtigkeitsaufnahme ist eine —> Quellung und damit eine Volumenvergrößerung der Fasern, die 30 bis 35 % in Richtung des —• Faserdurchmessers, jedoch nur etwa 1 % in Richtung der Faser-

länge beträgt. Aus diesem Grund sowie durch die bevorzugte Orientierung der Fasern (—> Faserorientierung) in —• Laufrichtung erfährt ein Papier bevorzugt Feuchtdehnung und —• Schrumpfung in —> Querrichtung. Sorptionsisothermen werden experimentell bestimmt. Dabei beobachtet man unterschiedliche Gleichgewichtsbeladungen bei gleicher relativer Luftfeuchte je nachdem, ob man das Gut mit Feuchte belädt (Adsorption) oder Feuchte entfernt (Desorption). Diese Erscheinung wird als Hysteresis bezeichnet. Demzufolge stellt sich ein höherer Feuchtegehalt im Papier ein, wenn eine Anpassung an den Gleichgewichtszustand von einem feuchteren als von einem trockneren Zustand erfolgt. Der Gleichgewichts-Feuchtegehalt des Papiers nimmt mit der Zahl der Trockenzyklen (Adsorption, Desorption) ab. Die Sorptionsisotherme ist bei Papier abhängig von Faserstoffen (Faserart, Aufschluss, —• Bleiche), —» Mahlung, —• Leimung, —• Imprägnieren, Temperatur sowie von der Menge der im Papier eingesetzten Füllstoffe. Der Feuchtegehalt von Papier hat deshalb so große Bedeutung, weil er u.a. die mechanischen Eigenschaften des Papiers dominierend beeinflusst. So nehmen mit zunehmender relativer Luftfeuchtigkeit z.B. —> Bruchkraft und —• Berstfestigkeit ab, während —> Weiterreißarbeit und —• Dehnung zunehmen. EI

Sortieranlage (sorting plant) In einer Sortieranlage wird —• Altpapier entsprechend seinem späteren Einsatz bei der Papierproduktion mehr oder weniger aufwendig manuell in —> Altpapiersorten sortiert, wobei gleichzeitig grobe papierfremde Verunreinigungen entfernt werden (z.B. Metall, Kunststoff, Glas). Sortieranlagen werden vom —• Altpapierhandel betrieben, dem neben der —> Altpapiererfassung auch die sinnvolle Sortentrennung nach den Qualitätsstandards der —> Altpapiersortenlisten (—> Sortierkriterien) sowie die Bereitstellung wirtschaftlicher Transporteinheiten obliegt. Zu

170 diesem Zweck bestehen Sortieranlagen neben Maschinen, die der Abtrennung von Verunreinigungen dienen, wie Schüttelsiebe oder Sortiertrommeln, auch aus Zerreißmaschinen (—> Shreddern) und Presseinrichtungen (—• Ballenpresse). Die Maschinen können durch geeignete Förderbandsysteme miteinander verbunden sein. Sofern keine gemischten Altpapiersorten für Verpackungspapiere und Karton generiert werden, wird das Altpapier nach der Entfernung grober papierfremder Verunreinigungen üblicherweise in helle und dunkle Papierfraktionen getrennt. Dieser Vorgang wird an Sortierbändern ausgeführt, wobei der gemischten Ware eine Fraktion manuell entnommen wird. Bei der Generierung von —> Deinkingware handelt es sich meist um die dunkle Altpapierfraktion, die sich aus Verpackungspapieren und Karton zusammensetzt. In diesem Fall spricht man von einer Negativsortierung, da die auf dem Sortierband verbleibende, im Allgemeinen mengenmäßig größere Fraktion erzeugt werden soll. Soll stattdessen die entnommene, meist mengenmäßig kleinere Fraktion aus dem gemischten Altpapier gewonnen werden, spricht man von einer Positivsortierung. Während die aussortierte Altpapierfraktion ebenfalls als Rohstoff bei der Papierproduktion Verwendung findet, verlassen die papierfremden Verunreinigungen den Sortierbetrieb als —• Reststoffe, die entweder einer weiteren Verwertung oder Deponierung zugeführt werden. Nach der Sortierung werden die Altpapiersorten entweder in Stapel- und transportfähige Ballen gepresst oder in Containern als —• lose Ware zum direkten Weitertransport in die altpapierverarbeitenden Fabriken bereitgestellt. Zusätzlich sind in einigen Papierfabriken, vor allem in solchen mit —• Deinkinganlagen, auch Sortierbänder installiert, um direkt vor der —• Stoffaufbereitung noch vorhandene Verunreinigungen aus der Deinkingware zu entfernen. Auch dort erfolgt die AussortieAC rung auf manuelle Weise.

Sortierer (screen) Ein Sortierer ist eine Maschine zum Abtrennen unerwünschter Feststoffe aus Stoffsuspensionen mithilfe von gelochten oder geschlitzten Sieben als Trennelement (—• Sortierung). Sortierer mit Siebkorb werden zur Reinigung von —> Zellstoff, —> Holzstoff und —> Altpapierstoff in einem Stoffdichtebereich von etwa 0,5 bis 4,5 % eingesetzt, Sortierer mit Plansieb bis 6 % Stoffdichte. In der Aufbereitung von —> Primärfaserstoffen werden Sortierer zur —> Feinsortierung, in der —> Altpapieraufbereitung auch zur —> Grobsortierung verwendet. Bei der Holzstofferzeugung dienen sie zur Abtrennung von —• Splittern. Die als —> Rejekt abgetrennten Splitter werden einer nachgeschalteten Zerfaserung zugeführt, so dass kein Fasermaterial aus dem Prozess ausgeschieden wird. Sortierer werden im Allgemeinen zu Sortiersystemen mit mehreren Stufen kombiniert. Die nachgeordneten Stufen sollen bei gewünschter Sortiergüte den Faserverlust minimieren. Die Höhe der Belastung der Suspension mit Verunreinigungen (z.B. Kunststoffpartikel, nassfeste —• Stippen) beim Einlauf in den Sortierer variiert entsprechend dem weitgespannten Einsatzbereich in einem sehr breiten Rahmen. Entsprechend ihrem Einsatzfall können daher Ausführungsform (Konstruktion) und Betriebsweise von Sortierern sehr unterschiedlich sein. Die Hauptelemente eines Sortierers sind Sieb, Rotor und Gehäuse. Das Sieb kann als Plansieb oder als zylindrischer Siebkorb ausgeführt sein. Weiterhin unterscheidet man zwischen Loch- und Schlitzsieben. Die Sieböffnungen bei den Lochsieben liegen bei 0,8 bis 1,8 mm für Siebkörbe und bei 2,0 bis 2,6 mm für Plansiebe. Schlitzsiebe werden in der Regel als Siebkörbe ausgeführt. Die eingesetzten Schlitzweiten bewegen sich von 0,1 bis 0,4 mm. Siebkörbe (Loch und Schlitz) werden je nach Einsatzfall mit oder ohne zulaufseitige Profilierung angewendet. Plansiebe besitzen auf der Zulaufseite meist eine glatte Grundstruktur und sind zudem mit radial angeordneten Leisten bestückt.

171 durch eingebrachte Scherkräfte zu fluidisieren, d.h. die Fasernetzwerke aufzubrechen.

Abb. 1 : Schema eines Stabsiebkorbs, bei dem die Stäbe in den Halteringen verklemmt sind. Das Oberflächenprofil ist in der Detailansicht zu erkennen. (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology)

Siebkörbe werden nach unterschiedlichen Fertigungsverfahren hergestellt. Lochsiebkörbe werden spanabhebend durch Fräsen und Bohren aus einem entsprechenden Rohzylinder erzeugt. Schlitzsiebkörbe werden entweder ebenfalls spanabhebend durch Fräsen und Sägen hergestellt oder aus einzelnen Stäben zusammengefugt (Stabsiebkörbe). Bei den Stabsiebkörben werden die einzelnen Stäbe im gewünschten Abstand voneinander angeordnet und durch Schweißen, Löten, Klemmen oder Kombinationen aus diesen Verfahren an Halteringen befestigt (Abb. 1). Der Zwischenraum zwischen benachbarten Stäben stellt die Schlitzweite dar. Die Genauigkeit der Schlitz- bzw. Spaltweite muss über die gesamte Siebkorbfläche gewährleistet sein. Durch die Art der Fertigung bei den Stabsiebkörben lassen sich auch aufwendige Profile noch relativ einfach herstellen, mit denen eine gute Sortierwirkung bei gleichzeitig hoher Siebflächenbelastung (hydraulischer Durchsatz) gewährleistet ist. Zudem ist die offene Siebfläche höher als bei gefrästen Siebkörben. Beim Sortiervorgang verlegen Verunreinigungen (z.B. Kunststoffpartikel) und Fasern die angeströmte Sieboberfläche. Sie muss daher laufend geräumt werden, was üblicherweise mithilfe von Rotoren geschieht, die Saug- und Druckpulse erzeugen. Aufgrund dieser Pulse erfolgt eine Rückströmung durch das Sieb, wodurch die das Sieb belegenden Partikel abgehoben werden. Daneben haben die Rotoren, insbesondere bei höheren Stoffdichten, auch die Aufgabe, die Suspension

Grobsortierung

Grobsortierung

Grobsortierung

Feinsortierung

Abb. 2: Beispiel fur Rotorausfuhrungen fur die Grob- und Feinsortierung (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology)

Die Rotoren sind entsprechend ihrem Einsatzfall in ihrer Form sehr unterschiedlich ausgeführt. Bei Siebkorbmaschinen verwendet man von der Suspension umspülte Flügel oder direkt auf dem Rotorkörper integrierte Konturen, die wiederum eine sehr grobe oder auch feine Struktur aufweisen können (Abb. 2). Die Umfangsgeschwindigkeit der Rotoren liegt bei 10 bis 33 m/s. Entsprechend Form und Umfangsgeschwindigkeit der Rotoren ergeben sich unterschiedliche Druckund Saugpulse, was eine Änderung der Durchtrittsgeschwindigkeit der Suspension durch das Sieb verursacht (Abb. 3). In einer speziellen Ausführungsform eines Grobsortierers rotiert das Sieb, während die pulsgebenden Flügel stehen. Beim Plansiebsortierer rotiert ein Laufrad mit mehreren geschwungenen Flügeln bei einer Umfangsgeschwindigkeit von ca. 20 bis 30 m/s. Die Räumflügel dieses Rotors halten durch Saugpulse die Sieboberfläche frei von

172 Verunreinigungen. In Verbindung mit Prallstücken, die in der Nähe des Laufradumfanges angeordnet sind, wird zudem eine gute Entstippungswirkung erreicht.

staltet, damit die Druckverteilung im Durchlaufteil über der gesamten Höhe konstant ist (Abb. 4). Damit wird eine gleichmäßigere hydraulische Belastung der gesamten Siebkorbfläche erreicht, was qualitative und wirtschaftliche Vorteile bietet. Trommelrotor Überlauf

Durchlauf Einlauf

Abb. 3: Beispiel für den Verlauf der Suspensionsgeschwindigkeit an der Öffnung eines Lochsiebkorbs während einer Rotorumdrehung (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology)

Abb. 4: Schema einer Sortiermaschine mit Siebkorb (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology)

Das Gehäuse eines Sortierers besitzt Stutzen für den —• Einlauf, —• Durchlauf (Akzept) und den —• Überlauf (Rejekt), z.T. auch einen Stutzen für den Leichtschmutzabzug. Moderne Gehäuse sind Schweißkonstruktionen und weisen je nach Sortierertyp eine im Wesentlichen zylindrische oder konische Form auf. Bei einer Ausführungsform eines Drucksortierers für die Feinsortierung (Siebkorbmaschine) wurde z.B. das Gehäuse konisch ge-

•«— I—VjC J

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Spülung

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Abb. 5: Prinzip eines Endstufensortierers mit Plansieb und Siebkorb, der gegen Umgebungsdruck austrägt (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology)

Bei Sortierern mit Siebkörben wird weiterhin unterschieden, ob der Rotor auf der Einlaufoder Durchlaufseite des Siebkorbs arbeitet. Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal ist, ob der Siebkorb zentrifugal oder zentripetal angeströmt wird. In der Grob- und Feinsortierung werden die Sortierer in der Regel unter Druck gefahren. Dagegen arbeiten die Sortierer in der letzten Stufe eines Sortiersystems (Endstufe) oft drucklos (Abb. 5). Sortierer werden z.B. in einem —• Stoffaufbereitungssystem für —• Altpapier an unterschiedlichen Stellen eingesetzt (Grob- und Feinsortierung). Das jeweilige Sortiersubsystem besteht aus mehreren Sortierstufen, deren letzte als Endstufe bezeichnet wird. Die Führung der jeweiligen Ströme von Durchlauf und Überlauf variiert ebenfalls je nach Anforderung und ist als Vorwärtsschaltung, Voll- oder Teilkaskade realisiert (Abb. 6). Beste Sortierergebnisse werden erzielt, wenn Sortierer in Reihe geschaltet werden (A-BSchaltung). Auch ein Hintereinanderschalten von MC- (Mittelkonsistenz-) und LC- (Niedrigkonsistenz-) Schlitzsortiersystemen ergibt sehr gute Reinigungsergebnisse.

173

A-B-Schaltung

Übergeordnetes Ziel der Altpapiersortierung ist die Aussortierung von papierfremden Bestandteilen (z.B. Metalle, Glas, Textilien, Kunststoffe, Holz) und unerwünschten Papieren und Pappen (z.B. gewachste —• Wellpappe, bituminierte Papiere und Pappen, —• nassfeste Papiere oder —• Kohlepapiere). Gemischte Altpapiersorten erfordern keine weiteren Sortierkriterien, da „helle" und „dunkle" Altpapiere darin enthalten bleiben können. Der zunehmende Bedarf an Deinkingware veranlasst den Altpapierhandel allerdings, aus gemischtem Altpapier durch eine sog. Negativsortierung Verpackungsmaterialien auszusortieren und dadurch Deinkingware bereitzustellen. Die Sortierung des Altpapiers wird bisher von Hand durchgeführt und ist aus diesem Grund kostenintensiv. Leider versucht man nicht, schon bei der Erfassung durch die Installation geeigneter —> Altpapier-Sammelsysteme günstigere Bedingungen für eine sortenreine Erfassung ohne größere Verunreinigungen zu schaffen und so den Sortieraufwand zu minimieren. Grundsätzlich ist festzustellen, dass sich die Sortierung umso aufwendiger gestaltet, je schlechter das Erfassungssystem und je hochwertiger die zu generierende Altpapiersorte ist. Die in den Sortieranlagen anfallenden —• Reststoffe sind als Wertstoff unbrauchbar und müssen deponiert (—• Deponie) werden. Bei Verarbeitungsabfällen (z.B. aus Druckereien) oder bei —• Remittenden ist der Sortieraufwand sehr gering oder es kann sogar auf eine Sortierung verzichtet werden, so dass die Papierfabriken auch direkt beliefert werden können. Das aus haushaltsnaher Erfassung stammende Altpapier, dass mittels —•Bündelsammlung, —> Depotcontainer oder —> Mono-

Abb. 6: Schemata von Schaltungen in Sortiersystemen (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology)

Maschinen zur Grobsortierung arbeiten in einem Stoffdichtebereich von etwa 2,5 bis 4,5 %. Für schwerer zerfaserbare Papiere wird dabei sowohl in der ersten wie auch in der zweiten Stufe häufig ein Sortierer mit Plansieb eingesetzt, um dessen Entstippungswirkung zu nutzen. Bei leichter zerfaserbaren Altpapiersorten werden Siebkorbmaschinen mit entsprechenden Rotoren verwendet. Die Endstufen sind hier üblicherweise drucklos arbeitende Sortierer. In der Feinsortierung kommen nur Siebkorbmaschinen zum Einsatz. Auch die Endstufe ist in diesem Fall üblicherweise eine Siebkorbmaschine, die unter Druck betrieben wird. HO

Sortierkriterien (Altpapier) (sorting criterions) Grundsätzlich muss erfasstes —• Altpapier entsprechend seinem späteren Einsatz bei der Papierherstellung mehr oder weniger aufwendig vor seiner Aufbereitung in der Papierfabrik sortiert werden. Die Sortierung erfolgt in —> Sortieranlagen des —• Altpapierhandels nach den Qualitätsstandards der —• Altpapiersorten. Sortierkriterien sind die Unterscheidungen in —> grafische Papiere sowie —• Verpackungspapiere und —> Karton, also „helle" und „dunkle" Altpapiersorten, sowie das Aussortieren —• papierfremder Bestandteile bzw. —• unerwünschter Papiere und Pappen. Der Begriff „dunkle" Altpapiersorten wird dabei unabhängig vom visuellen Eindruck von möglicherweise hell aussehenden Verpackungen benutzt und umfasst sämtliche Verpackungspapiere, Kartons und Wellpappen. In Einzelfällen sind auch in Papierfabriken, vor allem mit —> Deinkinganlagen,

Sortierbänder installiert, um direkt vor dem Eintrag in den —> Pulper der —> Altpapieraufbereitung noch vorhandene Verunreinigungen aus der —•Deinkingware zu entfernen.

174 tonnen gesammelt wird, erfordert eine Nachsortierung, die sich in der genannten Reihenfolge immer aufwendiger gestaltet. Können nach der Erfassung grafische Altpapiere und Verpackungsmaterialien gemischt bleiben, so reduziert sich der Sortierbedarf auf papierfremde Bestandteile. Soll dagegen Deinkingware gewonnen werden, so ist der Aufwand bei der durch Bündelsammlung erfassten Ware am geringsten, da diese Art der Sammlung vollständig auf grafische Papiere abgestellt werden kann. In Depotcontainern und Monotonnen werden dagegen grafisches Altpapier und Verpackungsmaterialien meist gemeinsam erfasst. Die aus Monotonnen zu gewinnende Deinkingware muss aufwendiger nachsortiert werden, um Verpackungsmaterialien möglichst vollständig auszusortieren, da darin viele kleinflächige oder zerrissene (braune) Verpackungen enthalten sind. Um die wirtschaftlichen und logistischen Bedingungen für den Umschlag und Transport zu verbessern, wird Altpapier nach seiner Sortierung in Großballen von etwa 250 bis 500 kg gepresst. Für Deinkingware ist das Pressen von —> Altpapierballen nicht zwingend erforderlich. Daher wird neben —• Ballenware auch —> lose Ware (ungepresstes Altpapier) gehandelt und bevorzugt Papierfabriken mit Deinkinganlagen angeliefert. PU

Sortier-Querschneider (sorting sheet cutter) Sortier-Querschneider arbeiten meist mit —> Einzelabrolleinrichtungen oder —> Mehrfachabrolleinrichtungen mit nicht mehr als 2 —• Rollen. Sie sind üblicherweise mit optischen Einrichtungen zur Inspektion der durchlaufenden Papier- oder Kartonbahn ausgerüstet. Damit werden die Bahnen auf Fehler, z.B. Löcher oder Flecken, abgetastet. Bei fehlerhaften Bogen wird die Sortierschleuse der —• Schleusenpartie betätigt, so dass die Bogen ausgeschleust werden. Durch verbesserte Einrichtungen zur Qualitätskontrolle, die direkt in Papier-, Kartonoder —> Streichmaschinen eingebaut sind, sind Sortier-Querschneider in modernen Papier- oder Kartonfabriken nicht mehr erfor-

derlich und durch normale —• Querschneider, meist mit Mehrfachabrolleinrichtung, ersetzt worden. KT

Sortiersaal (historisch) (salle) (historical) Der Sortiersaal befindet sich in der europäischen Handpapiermühle (—> Papiermühle) in einem Obergeschoss. Er ist mit großen Tischen und mehreren Trockenpressen ausgerüstet. Wie sein Name sagt, wird dort das Papier kontrolliert und sortiert. Nachbesserungen (z.B. das Entfernen von hängengebliebenen Filzflusen), —• Glätten (historisch), Abzählen und Verpacken sind ebenfalls dem Sortiersaal zugewiesene Arbeiten. Unter den Trockenpressen wird das Papier zwischen Kartonlagen „beruhigt". TS

Sortierung (screening) Die Sortierung dient der Abtrennung unerwünschter, für die Papierherstellung ungeeigneter Feststoffe aus —• Stoffsuspensionen mithilfe mechanischer Trennelemente. Die technische Umsetzung des Prozesses erfolgt in —• Sortierern, die sowohl drucklos als auch unter Druck (—• Drucksortierer, —• Drucksortierung) betrieben werden und als Trennelement Siebplatten oder zylindrisch geformte Siebkörbe enthalten, deren Perforationen entweder aus Löchern ( 0 ) oder aus Schlitzen (//) bestehen. Unter Ausnutzung geometrischer Unterschiede nach Form und Größe zwischen den zu trennenden Feststoffen wird die Stoffsuspension in 2 Teilströme geteilt, wobei idealerweise einer der Teilströme alle gewünschten Komponenten (—• Akzept, —> Durchlauf) und der andere alle unerwünschten Partikel ( - • Rejekt, Überlauf) enthält (Abb.). Tatsächlich finden sich aber in Abhängigkeit von den Sortierbedingungen in beiden Teilströmen, wenn auch in unterschiedlicher Konzentration, sowohl unerwünschte als auch erwünschte Komponenten wieder. Das Akzept-Rej ekt-Volumenstromverhältnis beträgt dabei üblicherweise ungefähr 4:1 (80 : 20 %).

175 Eine Verschiebung des Verhältnisses zugunsten höherer Rejektvolumenströme verschlechtert wegen der damit verbundenen Faserverluste erheblich die Effizienz der Sortierung. Während das Akzept in Produktionsrichtung weitergeleitet wird, wird das vom Trennelement zurückgehaltene Rejekt in nachgeschalteten Stufen zur Rückgewinnung von brauchbaren Fasern weiterbehandelt und anschließend aus dem Prozess entfernt oder im Fall von —> Holzstoff einer Nachbehandlung in —»Refinern zwecks Zerlegung von —> Splittern in —> Fasern unterworfen. Durchlauf Akzept

Einlauf

Uberlauf (Rejekt) Symbol der Sortierung

Im verfahrenstechnischen Sinne handelt es sich bei dem historisch in der Papierindustrie eingeführten und international verwendeten Begriff der Sortierung um einen mechanischen Prozess, der wegen der Trennung nach geometrischen Merkmalen der Siebklassierung zuzuordnen ist. Dagegen werden bei der eigentlichen Sortierung physikalische und chemische Eigenschaftsunterschiede für die Trennung ausgenutzt, wie z.B. beim Dichtesortieren (—> Reinigung). Der Trennvorgang im Sortierer unterscheidet sich in Abhängigkeit von seiner Bau- und Betriebsweise beträchtlich: 1) Drucklos arbeitende Sortiertrommeln (—> Auflösetrommel), die bevorzugt bei der —> Altpapieraufbereitung eingesetzt werden, ermöglichen ein Herauswaschen des Akzepts unter Zugabe großer Wassermengen, wobei das Rejekt im Innern zurückgehalten und erst am Ende der Trommel ausgeworfen wird.

2) Dagegen werden Plansiebe (—• Vibrationssortierer) im Stoffstau, also unter Eintauchen des Siebs in das Akzept betrieben. Seine elliptischen Schwingungen halten das Sieb frei und sorgen für den Austrag des Rejekts, das durch die Behandlung mit Spritzwasser weitgehend faserfrei vom Sieb abgeworfen wird. 3) Wesentlich komplizierter gestaltet sich der Trennvorgang in —> Drucksortierern. Zur Erzielung eines selektiven Trenneffekts muss die Stoffsuspension in der Grenzschicht direkt vor der Sieboberfläche fluidisiert werden, um ein Durchtreten des Akzepts bzw. eine Abtrennung des Rejekts unabhängig von der Anwesenheit anderer Partikel zu ermöglichen. Die zur Fluidisierung notwendige Energie fällt mit abnehmender Stoffdichte rapide und erreicht unterhalb von 2 % ihr Minimum. Gleichzeitig steigt dadurch aber die Geschwindigkeit der Partikel beim Siebdurchtritt an, wodurch die Trennschärfe verringert wird. Die Einstellung des hydraulischen Durchsatzes stellt somit immer einen Kompromiss aus den genannten Effekten dar. Der Trennvorgang unterliegt grundsätzlich stochastischen Gesetzmäßigkeiten, so dass die Sortierkenngrößen experimentell ermittelt werden müssen. Wichtigster, variabel einstellbarer Einflussparameter ist der relative Uberlaufvolumenstrom, der wiederum eine Funktion des im Zulauf enthaltenen Massenstroms von Verunreinigungen ist. Im Sinne einer schonenden Sortierung, die weder Form- noch Größenänderungen der abzutrennenden Partikel bewirkt und zugleich die Stabilität der Siebkörbe berücksichtigt, sind der Beschleunigung der Suspension beim Einlauf in den Sortierer und durch den Rotor, der ein Belegen des Siebs verhindern soll, enge Grenzen gesetzt. Für das Freihalten des Siebs sorgen zusätzlich konische Öffnungen der Siebperforationen, ausgewählte Flügelprofile des Rotors und die Zugabe von Verdünnungswasser in den unteren Teil des Siebs als Siebkorb. Zur Erzielung einer hohen Stoffreinheit wird die Sortierung im Allgemeinen mehrstufig ausgelegt, wobei in Abhängigkeit von Art und Menge der unerwünschten Bestandteile

176 unterschiedliche Trennelemente in Kombination aus gelochten und geschlitzten Sieben in Sortierern gleicher oder anderer Bauart zusammengeschaltet werden. Bei der Lochsortierung werden bevorzugt dünne und flache Partikel entfernt, dagegen lassen sich mit Schlitzen vor allem runde, kubische, dreidimensionale Partikel abtrennen. Die Lochsortierung wird bevorzugt bei Stoffdichten von 2 bis ca. 5 % zur Entfernung grober Verunreinigungen bei der Vor- bzw. —> Grobsortierung eingesetzt. Die Sortierung mit Schlitzen erfordert dagegen niedrigere Stoffdichten von 0,5 bis 2 % und findet ihre Anwendung im Bereich der —» Feinsortierung. Sortierprozesse laufen in der —> Stoffaufbereitung von —• Zellstoff, —> Holzstoff und —• Altpapierstoff und im —• Konstanten Teil der Papiermaschine ab. Bei der Stoffaufbereitung von Primärfasern im Allgemeinen als Feinsortierung ausgelegt, dienen sie u.a. zur Abtrennung von —• Stippen bzw. Splittern, die zur Minimierung von Faserverlusten in einer nachfolgenden Behandlung dem Produktionsprozess wieder zugeführt werden. Wesentlich umfänglicher wird die Sortierung im Bereich der —• Altpapieraufbereitung betrieben, bei der Grob- und Feinsortierung für die Abtrennung zahlreicher papierfremder Verunreinigungen (z.B. Metalle, Glas, Sand) sorgen. Zur Erzielung einer hohen Sortiereffizienz ist dabei eine frühzeitige Abtrennung der störenden Stoffe anzustreben, um deren Zerkleinerung im weiteren Prozessverlauf und eine damit einhergehende Verschlechterung ihrer Abtrennbarkeit zu vermeiden. Im Konstanten Teil werden Sortierer als letzte Reinigungsmöglichkeit unmittelbar vor dem —• Stoffauflauf vor allem mit dem Ziel installiert, einen störungsfreien Produktionsprozess auf der Papiermaschine zu gewährleisten. Der Begriff Sortierung wird im papiertechnischen Sprachgebrauch auch für die Trennung von —• Altpapier in verschiedene —> Altpapiersorten verwendet. Unter Vorgabe festgelegter —• Sortierkriterien werden aus dem Altpapier die unerwünschte Papierfraktion und gröbere artfremde Bestandteile meist manuell entfernt, so dass es für die Herstel-

lung unterschiedlicher —• Papiersorten geeignet ist. Die Sortierung spielt auch bei der —> Ausrüstung des Papiers zur Sicherstellung der geforderten Qualität bei der Herstellung hochwertiger Papiere eine Rolle. Das früher manuell durchgeführte Sortieren von Papier wurde später von —• Sortierquerschneidern übernommen, die beim Schneiden der Papierrolle zu Formatbogen gleichzeitig eine bildanalytische Kontrolle vornahmen. Heute erfolgt die qualitative Kontrolle des Papiers bereits bei dessen Herstellung in der Papierund Streichmaschine. AC

Sozialprodukt (national product) Das Sozialprodukt als Kennzahl der Leistungsfähigkeit einer Volkswirtschaft ist die Summe der Inlands- und Auslandseinkommen der Inländer. Von der Güterseite gesehen, entspricht das Bruttosozialprodukt dem Geldwert aller Waren und Dienstleistungen, die von inländischen Wirtschaftseinheiten in einer Periode verbraucht, investiert oder exportiert wurden, nach Abzug der in der gleichen Zeit importierten Güter. Es berechnet sich gemäß folgender Tabelle: Privater Konsum + betriebliche Investitionen + Konsum und Investitionen öffentlicher Haushalte + Exporte - Importe = Bruttosozialprodukt zu Marktpreisen - Abschreibungen = Nettosozialprodukt zu Marktpreisen - indirekte Steuern + Subventionen = Nettosozialprodukt zu Faktorkosten = (Netto-) Volkseinkommen Im Unterschied zum —• Inlandsprodukt enthält das Sozialprodukt, sei es als Netto- oder Bruttosozialprodukt, die ins Ausland geflossenen Einkommen, nicht jedoch die vom Ausland empfangenen. PL

177 Beanspruchung kommt z.B. im Spalt zwischen —»Presseur und Gegenzylinder einer —•Tiefdruckmaschine vor, wobei zusätzlich zur Biegebeanspruchung noch eine Scherung hinzukommt. Bisher wurde das Spalten als eine negative Spaltfestigkeit Eigenschaft dargestellt, die die Verarbeitbar(plybond strength , delamination resistance , keit und Verwendbarkeit von Papier, Karton internal bond strength , z-strength) und Pappe einschränkt. In der Papierprüfung Unter Spaltfestigkeit versteht man die Festigwird Papier dagegen auch bewusst gespalten, keit von Papier, Pappe oder Karton gegenum den Aufbau von Papier in z-Richtung über Spalten. Die Spaltfestigkeit stellt eine schichtweise zu untersuchen. Das Papier wird Eigenschaft dar, die die Verarbeitbarkeit und Verwendbarkeit von Papier, vor allem aber dazu mithilfe eines Klebebands in mehrere von Karton und Pappe wesentlich mitSchichten gespalten. Dabei werden in aufeibestimmt. Sie kann z.B. durch Bestimmung nander folgenden Schritten mit einem Klebedes —> Spaltwiderstands charakterisiert wer- band die anhaftenden Papierfasern und den. —> Füllstoffe aus der Papieroberfläche gerissen. Die Fasern und Füllstoffe bilden auf dem Spalten kann durch 3 unterschiedliche BeKlebeband eine Lage. Diese kann nach dem lastungsfälle verursacht werden. Einerseits Spalten entsprechend der Zielsetzung der wird Spalten durch Kräfte verursacht, die Untersuchung mikroskopisch, mithilfe der normal zur Bahnebene (—• z-Richtung ) anBildanalyse (—• Bildanalysator) oder auf angreifen. Weiterhin wird Spalten durch Scheroder Biegebeanspruchung hervorgerufen. dere Weise analysiert werden (z.B. zur BeUnd letztlich kann auch eine Walkbeansprustimmung des —• Füllstoff- oder —• Feinstoffchung zum Spalten fuhren. gehalts). Bei diesem Verfahren handelt es Von den genannten Belastungsfällen tritt sich um keinen genormten Vorgang. WS am häufigsten die Belastung normal zur Bahnebene auf. Die auftretenden Zugkräfte in z-Richtung (Dickenrichtung) können zu eiSpaltwiderstand nem Spalten des Faserverbunds führen. Die (plybond resistance) beim Spalten auftretende Spaltzone kann bei Der Spaltwiderstand ist die auf die Probenmehrlagigen Materialien (Karton und Pappe) breite bezogene maximale Kraft, die unter zwischen 2 Lagen, zwischen mehreren Lagen genormten Bedingungen aufgebracht werden gleichzeitig, innerhalb einer Lage, innerhalb muss, um - v o n einer Probenkante ausgemehrerer Lagen gleichzeitig oder zwischen hend- eine quadratische Probe zu spalten. und innerhalb mehrerer Lagen liegen. Der Spaltwiderstand wird in [kN/m] angegeSpalten wird ebenso durch eine Scherbeanben. Der Spaltwiderstand nach D I N 54516 spruchung parallel zu den Lagen oder durch stellt eine Möglichkeit zur Charakterisierung eine Biegebeanspruchung hervorgerufen. der —> Spaltfestigkeit von ein- und mehrlagiBeide Beanspruchungen führen zu relativen gem Papier, Karton und Pappe dar. Lagen- und Schichtenverschiebungen. Die Bei der Bestimmung des Spaltwiderstands Biegebeanspruchung tritt z.B. auf, wenn die wird eine Papierprobe mithilfe eines doppelPapierbahn um Kanten mit kleinen Radien seitigen Klebebands zwischen 2 Klötzchen geführt wird, wie in der —• Planrichtpartie einer Prüfvorrichtung geklebt und anschlieeines —• Querschneiders, oder wenn ein Spalßend in einer Zugprüfmaschine gespalten ten zwischen den Einzellagen gezielt hervor(Abb.). Die Klötzchen sind jeweils über ein gerufen wird, wie beim —• Rillen von Karton. Gelenk mit den Haltevorrichtungen der ZugNeben dem Spalten durch Biegebeanspruprüfmaschine verbunden. Beide Klötzchen chung kann außerdem ein Spalten durch weisen Längs- und Querführungen auf, die Walkbeanspruchung auftreten. Diese Art der ein Versetzen der Klötzchen gegeneinander

Spalten (splitting, delaminating) —• Spaltfestigkeit

178 verhindern. Die Klötzchen sind so konzipiert, dass während der Zugprüfung der Kraftangriff entlang einer Seitenkante der Klötzchen erfolgt und die Probe somit, von einer Probenkante ausgehend, gespalten wird.

oberes Klötzchen

£ f

Papierprobe

unteres Klötzchen

PrüfVorrichtung zur Bestimmung des Spaltwiderstands nach D I N 54 516

Mithilfe einer Pressvorrichtung müssen die Proben nach der Verklebung mit den Klötzchen 30 s lang mit einer Flächenpressung von 2 MPa belastet werden, damit eine sichere Verklebung gewährleistet ist. Danach wird die PrüfVorrichtung in eine Zugprüfmaschine gespannt. Da die Probe in der PrüfVorrichtung nicht gleichmäßig über die Probenfläche durch Zugkräfte beansprucht wird, sondern die Zugkräfte ein Maximum längs einer Probenkante aufweisen, spaltet die Probe - von dieser Kante ausgehend - unter einer Maximalkraft, die auf die Probenbreite von 30 mm bezogen und als Spaltwiderstand angegeben wird. Geprüft werden müssen mindestens 5 Proben. Im Allgemeinen ist bei der Prüfung in —> Längs- oder —• Querrichtung kein signifikanter Unterschied der Prüfergebnisse feststellbar, so dass bei der Probenahme keine Unterscheidung in Längs- oder Querrichtung erforderlich ist. WS

Späne (shavings) Bei der Verarbeitung von —> Druckpapieren fallen in der Druckerei —» Makulatur beim Einstellen der —• Druckmaschine sowie

—• Ausschuss beim Drucken an. Dieses z.T. nur leicht bedruckte Papier wird als sog. Druckspäne einer —• Altpapieraufbereitung in der Papierindustrie zugeführt. Späne stellen ebenso wie —• Rotationsabrisse eine hochwertige —> Altpapiersorte dar, da sie unverschmutzt und getrennt nach Papiersorten bereitgestellt werden kann. Entsprechend sind in der Gruppe der besseren Altpapiersorten nach D I N EN 643 hellbunte holzfreie gemischte Druckspäne ( C l , C2), holzhaltige weiße Späne (C16), weiße gemischte Späne (C17), holzfreie weiße Späne (C18) sowie ungestrichene weiße holzfreie Späne (C19) aufgeführt, die als Ersatz für —• Primärfaserstoffe in der Papierindustrie Verwendung finden und keinen großen maschinellen Aufwand bei der Altpapieraufbereitung erfordern. Qualitativ etwas schlechter eingestuft sind gemischtfarbige Späne (B4) und Illuspäne (B5, B6), die im Gegensatz zu weißen Spänen bedruckt sein dürfen. Aber auch aus dem Bereich der Wellpappenverarbeitung (—• Wellpappe) weist die DIN-Altpapiersortenliste Wellpappenspäne (A6) aus. Literatur: DIN EN 643: Europäische Altpapier-Standardsorten-Liste (Stand: August 1994) PU

Spanngewebe für Rundsiebzylinder (cylinder mold clothing) Die Spanngewebe auf —•Rundsiebzylindern haben eine ähnliche Funktion wie die Blattbildungssiebe (—> Sieb) in der —» Siebpartie von Papiermaschinen: Das Blatt als eine Lage der Kartonbahn zu bilden und Wasser aus der Faserstoffsuspension zu entfernen. Jedoch sind bei diesen Bespannungen Metallsiebe aus Bronze oder Edelstahl weiter verbreitet. Die Bespannung besteht aus 2 übereinander gezogenen Sieben. Das untere Sieb dient als Stützsieb und hat in beiden Richtungen etwa 2 Drähte pro cm. Darüber wird das eigentliche Sieb mit 16 bis 26, bevorzugt 18 bis 22 Drähten pro cm gezogen. Die Auswahl erfolgt je nach der Stoffzusammensetzung der Suspension. Enthält die Stoffsuspension viele

179 Kurzfasern, wird eine engere Maschenweite gewählt. Die Gewebe sind meist einlagig, und die Leinwandbindung ist weit verbreitet. Die Siebe werden auf dem Siebzylinder durch Verlöten endlos gemacht. Bei den Metallsieben besteht durch Auflöten von Figuren die Möglichkeit, —»Wasserzeichen in das Papier einzubringen. Da es beim Rundsieb keine dem Langsieb vergleichbare Spannmöglichkeit gibt, müssen Kunststoffsiebe mit speziellen Einrichtungen, beispielsweise mit IR-Strahlern, aufgeschrumpft werden, damit sie nicht wellig werden. AL

Spannkopf (expanding core chuck) Ein Spannkopf ist ein in —> Ab- oder —> Aufrolleinrichtungen für —• Rollenschneidmaschinen eingesetztes Maschinenelement, das von beiden Seiten in die —> Wickelhülse einer —• Rolle eingeführt wird. Im Spannkopf eingebaute Spannelemente werden nach dem Einführen in die Wickelhülse gespreizt und halten die Wickelhülse und somit die Rolle fest. In bestimmten Rollenschneidmaschinen übertragen die Spannköpfe zugleich das Drehmoment des —> Wickelantriebs bzw. in der Abrolleinrichtung für Rollenschneidmaschinen das Drehmoment der Bremse. KT

Spannungs-Dehnungs-Kurve (stress-strain curve) Bei der Papiererzeugung und Papierverarbeitung, beim Bedrucken und z.T. auch beim Papiergebrauch ist die Kenntnis des Verformungsverhaltens von Papier unter dem Einfluss mechanischer Belastung von großer Bedeutung. Die Kenntnis der das Verformungsverhalten bestimmenden Werkstoffkenngrößen ist erforderlich, um z.B. den Verarbeitungs- oder Druckprozess so steuern und kontrollieren zu können, dass keine Überbeanspruchung von Papierbahnen mit der Gefahr von zu starken (plastischen) Verformungen oder sogar von —• Bahnreißern, also Materialversagen, eintritt. Hinsichtlich des Verformungsverhaltens von Papier ist auf-

grund seiner —•Anisotropie in —>Längs-, —> Quer- aber auch in Dickenrichtung (—> zRichtung) zu unterscheiden. Das Verformungsverhalten von Papier lässt sich anhand von Spannungs-DehnungsKurven beurteilen, die während eines einachsigen Zugversuchs in Längs- oder Querrichtung von Papier aufgenommen werden können. Die Verformungen von Papier lassen sich in elastische (reversible) (—> Elastizität), viskoelastische (zeitabhängig reversible) (—• Viskoelastiszität) und plastische (irreversible) Dehnungsanteile (—> plastische Dehnung) unterteilen (Abb. 1). Brecht et al. stellten in grundlegenden Untersuchungen fest, dass sich Papier bis ca. 0,2% Gesamtdehnung ausschließlich elastisch (linear elastisch) verhält. Dadurch eignet sich dieser Anfangsbereich der Spannungs-Dehnungs-Kurve zur Definition eines —• Elastizitätsmoduls. Spannung, N/mm 2 Λ

^

Λ

fk f (

«

>l< >l


elastisch viskoelastisch

Abb. 1 : Verlauf eines Zugversuchs mit Zwischenentlastung und Haltezeit zur Bestimmung der verschiedenen Dehnungsanteile

Die Dehnungseigenschaften von Papier sind mit dem zyklischen Zugversuch quantifizierbar (Abb. 1). Diese Art von Zugversuch gestattet eine Unterteilung der Gesamtdehnung in verschiedene Dehnungsanteile. Beim zyklischen Zugversuch wird während des Versuchs die Probe zwischenzeitlich entlastet

180 und nach dem Verstreichen einer gewissen Zeit neu belastet. Der elastische und viskoelastische Dehnungsanteil können sich durch die Entlastung und die Haltezeit im unbelasteten Zustand zurückbilden. Die Struktur des Fasernetzwerks, aus dem Papier besteht, und die Ausrichtung der Fasern in Längsrichtung bei Industriepapieren (—• Faserorientierung, Anisotropie) fuhren dazu, dass es zu unterschiedlichem Verformungsverhalten in Längs- und Querrichtung kommt (Abb. 2). Aufgrund der fibrillären Struktur (—> Fibrille) können die Fasern in Richtung ihrer Achse hohe Zugkräfte bei geringer Dehnung aufnehmen. In dazu senkrechter Richtung bewirken schon kleine Zugkräfte hohe Dehnungen. Das —• hygroskopische Materialverhalten der Fasern führt dazu, dass das SpannungsDehnungs-Verhalten des Papiers von der Luftfeuchtigkeit und der Lufttemperatur abhängt. Aufgrund der Viskoelastizität des Papiers ist das Verformungsverhalten außerdem von der —• Belastungsgeschwindigkeit beim Zugversuch abhängig. Spannung, N/mm 2

Abb. 2: Spannungs-Dehnungs-Verlauf von Papier in Abhängigkeit von der Prüfrichtung

Sowohl die Anisotropie als auch die Viskoelastizität von Papier sind bezüglich ihrer Ausprägung abhängig von der Faserart, dem Rohstoff (z.B. Holzart), aus dem die Fasern gewonnen wurden, dem Gewinnungsprozess (—• Aufschlussverfahren) sowie von der Verfahrenstechnik der Faseraufbereitung (—• Stoffaufbereitung) und der Papierher-

stellung (—• Blattbildung, —• Nasspressen, Trocknen, —• Glätten und —> Satinieren). WS

Spannwelle (expanding core shaft) Spannwellen sind —•Wickelwellen, die das Drehmoment des —• Wickelantriebs auf die —» Wickelhülsen und damit auf die Papieroder Kartonrolle übertragen. Die Spannelemente der Spannwellen werden entweder mechanisch oder mit Druckluft expandiert und dadurch mit den Wickelhülsen verspannt. Sie kommen bei —• Rollenschneidmaschinen zum Einsatz, die mit mehreren —» Wickelstationen ausgestattet sind und in denen innerhalb einer Station mehr als eine —• Rolle gewickelt wird. Bei —•Abrolleinrichtungen für Rollenschneidmaschinen an —• Doktorrollern werden Spannwellen nur noch vereinzelt verwendet, da meist —• achslos gewickelt wird. KT

Spätholz (latewood) —• Jahrring

Speckglanz (greasy gloss) Unter dem Begriff Speckglanz wird eine typische Erscheinung des Rollenoffsetdrucks (—• Rollenoffset) verstanden, der den speziellen Glanz von Vollflächendrucken oder sehr farbintensiv bedruckten Zonen nach der —• Heatset-Trocknung beschreibt. Der Grad des auftretenden Speckglanzes bzw. eines optimalen Glanzes der Rollenoffsetdrucke hängt von der Bahntemperatur nach dem Durchlauf der Trockenstrecke, der Druckgeschwindigkeit und nicht zuletzt von der Einstellung der Silikonisierung in der Druckmaschine ab. SD

Spektralanalyse (spectrum analysis) Meist versteht man unter der Spektralanalyse die Untersuchung emittierter oder absorbier-

181 ter Strahlung hinsichtlich ihrer spektralen Verteilung. Sie findet häufig Anwendung bei der Untersuchung der Zusammensetzung von festen, gasförmigen oder flüssigen Stoffen. Z.B. beruhen viele unserer Kenntnisse über astronomische Objekte aus der spektralen Analyse des von dort zu uns gelangenden Lichts. Während ein —> Schwarzer Strahler z.B. ein kontinuierliches Spektrum aufweist, weisen viele Gase und Dämpfe scharf begrenzte Linien der Emission oder Absorption auf. Die Lage der jeweiligen Linien - also die Wellenlänge, bei der Absorption/Emission stattfindet - ist häufig charakteristisch für bestimmte Moleküle bzw. Atome und/oder deren Anregungszustand. Bekannt sind z.B. die Fraunhofer'sehen Linien im Spektrum des Sonnenlichts, die durch Absorption in den oberen Schichten der Sonnenfotosphäre oder der Erdatmosphäre entstehen. UR

Spektraler Farbanteil (excitation purity) Der spektrale Farbanteil p e ist eine —• Helmholtz-Maßzahl und stellt den Anteil der durch die —• bunttongleiche Wellenlänge festgelegten —> Spektralfarbe in der Mischung mit Unbunt (—• Unbuntpunkt) dar. Damit beschreibt p e die —• Sättigung einer Farbe, die man aus dem Verhältnis der Strecken in der —• CIE-Normfarbtafel zwischen Unbuntpunkt und dem zu beschreibenden —> Farbort sowie zwischen Unbuntpunkt und dem Farbort der bunttongleichen Wellenlänge (bzw. Purpurfarbe) erhält. Der spektrale Farbanteil stellt somit das Verhältnis dar, in dem der interessierende Farbort die Verbindungsgerade zwischen Unbuntpunkt und Spektralfarbe der bunttongleichen Wellenlänge (bzw. —> Purpurgeraden) teilt. Die Berechnung des spektralen Farbanteils ist unter Helmholtz-Maßzahlen aufgeführt. PR

Spektraler Reflexionsfaktor (spectral reflectance factor) Unter spektralen Reflexionsfaktoren sind jene —• Reflexionsfaktoren zu verstehen, die bei

bestimmten Wellenlängen des —• Lichts oder in sehr engen Wellenlängenbereichen um die als Index angegebene Schwerpunktswellenlänge gemessen werden. So bedeutet z.B. R457: spektraler Reflexionsfaktor bei der Schwerpunktswellenlänge λ = 457 nm. Hierbei ist grundsätzlich der Eigenreflexionsfaktor der Probe (R«) gemeint. Zur Ermittlung des spektralen Reflexionsfaktors muss die Messung mithilfe eines —> Spektralfotometers an einem Papierblatt erfolgen, das mit einem lichtundurchlässigen Stapel der gleichen Papiersorte hinterlegt ist. Ferner ist die angewandte Lichtart (z.B. C oder D65, —> Normlichtart) anzugeben. PR

Spektralfarben (spectral color , monochromatic color) Eine Spektralfarbe ist im engeren Sinn eine —> Farbe einer einzigen Wellenlänge. Im weiteren - umgangssprachlichen - Sinn ist sie eine Farbbezeichnung für eine der Farben, die wir bei spektraler Zerlegung (z.B. über ein Prisma) des weißen —• Lichts wahrnehmen, also z.B. Violett, Blau, Gelb, Orange, Rot. Hinsichtlich einer anschaulichen Farbkennzeichnung in Systemen, die die Begriffe —> Buntton und Buntheit oder —• Sättigung verwenden, sind Spektralfarben jeweils durch eine maximale Sättigung gekennzeichnet. Mithilfe von Spektralfarben ist es möglich, alle im Bereich des menschlichen Sehsinns wahrnehmbaren Farben durch —» additive Farbmischung nachzustellen. Insbesondere ist das für den Bereich der Farben wichtig, die als Purpurfarben bezeichnet sind und sich durch additive Mischung von Violett mit Rot ergeben. Der in der —• Normfarbtafel aus den —• Farborten der Spektralfarben gebildete Spektralfarbenzug begrenzt den Bereich sichtbarer Farben nicht vollständig direkt, sondern nur vollständig indirekt über die sog. —• Purpurgerade, die die Farborte der Spektralfarben λ = 380 nm und λ = 780 nm verbindet. Im Bereich der Erzeugung von Spektralfarben bedient man sich meist der Zerlegung weißen Lichts über Prismen oder Gitter. Hierbei erfüllt man das anfangs genannte

182 strenge Kriterium von nur einer Wellenlänge nicht, sondern blendet aus dem aufgefächerten Spektrum immer einen Bereich der Bandbreite Δλ aus. Der Grund liegt in der begrenzten Energie der —•Lichtquelle. Will man für Experimente mit dem Sehsinn genügend hohe —• Leuchtdichten erreichen, ist aus energetischen Gründen die Benutzung eines schmalen Bands (meist Δλ = 5 nm bis Δλ = 10 nm) notwendig. UR

Spektralfotometer (spectrophotometer) Spektralfotometer gehören zur Gerätegruppe der —• Farbmessgeräte. Die Bezeichnung bezieht sich auf das Messverfahren des von der Probe reflektierten Lichts. Für die farbmetrische Bewertung bei der —• Farbmessung muss das von der Probe reflektierte Licht spektral zerlegt werden. Dies geschieht in Spektralfotometern entweder durch schmalbandige Spektralfilter oder durch Monochromatoren (Prismen, Gitter), die in zunehmendem Maß in modernen Farbmessgeräten verwendet werden. Im Gegensatz dazu werden bei Filterfotometern die spektrale Zerlegung des reflektierten Lichts und auch die spektrale Bewertung, z.B. entsprechend der Normspektralwertfunktionen (—• Normspektralwerte) oder sonstiger Funktionen, durch Filter mit den entsprechenden Transmissionseigenschaften durchgeführt. Der Anwendungsbereich dieser Farbmessgeräte ist jedoch begrenzt, so dass sie nur noch für einfache farbmetrische Untersuchungen eingesetzt werden (z.B. für Vergleichsmessungen, die keinen Anspruch auf absolute Genauigkeit erheben). Obwohl es technisch möglich ist, die spektrale Auflösung der Monochromatoren bis unter 1 nm zu steigern, werden meist nur spektrale Auflösungen von 10 oder 20 nm verwendet, was für die meisten Farbmessungen ausreicht. Bei den für Farbmessungen an Papier üblichen Spektralfotometern Elrepho 2000 und Elrepho 3000 (Datacolor) wird der zu bewertende Spektralbereich in 16 Teilbereiche von 20 nm Breite aufgeteilt. Während bei nichtfluoreszierenden, also optisch nicht auf-

gehellten Proben (—• Fluoreszenz) sich der Monochromator entweder im Beleuchtungsoder im Messstrahlengang befinden kann, muss bei fluoreszierenden Proben die Beleuchtung polychromatisch (kontinuierliches Beleuchtungsspektrum) sein. Der Grund dafür ist, dass bei nicht aufgehellten Oberflächen das reflektierte Licht die gleiche Wellenlänge hat wie das eingestrahlte Licht. Monochromatische Beleuchtung kann nur zur monochromatischen Reflexion gleicher Wellenlänge führen. Es ist daher ohne Bedeutung, ob sich der Monochronometer im Beleuchtungs- oder Messstrahlengang befindet. Bei optisch aufgehellten Oberflächen ist jedoch das über die Fluoreszenz erzeugte Licht gegenüber dem eingestrahlten Licht in der Wellenlänge verschoben. Um die Reflexion im sichtbaren Wellenlängenbereich zu erfassen, muss demnach die Beleuchtung - in Abhängigkeit von der beleuchtenden Lichtart diejenigen Wellenlängen enthalten, die zur Fluoreszenz führen können. Dies kann nur durch polychromatische Beleuchtung erreicht werden. KE

Spektralverfahren (spectrophotometric —• Farbmessung

method)

Spektralwerte (spectral tristimulus —• Normspektralwerte

values)

Spezialgestrichenes Bilderdruck Spezialgestrichenes Bilderdruckpapier ist ein —• holzfreies —• gestrichenes —• Druckpapier. Es ist qualitativ zwischen Standard-Bilderdruck (—» Bilderdruckpapier) und —•Kunstdruckpapier einzuordnen. Die Herstellung erfolgt wie bei Kunstdruckpapieren auf separaten —• Streichmaschinen mit mindestens 2 Strichaufträgen (—• Doppelstreichen) pro Seite. —• Glätte und —• Weißgrad liegen etwas unter denen von Kunstdruckpapieren, ebenso wie bei den glänzend gestrichenen Sorten der - • Glanz. PA

183 Spezifisch reine Mahlarbeit (specific refining energy) Die in einem Mahlaggregat (—• Refiner) bei der —•Mahlung von Faserstoff (vor allem —•Zellstoff) eingesetzte Mahlleistung, die vom Antriebsmotor als elektrische Leistung aufgenommen wird, teilt sich auf in • • •

—• reine Mahlleistung P e Förderleistung (auch Wasser- und Stoffumtriebsleistung) Leerlaufleistung (Reibungsleistung).

Da sich die Arbeit aus dem Integral Leistung (P) über die Zeit (t) berechnet, ergibt sich für die elektrisch aufgenommene Mahlarbeit folgende Zusammensetzung. A Leistung Ρ Reine Mahlarbeit Stoffumtriebsarbeit

nach der Mahltheorie von Brecht-Siewert auch noch die —• spez. Kantenbelastung als Parameter für die Mahlintensität berücksichtigt werden. KR

Spezifische Kantenbelastung (specific edge load) Die spez. Kantenbelastung B s stellt gemäß der Mahltheorie nach Brecht-Siewert eine Größe zur Beschreibung der bei der —• Mahlung von Faserstoff mithilfe von —• Refinern wirksamen Mahlintensität dar. Es wird davon ausgegangen, dass die Mahlung der Fasern hauptsächlich an den Kanten der Messer der Mahlgarnitur und weniger durch Quetschung im Mahlspalt zwischen den Messerrücken von Stator und Rotor der Messergarnitur stattfindet. Mithilfe der Mahlintensität kann bestimmt werden, ob eine Mahlung „scharf (große Mahlintensität) oder „mild" (geringe Mahlintensität) erfolgt. Die spez. Kantenbelastung berechnet sich aus der —•reinen Mahlleistung P e und der —• sekundlichen Kantenbelastung l s . B s = — [Ws/km] bzw. [J/km] ls

Mahldauer t Wird die reine Mahlarbeit ( J P e dt ) auf die gemahlene Faserstoffmasse m bezogen, so erhält man die spez. reine Mahlarbeit W e , die zumeist in [kWh/t] angegeben wird.

We =

mit:

JP e dt

r

[kWh/t]

m Pe t m

in in in

[kW] [h] [t]

Die reine Mahlarbeit stellt fur ein bestimmtes Mahlaggregat bei gleichen Randbedingungen eine für die Mahlwirkung charakteristische Kenngröße dar. Sollen jedoch verschiedene Mahlaggregate verglichen werden, so muss

mit:

Pe ls

in [kW] in [km/s]

Die Untersuchungen von Brecht-Siewert ergaben, dass die Eigenschaften eines gemahlenen Stoffs (z.B. —• Schopper-Riegler-Wert) und die Eigenschaften der aus ihm hergestellten —•Laborblätter (z.B. —•Bruchkraft) gleich sind, wenn bei der Mahlung die spez. Mahlarbeit und die spez. Kantenbelastung gleich sind, solange die Geometrie der Messergarnitur nicht verändert wird. Somit erhält man mithilfe der spez. Kantenbelastung einen weiteren Parameter zur allgemein gültigen Beschreibung des Mahlprozesses. KR

184 Spezifischer Energieverbrauch (specific energy consumption) Ursprünglich verstand man unter diesem Begriff den Verbrauch an elektrischer Energie (Strom) von —• Antrieben, bezogen auf eine Einheit der Produktionsmenge in Form einer Tonne —•Zellstoff, —» Holzstoff, —•Altpapierstoff oder —• Papier. Der spez. Energieverbrauch wird dabei in Kilowattstunden pro Tonne (kWh/t) oder in Megawattstunden pro Tonne (MWh/t) ausgedrückt. Diese Größe kann sich entweder auf den spez. Energieverbrauch einer Maschine (z.B. —• Refiner, —• Drucksortierer oder Papiermaschine) beziehen oder auf den gesamten spez. Energieverbrauch einer Zellstofffabrik, Holzstoffanlage, Stoffaufbereitung oder Papierfabrik. So beträgt z.B. der spez. Energieverbrauch einer Holzschliffanlage rund 1 700 kWh/t und einer —• Altpapieraufbereitung mit —• Deinkinganlage rund 400 kWh/t. Heutzutage beinhaltet dieser Begriff nicht mehr nur den Verbrauch an elektrischer Energie, sondern auch an Prozesswärme in Form von Dampf (—• Heizdampf). In diesem Fall wird der Energieverbrauch auf den Wärmeinhalt des Dampfes bezogen und in Megajoule pro Tonne (MJ/t) oder Gigajoule pro Tonne (GJ/t) ausgedrückt. Um z.B. im Rahmen von —• Ökobilanzen den elektrischen Energieverbrauch und den Verbrauch an Prozesswärme energetisch gemeinsam veranlagen zu können, erfolgt eine gesamtheitliche Darstellung des Energieverbrauchs in Form von Megajoule oder Gigajoule pro Tonne. In allen bisher genannten Fällen bezieht sich der Energieverbrauch auf die Endenergie, wie sie für die Prozesse bereitgestellt wird. Alternativ lässt sich der Energieverbrauch auch auf den Energieinhalt der bereitgestellten Primärenergieträger (z.B. Steinkohle, Braunkohle, Heizöl, Erdgas, organische Abfalle) anwenden. Wegen der energetischen Verluste bei der Erzeugung von Endenergie aus Primärenergieträgern fällt in diesem Fall der spez. Energieverbrauch größer aus als unter Bezug auf die Endenergie. Bei der Erzeugung von Energie nach dem Prinzip der —> Kraft-Wärme-Kopplung mit Nutzung

von Gegendruckdampf als Prozesswärme beträgt der energetische Verlust 10 bis 15 % bei der Umwandlung von Primärenergie in Endenergie. Bei der Verstromung von fossiler Primärenergie in EVUs mit Einspeisung des erzeugten Stroms in das öffentliche Netz ist dagegen von einem energetischen Verlust von rund 65 % (unter Einschluss von Leitungsverlusten) auszugehen. GG

Spezifisches Gewicht (density) Das spez. Gewicht eines Stoffs, auch Dichte genannt, beschreibt die Masse pro Volumeneinheit (Einheit: g/cm 3 oder kg/m 3 ). Im Unterschied zum —• Schüttgewicht ist das Volumen poren- und hohlraumfrei zu berücksichtigen. Bei Papier, Karton und Pappe wird allerdings das spez. Gewicht einschließlich des Hohlraumanteils ermittelt und dann zur Abgrenzung gegenüber dem spez. Gewicht (Dichte) als scheinbare Dichte in [g/cm 3 ] berechnet. EI

Spezifisches Volumen (bulk) Das spez. Volumen (Einheit: cm 3 /g oder m 3 /kg) ist eine Grundeigenschaft von Papier und stellt den Kehrwert der scheinbaren —> Dichte (Einheit: g/cm 3 oder kg/m 3 ) dar. Dieser Parameter wird vor allem von den Druckern bevorzugt, da für viele —• Druckverfahren ein hohes spez. Volumen zugunsten einer guten —• Bedruckbarkeit von Vorteil ist, bedingt durch eine hohe —• Elastizität und hohe —> Kompressibilität in —> z-Richtung des Papiers. Andererseits ist ein hohes spez. Volumen oft mit einer höheren —• Rauheit und —• Porosität verbunden, die einem guten Druckausfall entgegenstehen. Hohes Volumen bedeutet weiterhin ein hohes Flächenträgheitsmoment, das die Voraussetzung für eine hohe —• Biegesteifigkeit darstellt, die ein besonders wichtiges Qualitätsmerkmal von Karton ist. Ein Beispiel für ein besonders hochvoluminöses Papier ist das Werkdruckpapier. EI

185 Spielkartenkarton (playing card board) Für die Herstellung von Spielkarten wird ein in den äußeren Lagen —• holzfreier —• gestrichener Karton mit einer flächenbezogenen Masse von 250 bis 400 g/m 2 eingesetzt. Der Karton ist mindestens zweilagig. Die einzelnen Lagen werden mit einem —»Klebstoff auf Basis —• Stärke oder Dispersionskleber zusammengeklebt. Bei zweilagigem Karton ist der Klebstoff schwarz eingefärbt, um die notwendige optische Undurchlässigkeit (—• Opazität) zu gewährleisten. Ein guter Spielkartenkarton besitzt eine spaltfreie und wasserfeste Klebfuge, hohe Kantenfestigkeit, hohe —• Glätte und ist sehr klanghart. Geringere qualitative Anforderungen gelten für Spielkarten für Kinder (z.B. Quartettspiele). Allerdings gelten für diese die gesundheitlichen Anforderungen für Kinderspielzeug. Höchste Qualität wird für Casinokarten gefordert. PA

Spiralblock-Heftmaschine (spiral inserting machine) In Spiralblock-Heftmaschinen werden vorgestanzte Blocks mit einer Draht- oder Kunststoff-Spirale versehen (—> Stanz- und Spiralbindeautomat). MZ

Spiralhülsen-Wickelmaschine (spiral core winder) Sonderform einer —• Hülsenwickelmaschine zur Herstellung von spiralgewickelten Hülsen. WN

Spiral-Notizblock (spiral-bound note pad) Ein Spiral-Notizblock ist ein in Spiralbindung gebundener Stapel von Einzelblättern (Block) zur Aufzeichnung von Notizen. Die Spiralbindung erlaubt die vollständige Umschlagfähigkeit der Einzelblätter. MZ

Spiralschärfring (spiral burr) Schärfwerkzeug

Spiral-Stenogrammblock (spiral-bound shorthand pad) Ein Spiral-Stenogrammblock ist ein in Spiralbindung gebundener —• Stenogrammblock. Wegen der vollständigen Umschlagfähigkeit der Einzelblätter hat sich bei Stenogrammblocks die Spiralbindung durchgesetzt. MZ

Spitzenschneider (tail cutter) Die Aufgabe des —• Gautschknechts in der —• Siebpartie einer Papiermaschine übernimmt der Spitzenschneider für die trockene Papierbahn im Bereich am Ende einer —• Vortrockenpartie bis zur —> Schlussgruppe, wenn nach einem Bahnabriss die Papierbahn wieder aufzuführen ist. Auf der —• Führerseite wird in die laufende, stramme Papierbahn mittels Messer, rotierendem Kreismesser (glatt oder gezackt) oder Wasserstrahl (sehr dünner Strahl, aber hoher Druck) „eingestochen", um den Aufführstreifen abzutrennen. Diese Einrichtungen sind auf einen Schlitten - in die Bahn einschwenkbar - montiert, der auf einem Traversierbalken in Quermaschinenrichtung bewegt wird, so dass beim Schneidvorgang aus dem Aufführstreifen die maschinenbreite Papierbahn entsteht. Will man aus Zeit- und Kostengründen die Papierbahn nicht mit dem Gautschknecht (bewegliche Wasserdüse in der Siebpartie) ab Ende der Siebpartie aufführen, ist der Spitzenschneider nach Abrissen im Bereich zwischen Vortrockenpartie und —• Poperoller unentbehrlich. Er ist üblicherweise am Ende der Vor- und —» Nachtrockenpartie eingebaut. An diesen Stellen ist für eine gleichmäßige Papierbahnspannung zu sorgen. Bei —> einreihigen Trockenpartien ist bei der Position des Spitzenschneiders eine Trennung in der Bahnführung von —•Trockensieb und Papierbahn erforderlich, um das Trockensieb nicht zu zerstören.

186 Die Kreismesser werden von Luft- oder Elektromotoren (Drehzahl: ca. 10 000 min" 1 ) angetrieben. Die Querbewegung des Schlittens ist der Papiermaschinengeschwindigkeit ruckfrei anzupassen. KL

Spleißen (splicing) Spleißen ist das Verbinden von Seilenden durch sorgfältiges Verflechten aus dem Seilverband gelöster Einzelschnüre, also z.B. das Endlosmachen von Auffuhrseilen. In der Papierveredelung wird darunter das Verbinden von Papierbahnen zwecks kontinuierlicher Ab- und Aufwicklung aufeinander folgender Papierrollen verstanden (—•Flying Splice). An —> Streichmaschinen und —• Kalandern bedeutet Spleißen die Anfertigung einer speziellen Klebestelle, deren Vorbereitung in der Ablageposition der —• Tamboureinrollvorrichtung erfolgt, während die vorherige Papierrolle noch abgewickelt wird. Von der Sorgfalt bei der Anfertigung des Splices hängt es ab, wie gut der Anklebevorgang beim Rollenwechsel abläuft. Der Splice wird an den Streichmaschinen und Kalandern der verschiedenen Papierfabriken sehr unterschiedlich ausgeführt.

Klebstelle zwischen 2 Bahnenden

Beispiel Kalander: Die äußere Papierlage der vollen Papierrolle wird gerade oder leicht schräg abgerissen und mit Η-förmigen „Hosenträger-Klebelaschen" gegen Abwickeln gesichert. Diese Laschen sind auf der halben Länge ihrer Oberseite mit einer Klebestelle und dahinter mit einer Sollbruchstelle versehen. Sie werden so aufgeklebt, dass die Klebestelle auf der Papierbahn und die Sollbruchstelle genau auf dem Ende der Papierbahn liegt (Abb.). Die Klebestelle wird oft noch durch zick-zack-formig angebrachte (Doppel-)Klebebänder verbreitert. Ein solcher Splice muss dann die Papierbahn auch bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten so lange festhalten, bis der Flying SpliceKlebevorgang den Splice fest auf der ablaufenden Papierbahn fixiert hat. In diesem Moment müssen die Sollbruchstellen der Hosenträgerlaschen reißen und den Bahnanfang der neuen Papierrolle freigeben, ohne die nachfolgende Bahn zu beschädigen. Der Nachlauf der abgelaufenen Papierrolle wird kurz hinter der Klebestelle durch ein schnelles Abschlagmesser von der einlaufenden Bahn der neuen Papierrolle getrennt. SZ

Splice-Einrichtung (splicing unit) Splice-Einrichtungen werden u.a. an —> Rollenschneidmaschinen eingesetzt, bei denen im Bereich der —> Abrolleinrichtung die abzuwickelnde —• Rolle endlos verarbeitet werden soll. Die Splice-Einrichtung, die zur Herstellung der —> Klebestelle dient, gibt es in 2 Ausführungen als sog. Cero-Splicer und als Flying-Splicer. Cero-Splicer stellen die Klebestelle bei Stillstand der Rollenschneidmaschine her. Diese Klebestelle kann eine überlappte Klebestelle mit einer freien Fahne nach der Klebestelle sein. In diesem Fall kommen doppelseitig klebende Klebebänder zum Einsatz. Wird eine Klebestelle auf Stoß als sog. ButSplice ausgeführt, dann wird die Stoßstelle auf beiden Seiten der Bahn mit je einem Klebeband abgedeckt. Flying-Splicer fertigen immer eine Klebestelle mit einer freien Fahne nach der Klebe-

187 stelle, wobei doppelseitig klebende Klebebänder verwendet werden. KT

Splintholz (sapwood) Mit dem Altern der Zellen im stehenden Baum wird das Holz durch Verkernungsvorgänge in Splint- und —• Kernholz getrennt. Das außen liegende Splintholz stellt den physiologisch aktiven Teil des Stamms dar, in dem die Stoffwechselprozesse ablaufen, die erforderlichen Reservestoffe gespeichert WE werden und Wasser geleitet wird.

Splintholzbäume (sapwood trees) —> Kernholz

Splitter (shives) Bei der mechanischen Zerfaserung (-> mechanische Aufschlussverfahren) von —> Holz entsteht ein Strukturgemisch von zerkleinerten Holzteilen. Dabei werden grobe, unvollständig zerfaserte Anteile, die in der Regel für die Papierherstellung nicht verwendet werden können, als Splitter bezeichnet. Es handelt sich um Faserbündel, die beim Färben mit —• basischen oder —• substantiven Farbstoffen die Farbe sehr viel schlechter aufnehmen als die Einzelfaser und sich sowohl durch ihre Größe als auch ihr Unvermögen, Bindungen mit anderen Fasern herzustellen, im Papier störend bemerkbar machen. Nach ZELLCHEMING-Merkblatt ZM V/1.4/86 sind Splitter Formbestandteile, die als Rückstand bei der —• Faserfraktionierung auf einer Schlitzplatte mit 0,15 mm Schlitzweite im Haindl-Fraktionator zurückgehalten werden. Zur quantitativen Bestimmung des Splitteranteils einer Holzstoffsuspension existiert darüber hinaus eine Reihe von Prüfgeräten und -methoden, die ebenfalls nach dem Prinzip der Siebklassierung arbeiten und andere Siebfraktionen als Splitteranteil definieren, wie z.B. das Brecht-Holl-Gerät, der PFIMini-Shive-Fractionator, das „von-Alfithan-

Gerät" sowie das Gerät nach Somerville. Für eine differenzierte Splitteranalyse stehen auch opto-elektronische Messverfahren zur Verfügung, wie z.B. der STFI-Splitteranalysator. Splitter wirken nicht nur optisch störend auf der Papieroberfläche, sie können auch das LaufVerhalten der Papierbahn in der Papiermaschine und auf —> Streichmaschinen beeinträchtigen, indem sie Abrisse verursachen. Deshalb und um Substanzverluste zu vermeiden, wird der splitterhaltige Grobstoff nach der Zerfaserung in einem —• Schleifer oder —• Refiner einer mehrstufigen —• Sortierung unterworfen, die in vielen Fällen mit einer Nachmahlung (Post-Refining) verbunden wird. Auf diese Weise kann aus bindungsinaktiven Splittern ein bindungsaktiver —• Faserstoff mit einem hohen Gehalt an —• Faserlangstoff gewonnen werden. Somit stellen die zwangsläufig beim Zerfasern des Holzes anfallenden Splitter dank ihrer gezielten nachträglichen Zerfaserung in Einzelfasern keinen Holzverlust dar. BL/BÄ

Splittergehalt (shive content) Splitter sind Faserbündel, die bei der Erzeugung von —• Holzstoff nicht vollständig zerfasert, also nicht in Einzelfasern zerlegt worden sind. Über die durchschnittliche Länge oder den durchschnittlichen Durchmesser von —• Splittern liegen aufgrund der sehr unterschiedlichen Zusammensetzung keine Angaben vor. Hilfsweise kann man davon ausgehen, dass ein Splitter aus mindestens 5 Einzelfasern besteht, woraus ein Durchmesser von mindestens 0,15 bis 0,2 mm resultiert. Die Ermittlung des Splittergehalts und der Masseanteile der einzelnen Faserfraktionen erfolgt mithilfe mechanischer Trennelemente in Form einer Schlitzplatte und mit mehreren Sieben unterschiedlicher Maschenweite. In einem Haindl-McNett —• Faserfraktioniergerät dient die Schlitzplatte (0,15 mm Schlitzweite) zur Separation der Splitter. Der durchschnittliche Anteil der Splitterfraktion an einer Holzstoffsuspension beträgt z.B. beim Steinschliff nach der Grobsortie-

188

Klarwasser

X

X

Flachdüsen

I Bewegung I Reinigung

J Position

iÌ [ I i Ii

Anzahl pro lfd. m

| |

J

rung 5 bis 10%. Der unerFrisclwasser 40 bar wünschte Splittergehalt führt zu einer Minderung sämtlicher Festigkeitseigenschaften, da ein Splitter als —• Fehlstelle im Papier zur Schwächung des Fasernetzwerks führt. Im Gegensatz zum —•Mehlstoff lässt sich der Splitteranteil allerdings in einer —• Sortierung aussondern und in —• Refinern Anordnung von Spritzrohren in einem Langsieb mit Egoutteur zwecks Zerlegung in einzelne Fasern oder Faserbruchstücke nachbearbeiSpritzrohre für die Leistenschmierung, die Befeuchtung von Walzen und Schabern soten, so dass kein Holzverlust eintritt. wie für die Bahntrennung eingesetzt (z.B. Splitter werden bei der Holzstoffsortierung mit —> Drucksortierern und im Fall von kur- —• Gautschknecht). Spritzrohre müssen zeitlich konstant einen zen Splittern mit —• Cleanern aussortiert. Nadel- oder Fächerstrahl ohne jegliche VerHolzschliff wie auch Holzstoff werden mehrstufig gereinigt, damit möglichst geringe stopfung der Düsen gewährleisten. WasserSplittergehalte erreicht werden. Um eine hodruck, Wassermenge und Wasserqualität he Trennschärfe bei geringem Faserlangmüssen dabei weitgehend konstant sein. Die stoffVerlust zu erreichen, sind die WirkungsStrahlqualität wird durch die notwendigen grade der einzelnen Sortieraggregate und ihre Funktionen definiert. Ein scharf begrenzter Schaltung entscheidend. —• Sortierer WasserWasserkönnen die unerwünschten Splitter Düsen qualität Druck verbrauch aber nur abscheiden. Die Beseitigung der Splitter erfolgt in MahlaggregaSpritzrohrart ten (Refinern) durch eine möglichst εe schonende Zerlegung in Einzelfasern. s Sieb Deshalb werden die aussortierten 10 1,0 X 40 X 31 1 X X X HD-Reinigung Splitter durch einen —• Refiner der Brustwalze X X X 3 X 5 2.0 16 2 ND-Spritzrohr Grobstoffaufbereitung geleitet und Saugwalze X X X X 40 X 7 2 3 1,0 danach erneut der Feinsortierung HD-Spritzrohr mittels Drucksortierern und Cleanern Saugwalzen4 X 5 8 X 3 X 1.5 Schmierspritzrohr zugeführt. Diese Aufbereitung ist Leitwalzen 5 X X X 3 X 7 2.0 22 notwendig, da im Fertigstoff für die ND-Spritzrohr 1 1.0 Herstellung von —• Zeitungsdruck6 Gautschknecht X 14 X X 0,8 Ges. Gesamt papier, —• LWC- oder —• SC-Papier 2.0 je 2 je 7 Randspritzen 14 X X X 0.8 ein Splittergehalt von weniger als 0,3 Seite Seite Clberlûftungsbis 0,15 % zulässig ist. MM θ X X 9 7 X 5.0 288

\,

iiil

ND-Spritzrohr

9 Bändelspritzrohr Bahnabschlag

X

9

X

13 je 2.5 Seite

100 je Seite

10 X X X 9 7 2.5 X 60 Spritzrohr Spritzrohr Egoutteur (pressure shower) 11 X X X X 25 X 0,8 Reinigung Spritzrohre dienen zur Sauberhaltung Egoutteur 12 X X X 0.8 Dampf von Maschinenteilen und von —• Bespannungen, wie —• Sieben und HD s Hochdruck, ND = Niederdruck —• Filzen, in Papier- und Kartonmaschinen. Des Weiteren werden Übersicht über Spritzrohre in Siebpartien und am Egoutteur

189 Strahl muss bei den —• Randspritzern am Ende der —> Siebpartie einen sauberen Bahnrand ergeben. Ist der Abstand von Düsen z.B. bei der Siebreinigung zu groß, kann der Strahl auffächern und durch Tropfenbildung Siebe beschädigen. Durch einen bestimmten, auch computergesteuerten Traversierungsrhythmus der Spritzrohre in Querrichtung der Papierbahn wird ein gleichmäßiges Bestreichen des ganzen Siebs erreicht (Abb.). In der —• Pressenpartie werden für die —• Filzkonditionierung pro Filz ein Hochdruck- und ein Niederdruck-Spritzrohr eingesetzt. Je nach Sieb- bzw. Filzkonstruktion können Spritzrohre innerhalb oder außerhalb der Bespannung angebracht sein. Für Papiermaschinengeschwindigkeiten über 1 000 m/min sind verschiedene Ausführungen möglich, die einer gleichmäßigeren Beaufschlagung der Siebe und der Erfasssung des dabei auftretenden Wassersprühnebels dienen. BU

erfolgt die Trocknung umso schneller, je kleiner die mittlere Tropfengröße ist. Die Teilchengröße des trockenen Sprühpulvers richtet sich nach der Beschaffenheit des Guts sowie der Art der Versprüheinrichtung und kann im Falle von Farbpigmenten bis hinunter zu 1 μιιι reichen. Die Versorgung der Trockner mit der benötigten Wärmeenergie erfolgt durch Feuerungen oder —> Wärmetauscher. Der heiße Luftstrom, der in der Regel Temperaturen zwischen 200 und 400° C aufweist, wird im Gleich- oder Gegenstrom am Trocknungsgut vorbeigeführt und entfernt die an den Teilchen anhaftende Flüssigkeit. Die feuchte Abluft wird nach einer Entstaubung zumeist direkt in die Atmosphäre geblasen. Eine Kreislaufführung findet dagegen z.B. im Fall lösungsmittelhaltiger Güter statt. Auch bei Verwendung von Inertgasen (z.B. Stickstoff) als Trocknungsmedien zur Vermeidung von Staubexplosionen erfolgt aus wirtschaftlichen Gründen eine Rückgewinnung der Trocknungsgase.

Sprührohr (spray pipe) Sprührohre dienen in speziellen —•WalzenAuftragswerken zum Aufbringen von —* Streichfarbe auf Papier- oder Kartonbahnen. KT

Sprühtrocknen (spray drying) Mithilfe der Sprühtrocknung lassen sich pumpund sprühfähige Flüssigkeiten, Schlämme und Pasten in pulvrige Stoffe verwandeln. Die meisten Sprühtrockner haben die Form stehender Zylinder, an deren oberem Ende die Sprühvorrichtungen angeordnet sind. Unten sind die Trocknungsräume durch Auslauftrichter oder ebene Böden mit entsprechenden Austragseinrichtungen abgeschlossen (Abb.). Das Prinzip des Sprühtrocknens liegt darin, die Oberfläche des Trocknungsguts durch Zerstäuben in kleine Tröpfchen stark zu vergrößern und auf diese Weise den Trocknungsprozess zu beschleunigen. Dabei

für das getrocknete Gut

Prinzip des Sprühtrocknens

In der Zellstoffindustrie findet die Sprühtrocknung noch Anwendung zur Eindickung von Sulfitablauge (—> Ablauge). Aufgrund ihrer hohen Klebkraft wird die eingedickte

190 Ablauge als Presshilfsmittel (Pelletierungsmittel) bei der Herstellung von FuttermittelGranulaten verwendet. HC

Spuckstoff (reject) Rejekt

Spule (spool) Sonderform einer —> Hülse zur Aufnahme von fadenförmigen Wickelgütern. Spulen für textile Fäden und Garne sind oft konisch geformt. WN

SR-Wert (SR number) —• Schopper-Riegler-Wert

Stammholz (stem timber) Unter Stammholz versteht man langes —• Rundholz, das in Form von Stämmen bzw. Stammabschnitten nach Stärkeklassen sortiert wird (nach dem Gesetz über gesetzliche Handelsklassen HK1G für Rohholz bzw. die entsprechende Verordnung HK1V). Die Einteilung erfolgt nach der Mittenstärkesortierung in 6 Klassen von L 0 (Mittendurchmesser ohne Rinde unter 10 cm) bis L 6 (Mittendurchmesser 60 cm und mehr) oder nach der Heilbronner Sortierung in 6 Stärkeklassen: Klassen nach Mindestlänge und MindestZopfdurchmesser ohne Rinde (Zopf = schwaches Ende des Stamms) von H 1 (8 m/10 cm) bis H 6 (18 m/30 cm). WE

Stampfwerk (stamping mill) Das von einem Wasserrad angetriebene Stampfwerk der europäischen Handpapiermühle besteht aus einer Reihe von 4 bis 6 Trögen, die ursprünglich aus einem riesigen Baumstamm gehauen waren (Löcherbaum), in denen schwere Stampfhämmer, von einer

Nockenwelle gehoben, die in Wasser gelegten mürben Hadernfetzen (—> Lumpen) zerstampften. Erst spät (17. Jh.) sind die Löcherbäume durch Steintröge ersetzt worden. Die Hämmer sind mit Eisennägeln beschuht. Im ersten Trog finden sich grobe, geschärfte Nägel zum Zerschneiden der Hadern, im zweiten und dritten eher flache Nägel zum Quetschen der Fasern. Im letzten Trog sind die Holzhämmer unbeschuht, um die feine Trennung und Quetschung (Fibrillierung) der Fasern schonend zu bewerkstelligen. Am Boden des Trogs ist als Gegenstück zu den Hammerköpfen eine gerippte Eisen- oder Bronzeplatte angebracht. Bei Steintrögen dient ein darunter eingelassenes dickes HolzBodenbrett als Puffer für die Hammerschläge. Der Stoff wird jeweils nach ein paar Stunden von einem Trog in den anderen umgeschöpft. Die gesamte Stampfzeit beträgt je nach Papier- und Hadernsorte 32 bis 48 Stunden. Um das Faulen zu verhindern, wird mit ständiger Zufuhr von Frischwasser gearbeitet. Das Frischwasser passiert vor dem Eintritt in den Trog einen Mehrfachfilter. An der Austrittsöffnung des Trogs ist ein Faserfilter angebracht. TS

Stand der Technik (state-of-the-art) Im —• Bundes-Immissionsschutzgesetz findet sich in § 3 I V eine Legaldefinition (BImSchG). Danach ist der Stand der Technik der Entwicklungsstand fortschrittlicher Verfahren, Einrichtungen oder Betriebsweisen, der die praktische Eignung einer Maßnahme zur Begrenzung von Emissionen gesichert erscheinen lässt. Bei der Bestimmung des Stands der Technik sind insbesondere vergleichbare Verfahren, Einrichtungen oder Betriebsweisen heranzuziehen, die mit Erfolg im Betrieb erprobt worden sind. Allerdings muss im Gegensatz zu den —• Allgemein anerkannten Regeln der Technik noch kein Eingang in die betriebliche Praxis tatsächlich stattgefunden haben. Es können auch schon Pilotprojekte oder experimentelle Tests genügen, wenn mit ausreichender Gewissheit

191 auf die praktische Umsetzungsmöglichkeit geschlossen werden kann. Der Stand von Wissenschaft und Technik dagegen bezeichnet sogar neueste, realisierbar erscheinende Techniken von Forschung und Wissenschaft als Anforderungsprofil, ist aber auch nur in Bereichen von höchster Sicherheitspriorität, wie etwa im Atomrecht, anzuwenden. Im Rahmen der Umsetzung der —• IVURichtlinie ist zu erwarten, dass in einigen Bereichen der Stand der Technik weitgehend durch die —• BAT (Best Available Techniques) abgelöst werden wird. Zum Stand der Technik gerade im Rahmen des § 7a —•Wasserhaushaltsgesetz (WHG) siehe die Ausführungen zu —• Abwasserrecht. Literatur: Nicklisch, F.: Funktion und Bedeutung technischer Standards in der Rechtsordnung. Betriebsberater, 1983, 261 ff. MR

n = n! + n 2 +...+ n k hat, dann beträgt die gewogene Standardabweichung der Gesamtreihe : S 1 2 ( n 1 - l ) + S 2 2 ( n 2 - l ) + ... + S k 2 ( n k - 1 )

Trägt man sehr viele Messwerte in einem Häufigkeitsdiagramm (Histogramm) auf, dann entsteht häufig eine Normalverteilung, auch Gaußverteilung genannt (Abb.). Diese Dichteverteilung repräsentiert eine —> Grundgesamtheit. Hierin wird der Mittelwert mit μ bezeichnet. Der Abstand zwischen dem Wendepunkt der Gaußverteilung und μ ist die Standardabweichung, die für eine Grundgesamtheit üblicherweise mit σ bezeichnet wird.

y

Standardabweichung (standard deviation) Die Schwankungen oder Streuungen von η Einzelmesswerten Xj einer Messreihe um ihren Mittelwert χ (—> Durchschnitt) werden durch die Standardabweichung s beschrieben, die sich wie folgt berechnet:

s= Damit stellt die Standardabweichung die positive Wurzel aus dem „Mittelwert" (Division durch n-1) der quadratischen Abweichungen der Einzelwerte vom Mittelwert χ dar. Die Standardabweichung hat die Maßeinheit der Einzelwerte.

68,27 % aller Werte liegen im Bereich μ±σ 95,45 % aller Werte liegen im Bereich μ ± 2 σ. 99,73% aller Werte liegen im Bereich μ ± 3 σ. PR

Standardisieren (standardization) Standardisierung oder auch Normung bedeutet eine Vereinheitlichung oder genaue DefiSollen k Messreihen mit den Umfängen nj, nition von Begriffen, Quantitäts- und Qualin 2 , ... n k , den Mittelwerten χ i, x 2 . . . x k und tätsmaßen, Stoffen, Konstruktions- und den Quadraten der Standardabweichungen 2 2 2 PrüfVorschriften sowie vielen weiteren Bereisi , s 2 ... s k zu einer Reihe vereinigt werden, chen von Wissenschaft, Wirtschaft, Technik die den Umfang und Verwaltung. Standards und Normen

192 werden meist von Arbeitsgruppen innerhalb von national oder international tätigen Normungsorganisationen erarbeitet und festgelegt und dienen zur Rationalisierung von Arbeitsabläufen und Kommunikation sowie zur Qualitätssicherung. Die Grundsätze der Normungsarbeit werden in DIN 820-1 beschrieben. In Deutschland ist die wichtigste Institution zur Normung das Deutsche Institut fur Normung e.V. in Berlin (—• DIN), das aus verschiedenen Ausschüssen gebildet wird. Für den Bereich Papier sind hauptsächlich der Normungsausschuss Papier und Pappe (NPa) sowie der Normenausschuss Materialprüfung (NMP) relevant, die sich in 7 bzw. 3 Arbeitsausschüssen mit der Normung von Begriffen, Papiersorten und Produkten sowie Prüfverfahren für Halbstoffe und Papier befassen. Auf internationaler Ebene ist als bedeutendste Normungsorganisation die International Organisation for Standardisation (ISO) zu nennen, die ihren Sitz in Genf hat. Die Aufgabe der ISO besteht vor allem darin, die zahlreichen, national und international gewachsenen Prüfverfahren und die damit zumeist verknüpften konventionellen Prüfgeräte durch Prüfnormen zu harmonisieren, um den Austausch und die Bewertung von Waren im internationalen Handel zu vereinfachen. Im Zellstoff- und Papierbereich ist das Technical Committee TC6 mit den beiden Unterkomitees SC5 (Zellstoff) und SC2 (Papier) zuständig. Für die Normung im Bereich der Europäischen Union (—• EN-Normung) ist das Europäische Komitee für Normung (CEN) in Brüssel zuständig, unter dessen Dach ein Technisches Komitee für Papier, Pappe und Halbstoffe für Belange im Papierbereich (CEN/TC 172) arbeitet. Um die Anzahl der Normen nicht unnötig zu erhöhen, versucht das CEN, weitestgehend ISO-Normen in die EN-Normen zu übernehmen. Normen nationaler Regelwerke werden bei Einführung einer entsprechenden EN-Norm unwirksam und in allen CEN-Mitgliedsstaaten automatisch zurückgezogen. Zusätzlich dazu werden auch von Berufsverbänden (—> ZELLCHEMING, —> INGE-

DE) Normblätter (Merkblätter) und PrüfVorschriften erarbeitet und herausgegeben. KR

Standardisierung des Offsetdruckverfahrens (standardization of the offset process) Als Standardisierung des Offsetdruckverfahrens wird die Festlegung von Arbeitsrichtlinien und Kennwerten zur konstanten Ausführung sämtlicher Arbeitsschritte von der Reproduktion bis zum Druckprozess sowie die Definition von Qualitätskriterien für die Zwischen- und Endprodukte bezeichnet. Im —• Offsetdruck, wie auch in anderen —• Druckverfahren, steht die Übertragung optischer Informationen von der Vorlage bis zum —> Auflagendruck mit dem Ziel einer vorlagengerechten Vervielfältigung an zentraler Stelle. Durch die Möglichkeit, in allen Teilprozessen (Reproduktion, Druckformenherstellung, —• Andruck, Auflagendruck) z.B. die Größe der Druckbildelemente, den —> Tonwert oder die —> optische Dichte zu messen, können die Qualität der Bildinformationsträger geprüft und damit Fehlerquellen der Informationsübertragung lokalisiert werden. Im Zusammenhang mit den Bemühungen um Reproduzierbarkeit aller Teilprozesse entstanden Konzeptionen zur Standardisierung vor allem in der Druckformenherstellung und dem —• Druck. Eine besondere Bedeutung hat dabei die vorlagengerechte Tonwertübertragung. Veränderungen des Tonwerts bzw. daraus abgeleiteter Größen können durch Kennlinien in einem Kennliniensystem beschrieben werden. So zeigt z.B. die Druckkennlinie den Zusammenhang zwischen dem Tonwert bzw. dem daraus abgeleiteten —> Flächendeckungsgrad der —• Druckform und dem —• Rastertonwert (gemessen als optische Dichte) auf dem Bedruckstoff (Abb.). Durch die Standardisierung im Offsetdruck soll die Vielfalt der möglichen Kennlinien auf einige Standard-Kennlinien mit festgesetzten Toleranzen eingeengt werden, um z.B. Reproduktionen unabhängig von den drucktechnischen Bedingungen anfertigen zu

193 können und gleichzeitig eine Begrenzung der Schwankungen zwischen Andruck und Auflagendruck zu gewährleisten. Optische Dichte

^^

(Druck)

Druckkennlinie

Wiedergabe -kennlinie

\ /

\

Flächendeckungsgrad

/\

Optische Dichte

(Druckform)

/ \

(Vorlage)

Kopier- \ kennlinie Jr

/

/ ^s^

Reprokennlinie

Flächendeckungsgrad (Rasterdiapositiv)

Kennliniensystem Standardisierung des Offsetdruckverfahrens

Unverzichtbare Voraussetzung für eine Standardisierung im Offsetdruck ist die Vereinheitlichung aller Einflussgrößen, vor allem der Eigenschaften der Materialien und deren Verarbeitungsbedingungen sowie der Geräteund Maschinenkonfigurationen. Die Schaffung von Mess- und Kontrollelementen, wie —> Druckkontrollstreifen und BelichtungsTestkeilen, sowie die zur Auswertung notwendigen Messinstrumente, wie —> Densitometer und —• Scanner, sind weitere Erfordernisse zur Prozesskontrolle und -Steuerung.

FA Stanz- und Spiralbindeautomat (diecutting/spiral binding machine) In Stanz- und Spiralbindeautomaten werden Blocks mit einer entsprechenden Stanzung und anschließend mit einer Draht- oder Kunststoffspirale bzw. mit einem Draht- oder Kunststoffkamm versehen. Hierbei werden die gestanzten losen Einzelblätter nicht fest wie beim —> Heften bzw. bei der —> Klebebindung miteinander verbunden, sondern mit einer Draht- oder Kunststoffspirale lose zusammengefügt. Als Spiralenmaterial werden entweder blanke, verzinnte oder

mit Kunststoff ummantelte Drähte (Drahtdurchmesser: ca. 0,6 bis 1,3 mm) bzw. Kunststoffdrähte aus PVC (Drahtdurchmesser: ca. 1,0 bis 1,5 mm) verwendet. Der Draht wird während des Bindens als Spirale geformt und in das Bindegut eingezogen. Bei der Kammbindung ist der Kamm bereits vorgeformt. Wegen der vollen Umschlagfähigkeit der Einzelblätter haben sich Spiral- und Kammbindungen bei Kalendern, —> Stenogrammblocks und —• Schulheften, insbesondere an weiterfuhrenden Schulen und Universitäten, durchgesetzt. Das vollständige Verschließen der Spiralenden durch Schlaufen wird als Coilock-System bezeichnet. MZ

Stanzabfälle ( cuttings , die cuttings) Bei der Verarbeitung von —»Wellpappe zu Wellpappenzuschnitten, Wellpappenschachteln und -kisten fallen in der Wellpappenindustrie in nicht unerheblichen Mengen Stanzabfalle an. Diese sauberen Stanzabfalle werden direkt an der Anfallstelle gesammelt, zu Altpapierballen verpresst und den Papierfabriken zur Verfügung gestellt. Gemäß der deutschen —» Altpapiersortenliste ist diese —• Altpapiersorte in der Gruppe der krafthaltigen Sorten als original Wellpappe aus der Wellpappenerzeugung und -Verarbeitung (W41) eingeordnet, während sie nach DIN EN 643 den unteren Sorten als neue Wellpappenspäne (A6) zugeordnet sind. Unabhängig von der Bezeichnung, wird diese Altpapiersorte von den Herstellern von —> Wellpappenrohpapier als hochwertig eingestuft, da sie einerseits ohne nennenswerte Anteile an —> unerwünschten Stoffen anfällt. Andererseits wird bei der Herstellung von Wellpappe, entsprechend den Qualitätsanforderungen an die fertige Wellpappenschachtel, neben den einheimischen, ausschließlich altpapierhaltigen Wellpappenrohpapieren (—• Wellenstoff und —• Testliner) häufig auch altpapierfreies importiertes Wellpappenrohpapier (—• Fluting und —> Kraftliner) fiir eine, mehrere oder alle Papierbahnen der Wellpappe verwendet. Dieses hochwertige altpapierfreie Fasermaterial als Bestandteile der Well-

194 pappe ist natürlich auch in den Stanzabfällen enthalten und trägt wesentlich zur Steigerung der Festigkeitseigenschaften von altpapierhaltigen Wellpappenrohpapieren bei (siehe die neue CEPI-/B.I.R.-Altpapiersortenliste im Anhang). Literatur: D I N EN 643: Europäische AltpapierStandardsorten-Liste (Stand: August 1994) VDP-Altpapier-Liste der Deutschen Standardsorten und ihre Qualitäten (Stand: Juni 1997) PU

Stanzen (die cutting) Stanzen ist ein Trennverfahren, bei dem das —• Schneiden des Verarbeitungsguts (z.B. Papier oder Karton) mittels spezieller —> Stanzwerkzeuge von gebrochenen und/ oder in sich geschlossenen Linienzügen erfolgt. Das Stanzen wird häufig kombiniert mit dem —• Ritzen, —• Rillen, —• Prägen und —> Perforieren, z.B. bei der Herstellung von —* Faltschachteln, aber auch mit dem —> Drucken. Das Verarbeitungsgut und dessen Eigenschaften beeinflussen wesentlich die Wahl des Stanzverfahrens. Beim Stanzen wird im Allgemeinen mit einem Werkzeug und einem Gegenwerkzeug gearbeitet, beim Anstanzen von —•Etiketten übernimmt das Trennmaterial z.T. die Funktion des Gegenwerkzeugs. Wie beim Schneiden können die Stanzwerkzeuge prinzipiell im Scherschnitt oder im Druckschnitt wirken. Der Druckschnitt wird jedoch weitaus häufiger als —• Schneidverfahren beim Stanzen angewandt. Die Vielzahl unterschiedlicher —• Stanzmaschinen unterscheiden sich vor allem durch rotative oder hubformige Bewegungen der Stanzwerkzeuge. Ein Stanzen mittels Laserstrahlen ist ebenfalls möglich. HM

Stanzmaschine (die cutting machine) Die beim —> Stanzen unterschiedlichster Materialien auftretenden Anforderungen haben zur Entwicklung einer Vielzahl von Stanzmaschinen geführt. Eine wesentliche Unterscheidung dieser Maschinen ist durch das entweder rotative (kontinuierliche) oder hubformige (diskontinuierliche) Arbeiten der Stanzwerkzeuge gegeben. Bei hubformig periodischen Werkzeugbewegungen werden die Stanzungen aller Nutzen gleichzeitig durchgeführt. Dies bedingt hohe Stanzkräfte und entsprechend stabile Maschinenkonstruktionen, aber auch große Genauigkeit im Stanzergebnis. Zu diesem Maschinentyp zählen Tiegeldruckpressen, Autoplatinen, Vertikalstanzautomaten und Schwingstanztiegel. Dieser Maschinentyp ist vielseitig einsetzbar, insbesondere wird er in der Faltschachtel-, Kartonagen-, und Wellpappenindustrie herangezogen. Bei rotativen Stanzwerkzeugbewegungen (Rotationsstanzen) werden die entsprechenden Nutzen nacheinander gestanzt. Dies führt zu geringen Stanzkräften und entsprechend leichten Maschinenkonstruktionen. Da beim Rotationsstanzen im Gegensatz zum Hubstanzen Leerbewegungen entfallen, werden hohe Arbeitsgeschwindigkeiten erreicht. Als Nachteil dieses Maschinentyps wird eine nicht immer ausreichende Genauigkeit angeführt. Rotationsstanzen, die mit Bandstahlschnitten bestückt sind, werden in der Wellpappenindustrie eingesetzt. Stanzen, die mit Magnetstanzblechen oder Festkörperstanzen ausgerüstet sind, werden vorwiegend bei der Herstellung von —> Etiketten und Endlosformularen eingesetzt. Weiterhin existieren rotative Arbeitsweisen von Stanzmaschinen, bei denen Stanzwerkzeug und Verarbeitungsgut flach liegen und ein rotierender Zylinder das Stanzgut gegen das ebene Stanzwerkzeug presst. Zu diesem Maschinentyp, der vorwiegend für Folienprägungen eingesetzt wird, zählen FlachformZylinderpressen, Schnellpressen und Zylinder-Stanzautomaten. Bei einem weiteren rotativen Arbeitsprinzip laufen eine ebene Stanzform und das Verarbeitungsgut zwi-

195 sehen 2 rotierenden Zylindern durch. Dieser Maschinentyp wird vor allem in der Kunststoffindustrie beim Ausstanzen von tiefgezogenen Teilen eingesetzt. HM

Stanzmesser (die cutting knife) —> Stanzwerkzeug

Stanzwerkzeug (die cutting tool) Die beim —• Stanzen in —• Stanzmaschinen eingesetzten Werkzeuge unterscheiden sich hinsichtlich des zugrunde liegenden Prinzips des —> Schneidens (Scherschnitt, Druckschnitt), der Art der Werkzeugbewegung (rotative oder hubformige Bewegungen bzw. Mischformen) und bezüglich der speziellen Anforderungen des Verarbeitungsguts. Beim Stanzen nach dem Prinzip des Scherschnitts können u.a. Hinterführungs-, Plattenfuhrungs- oder Säulenführungsschnittwerkzeuge eingesetzt werden. Beim Stanzen nach dem Druckschnittverfahren ist neben dem S = Schneidmesser

A = Auswerfergummi

R = Ritzmesser

Ζ = Zurichtung

mmmm^ % Grundplatte

g

Perforier- oder Rilllinien, und Auswerfergummis (Abb.). In die Grundplatte, die aus Sperrholz oder glasfaserverstärktem Material gefertigt wird, werden die Stanzkonturen mittels verschiedener Techniken eingeschnitten (Dekopiersäge, Wasserstrahl- oder Laserschneiden). In die Einschnitte werden die entsprechend zugeschnittenen und gebogenen Bandstahllinien eingesetzt. Die Bandstahllinien werden in 3 Härtegraden geliefert (weich, hart und mittelhart), wobei die weichen Linien für Biegungen mit kleinen Radien verwendet werden. Für Karton» und Wellpappestanzungen beträgt die normale Dicke der Linien 0,7 mm. Die Höhe der Stanzlinien beträgt 23,8 mm; die Ritzlinien sind 0,2 mm und die Rilllinien z.B. 0,6 mm kürzer ausgeführt. Vor dem Stanzen sind diese Werkzeuge zuzurichten, indem durch untergelegte Papierstreifen etwa vorhandene Höhendifferenzen der Stanzlinien ausgeglichen werden. Bei rotativ arbeitenden Stanzmaschinen arbeitet ein Stanzzylinder meist gegen einen Gegenstanzzylinder (Oberfläche aus Stahl oder Kunststoff). Die Stanzzylinder sind entweder Stanzwalzen oder werden mit Bandstahlschnittwerkzeugen in Rundform bestückt. Die Stanzwalzen können als Festkörperstanzen ausgebildet sein oder zweiteilig aus einem Magnetzylinder und auswechselbaren Magnetstanzblechen bestehen. HM

Stapel Gegenstanzplatte

Schema eines Bandstahlschnittwerkzeugs

Schneidwerkzeug eine Stanzunterlage erforderlich. Große Bedeutung haben einerseits Bandstahlschnittwerkzeuge sowie - bei rotativ arbeitenden Stanzen - zylindrische Werkzeuge. Bandstahlschnittwerkzeuge (auch Stahllinienwerkzeuge) bestehen aus einer Grundplatte (Stanzunterlage), Bandstahllinien bzw. Ritz-,

(pack, pile , stack) Eine größere Anzahl übereinander liegender Papier-, Druck- und Falzbogen sowie anderer planliegender Erzeugnisse von gleichem —• Format wird als Stapel bezeichnet. Die Verarbeitung und der Transport von Bogen aus Papier, Pappe und Karton erfolgen meist in Stapeln. Eine gute Flach- bzw. Planlage, keine Randwelligkeit, keine Verspannungen und keine mechanischen Verformungen oder Beulen der einzelnen Bogen sind Voraussetzungen, um eine gute Stapellage zu erreichen. NE

196 Stapelableger (sheet stacker) Die Auslage von Bogen-Papierverarbeitungsmaschinen bezeichnet man als Stapelableger oder Stapelbildner. WN

Stapelbildner (stacker) Die Stapelableger von Bogen-Papierverarbeitungsmaschinen bezeichnet man als Stapelbildner. WN

Stapelbütte (storage chest) Eine —• Bütte zum Bevorraten (Stapeln) von Stoffsuspensionen wird Stapelbütte genannt. Dabei muss (meist) verhindert werden, dass sich die Suspension entmischt, d.h. die Feststoffe (—> Faserstoffe und —> Füllstoffe) aufschwimmen oder sich absetzen, teilweise auch zu stark ausflocken. HO

Stapelfaser (staple fiber) Als Stapelfaser bezeichnet man eine kurzgeschnittene Chemiefaser (meistens aus —• Cellulose), die ähnlich wie Wolle oder —* Baumwolle zu verspinnen ist. Die Länge der Fasern wird als Stapel bezeichnet und in 1/8 Zoll (oder teilweise auch schon in mm) angegeben. Man unterscheidet hauptsächlich B-Typen (von Baumwolle) für die Dreizylinderspinnerei (32 bis 40 mm) und W-Typen (von Wolle) für die Wollspinnerei (80 bis 120 mm). Stapelfasern werden u.a. für die Herstellung von —• Filzen für die —• Bespannung von Papiermaschinen verwendet. GU

Stapeltest (pile test) Der Stapeltest ist eine Methode zur Prüfung des —• Abliegens und des —> Wegschlagens der —• Druckfarbe bei einer bestimmten Farbe-Papier-Kombination. Diese spezielle Prüfmethode wurde vom Druckfarbenhersteller

Huber-Gruppe, München, entwickelt und soll das Abliegen der Druckfarbe im —• Stapel des —>Auslegers der —•Druckmaschine simulieren. Probestreifen aus Papier werden mit einer definierten Druckfarbenmenge auf einer —• Probedruckmaschine bedruckt. Auf die bedruckten Streifen wird sofort unbedrucktes Papier derselben Sorte gelegt. Darauf werden weitere Papierbogen im Format von ca. 25 cm χ 30 cm gestapelt. Der Stapel wird mit einem 2,5 bis 3 cm dicken Brett abgedeckt und mit einem Gewicht von 10 kg belastet. Nach 2 h werden der Stapel geöffnet und das unbedruckte Papier visuell beurteilt. Bei der Prüfung verschiedener Druckfarben bzw. —• Bedruckstoffe kann festgestellt werden, bei welcher Farbe-Papier-Kombination ein stärkeres Abliegen der Druckfarbe auftritt. NE

Stapelturm (storage tower) Der Stapelturm ist eine spezielle —> Bütte zum Lagern von Stoffsuspensionen auch mit höheren Stoffdichten (10 bis 15 %). Bei Baugrößen über etwa 500 m 3 sind Stapeltürme im unteren Bereich im Durchmesser eingezogen. Die Suspension wird nur in diesem unteren Bereich mithilfe von Propellern umgewälzt und mit dem zugegebenen Verdünnungswasser vermischt, bevor diese pumpfähige Suspension ausgetragen wird. HO

Stapler (lift trucks , industrial trucks) Stapler - von denen der Gabelstapler zu den häufigsten und universell einsetzbarsten Flurforderfahrzeugen zählt - gehören der Gruppe der motorisch angetriebenen —> Flurförderer an. Einzelne oder zu Ladeeinheiten (z.B. Paletten) zusammengestellte Stückgüter werden dabei normalerweise auf einer Gabel angehoben, verfahren und wieder abgesetzt oder gestapelt. Unterschiedlichste Anbaugeräte (z.B. Klammer, Dorn, Greifer, Kranausleger, Schaufel und Kippkübel) ermöglichen ein bestimmungsmäßiges Fördern anderer Lasten (z.B. Papierrollen, Container, Schüttgüter).

197 Je nach Bauart unterscheidet man Dreirad-/Vierrad-Ausfuhrung, Stapler mit Elektro·, Treibgas-, Benzin- oder Dieselantrieb und Stapler, die die Last außerhalb der Radbasis (Frontgabelstapler) oder innerhalb der Radbasis (z.B. Quergabelstapler oder Portalstapler) fordern. Für Tragfähigkeiten über 12 t werden Gabelstapler nur mit Verbrennungsmotoren ausgerüstet. Wichtige Auswahlkriterien für einen Stapler sind: • • • • •

Einsatzort (im Freien oder in geschlossenen Gebäuden) Wendigkeit und Raumbedarf des Staplers Tragfähigkeit Maximale Hubhöhe Fahr-, Hub- und Senkgeschwindigkeit.

Die sog. Wachsstärken (aus speziellen Züchtungen von Mais, Reis oder Hirse) bestehen fast nur aus Amylopektin, während die Stärke anderer Maissorten (Amylomais) und von Erbsen überwiegend Amylose enthalten. Während die Amylose infolge der Bindung in 1,4-Stellung lange, z.T. schraubenförmig verdrillte Ketten mit etwa 300 bis 1 200 Anhydroglucoseinheiten bildet, verzweigt sich die Kette beim Amylopektin nach durchschnittlich 25 Glucose-Bausteinen durch 1,6Bindung zu einem astähnlichen Gebilde mit einem —• Polymerisationsgrad von 1 500 bis

12 000.

Amylose In der Papierindustrie werden zum Fördern von Altpapierballen, Papierrollen und Chemikalien (Sackware oder Behälter auf Paletten) Stapler eingesetzt. VO

Stärke (starch) Stärke ist ein Reserve—•Kohlenhydrat der Pflanzen, das aus den beiden —> Polysacchariden —• Amylose und —> Amylopektin besteht. Native Stärke ist eine farblose Substanz (Dichte: 1,5 g/cm 3 ), die in kaltem Wasser und Ethanol unlöslich ist. In siedendem Wasser bilden Stärken kolloidale Lösungen, die beim Abkühlen als Gel erstarren (—• Stärkekleister). Stärke ergibt mit Jod/Kaliumjodid-Lösung eine in der Hitze wieder verschwindende Blaufärbung. Stärke ist wie —• Cellulose nur aus —• Glucose-Bausteinen aufgebaut. Anders als in Cellulose sind allerdings im Polysaccharid Stärke die Glucose-Einheiten a-glykosidisch verknüpft. Darüber hinaus besteht Stärke aus 2 Komponenten unterschiedlicher Molmasse: aus ca. 20 bis 30% geradkettiger —• Amylose (Molmasse ca. 50 000 bis 150 000) und 70 bis 80 % verzweigtkettigem —• Amylopektin (Molmasse ca. 300 000 bis 2 Mio). Daneben sind noch geringe Mengen Lipide, Phosphorsäure und Kationen enthalten.

Stärke ist ein Reserve-Kohlenhydrat, das von Pflanzen oft in beträchtlichen Mengen in Form von 5 bis 200 μιη großen Stärke-Körnern gespeichert wird, z.B. in Knollen oder Wurzeln (Kartoffeln, Maranta, Maniok, Batate), in Getreide-Samen (Weizen, Mais, Roggen, Reis, Gerste, Hirse, Hafer, Sorghum), in Früchten (Kastanien, Eicheln, Erbsen, Bohnen und andere Hülsenfrüchten, Bananen) sowie im Mark (Sagopalme). Der Stärkegehalt ist sehr unterschiedlich (Angaben in %-Frischgewicht des pflanzlichen Speicherorgans): Reis (70 bis 75 %), Mais (60 bis 70 %), Weizen (53 bis 70 %), Maniok

198 (Tapioka, 20 bis 30 %), Maranta (Arrowroot, 20 %), Kartoffeln (12 bis 20 %). Die kleinsten Stärkekörner sind 1 bis 2 μιη groß (Kornrade), die größten erreichen einen Durchmesser von nahezu 200 μηι. Die Stärkekörner besitzen eine kristalline Struktur. Sie bilden doppelbrechende Sphärolithe mit radial gestellten feinen Kristallnadeln. Die Gewinnung der Stärke erfolgt vorzugsweise aus Mehl von Mais, Kartoffeln, Weizen, Reis und Maniok (Tapioka) durch Zerkleinern und Aufschlämmen der stärkehaltigen Pflanzenteile, Abfiltirieren, Waschen und Trocknen der Stärkekörner. Stärke wird bei der Papierherstellung zum Teil unmodifiziert (—• native Stärke), vor allem aber abgebaut und in Form von —• Stärkederivaten verwendet. Bei Einsatz in der Faserstoffsuspension wirkt Stärke vor allem als —> Trockenverfestiger. Stärkelösungen werden auch für die —• Oberflächenleimung benutzt, um eine bessere —• Rupffestigkeit und auch eine niedrigere Luftdurchlässigkeit zu erreichen. In —> Streichfarben wird Stärke als —• Cobinder verwendet (—> Stärke als Bindeund Streichmittel). GU

Verwendet werden durchwegs im Molekulargewicht reduzierte Stärken (hydrolytisch, oxidativ oder enzymatisch abgebaut), weil die Viskosität der verkleisterten —»nativen Stärke zu hoch ist. Nichtderivatisierte Stärken müssen vor dem Einmischen in die Streichfarbe durch Aufkochen verkleistert werden. Kaltlösliche Stärken, in der Regel —• Stärkederivate mit niedrigem —> Substitutionsgrad, können direkt eingerührt werden. Zunehmend werden auch —> kationische Stärken verwendet, die durch eine elektrostatische Fixierung an den negativ geladenen Zellstofffasern besser gebunden werden, —> Füllstoffe besser retenieren und Vorteile beim —• Recycling sowie bei der Wiederaufarbeitung von Produktionsausschuss (—• Ausschuss) bringen. GU Stärkeaufbereitung (starch preparation) Bei der Stärkeaufbereitung werden —> Stärken für den Einsatz in der Papier- und Kartonerzeugung mit unterschiedlichen Verfahren aufbereitet (—• Leimküche). Die Stärkeaufbereitung umfasst alle Verfahrensschritte von der Lagerung des Stärkepulvers über die

Stärke (als Binde- und Streichmittel) (starch (as a binder and coating agent)) —• Stärke wurde früher in großen Mengen in —• Streichfarben als —• Bindemittel eingesetzt, um die Pigmentpartikel (—> Pigmente) miteinander zu verbinden und an den Papierfasern auf der Papieroberfläche zu fixieren. Diese Aufgabe wird inzwischen vorwiegend von synthetischen Polymeren (in Form von Latices) wahrgenommen. Stärke wird in Streichfarben als —• Cobinder verwendet und hat dabei hauptsächlich die Aufgabe, die —•Viskosität der Streichfarbe zu regeln und das Wasserrückhaltevermögen der Formulierung zu erhöhen. Enzymatische Aufbereitung von Stärke (Quelle: GAW)

199 Dispergierung, die Verkleisterung bis hin zur Verdünnung für den beabsichtigten Einsatzzweck. Beim enzymatischen Abbau von Stärke (Abb.) wird die pul verförmige Stärke mit Wasser zu einer Suspension vermischt, der —• Enzyme zugegeben werden. In einem Konverter (beheizter Behälter mit Rührwerk) wird nun die Stärke durch Enzyme behandelt. Im nachfolgenden Inaktivator wird die Stärkelösung stabilisiert. Als alternatives Verfahren des Abbaus kommt das oxidative Verfahren zur Anwendung. Hier wird die Stärke mit —• Natronlauge als Zusatz behandelt. Dieses Verfahren ist jedoch ungenauer und unsensibler als das enzymatische. Es handelt sich dabei um einen diskontinuierlichen Aufbereitungsprozess, in dem ein —• Batch-Kocher verwendet wird. KT

Stärkederivate (starch derivatives) Stärkederivate sind chemisch modifizierte —• Stärken, die durch Umsetzung mit mono-, bi- oder polyfunktionellen Reagenzien bzw. Oxidationsmitteln in weitgehend polymeranalog verlaufenden Reaktionen hergestellt werden. Diese basieren im Wesentlichen auf Umwandlungen der Hydroxygruppen der —• Amylose und des —• Amylopektins durch Veretherung, Veresterung oder selektive Oxidation bzw. auf radikalisch initiierten —> Pfropfpolymerisationen der —• Polysaccharide mit ungesättigten —• Monomeren.

DS = DP =

—• Substitutionsgrad Durchschnittlicher Polymerisationsgrad

Die durch polymeranaloge Reaktionen hergestellten Stärken weisen die abgebildete allgemeine Struktur auf. Die in vielen Fällen angestrebte Erniedrigung der Verkleisterungstemperatur und die Inhibierung von Retrogradationsprozessen werden meistens schon bei sehr niedrigen Modifizierungsgraden der Stärken erreicht, insbesondere dann, wenn sie mit physikalischen Verfahren, z.B. der Vorverkleisterung, kombiniert werden. Die Eigenschaften der bei chemischen Reaktionen anfallenden Stärkederivate sind abhängig von Art und Anzahl (Substitutionsgrad) der in die Polysaccharide eingeführten Substituenten und deren Verteilung in den einzelnen Anhydroglucoseeinheiten (—• Glucose) bzw. entlang der Polymerketten, aber auch von ihrem Polymerisationsgrad, ihrer Polydispersität und der Provenienz der als Substrate eingesetzten Stärken. Eine besondere Rolle spielen Pfropfcopolymere (Pfropfpolymerisation) der Stärke, z.B. Stärke/Acrylamid/Acrylsäure-Pfropfcopolymere, die über äußerst hohe Wasserabsorptionskapazitäten verfugen und als Super slurper (stark flüssigkeitsaufsaugende Stoffe, die besonders im Hygienebereich z.B. als Windeleinlagen verwendet werden) Bedeutung erlangt haben. Die wichtigste Gruppe von Stärkederivaten stellen die Stärkeether mit Hydroxyethylstärken (R = CH 2 CH 2 OH), Hydroxypropylstärken (R = (CH 2 ) 3 OH) und kationische Stärken als einzelne Vertreter. Wesentlich seltener sind Stärkeester (u.a. Stärkenitrate mit R = 0N02). Zu den Stärkederivaten in weiterem Sinne gehören auch die oxidierten Stärken (z.B. die Dialdehydstärken), die bei der Behandlung von Stärken mit selektiv wirkenden Oxidationsmitteln (z.B. Perjodsäure) anfallen und für die folgende Gruppierung charakteristisch ist. Dialdehydstärken reagieren mit anderen Haciden Polymeren unter Vernetzung und können zur Herstellung unlöslicher Filme aus wasserlöslichen Polymeren eingesetzt werden, u.a. auch zur (z.T. temporären) Wasserfestausrüstung von Papier. Die Weiteroxida-

200 tion der Dialdehydstärken führt zu Dicarboxylstärken (siehe Formel). Dialdehydstärken können als Vernetzungsmittel zur —> Nassverfestigung von Papier eingesetzt werden. Ihre Wirkung beruht auf der Bildung von Acetalbindungen zwischen Aldehydfunktionen der Stärke und Hydroxygruppen der —•Cellulose der Zellstofffasern beim Trocknen des Papiers.

von —• Konservierungsmitteln inhibiert werden kann. Stärkekleister wird für Verklebungen (—• Kleben) verwendet, an die keine hohen Ansprüche hinsichtlich Festigkeiten und Wasserbeständigkeit gestellt werden; z.B. für die von Papier und papierähnlichen Materialien (Tapetenkleister, Buchbinderkleister). Literatur: Römpp Lexikon Chemie. Stuttgart, New York: Georg Thieme Verlag, 1996 GU

Literatur: Römpp Lexikon Chemie. Stuttgart, New York: Georg Thieme Verlag, 1996 GU

Stärkekocher (starch cooker) Ein Stärkekocher wird zur Aufbereitung von —» Stärke verwendet. Je nach Stärketyp wird Stärke kontinuierlich mit einem —> JetKocher oder diskontinuierlich mit einem —• Batch-Kocher aufbereitet. KT

Stärkeklebstoff (starch adhesive) Klebstoff

Stärkeküche (starch kitchen) Synonym für —> Leimküche

Stärkekleister (starch paste) Ein Kleister ist nach DIN 16920 ein —> Klebstoff in Form eines wässrigen Quellungsprodukts, das im Gegensatz zu einem Leim (—> Stärkeleim) schon bei niedrigen Feststoffkonzentrationen eine hochviskose, nicht fadenziehende Masse bildet. Rohstoffe für Stärkekleister sind —• Stärke oder Mehl sowie für Stärkekleister in weiterem Sinne wasserlösliche —• Stärkederivate (vorwiegend Ether). Diese werden in der ca. 4 bis 7fachen (Mehl, Stärke) bzw. 20 bis 50fachen (Stärkederivate) Menge Wasser suspendiert. Während die Verkleisterung der Stärkeether (z.B. Carboxymethylstärke) in kaltem Wasser erfolgt, muss die des Mehls und die der —»nativen Stärke bei höheren Temperaturen (ca. 80 bis 100° C) durchgeführt werden. Stärkekleister sind anfallig gegen mikrobielle Zersetzung, die durch Zusatz

Stärkeleim (starch glue) Leime sind nach DIN 16920 —• Klebstoffe, die aus wasserlöslichen tierischen (—• Glutin, —• Kasein), pflanzlichen (—• Stärke, —> Dextrin, Celluloseether (—• Cellulosederivate)) oder synthetischen —> Polymeren und Wasser als —• Lösungsmittel bestehen. Stärkeleime gehören zu der Klasse der einkomponentigen, physikalisch kalt abbindenden —• Leime (Kaltleime), bei denen das Lösungsmittel (Wasser) während des Prozesses des Verklebens entweicht. Es können daher nur saugfahige Substrate (z.B. Papier) mit Stärkeleim verklebt werden. Wie —> Stärkekleister werden Stärkeleime vorwiegend zum Verkleben von Papier und Pappe verwendet (Verkleben von —• Deckenund gewelltem —• Wellenpapier zu —• Wellpappe für Verpackungen). GU

Ο Ο Dialdehydstärke

Α

/Λ

HO Ο O OH Dicarboxylstärke

201 Starre Rakel (stiff blade) In bestimmten —• Auftragswerken mit separater Dosierung werden in der Dosierstation —> Rakel aus Stahlblech verwendet, die, mit einem Anschliff versehen, als starre Rakel (Abb.) die —• Streichfarbe egalisieren und dosieren.

Starre Rakel oder Stiff Blade (Quelle: Jagenberg) KT

Starres Schaberblatt (rigid blade , stiff blade) Synonym für eine Rakel aus Bandstahl (—• Rakel für Streichverfahren).

ursachten) Quellen. Staub kann sowohl direkt emittiert werden (z.B. bei Herstellungsprozessen, Verladevorgängen, Verbrennungsprozessen) als auch durch Reaktionsvorgänge in der Luft gebildet werden. Umweltschädigende Inhaltsstoffe der Stäube sind —• Schwermetalle (z.B. Arsen, —> Blei, - > Cadmium, Nickel) oder polycyclische aromatische —• Kohlenwasserstoffe (z.B. Benzo(a)pyren) sowie Sulfate oder Nitrate. Gesundheitsgefahren gehen insbesondere vom Feinstaub aus, da sich dieser in der menschlichen Lunge ablagern kann. Besonders gefährlich sind einige faserförmige Stäube (z.B. Asbest) aufgrund ihrer krebserzeugenden Wirkung. Der Staubbelastung kommt bei Smogsituationen besondere Bedeutung zu, weswegen sie in den meisten Smogalarmplänen der Länder doppelt gewichtet wird. In den letzten Jahren haben die Staubemissionen, insbesondere aus dem Kraftwerksbereich, jedoch deutlich abgenommen. Beim Umgang mit organischen Stäuben muss die Explosionsgefahr beachtet werden. Bei der Papierherstellung ist insbesondere der Umgang mit —• Stärke und —• Carboxymethylcellulose (CMC) unter diesem Gesichtspunkt zu betrachten. So muss bei einer Silolagerung für eine Druckentlastung des Silos, eine Erdung der Silofahrzeuge bei der Entladung und eine Ex-geschützte elektrische Einrichtung am Silo, den Fördereinrichtungen und im Umgangsbereich des Trockenguts gesorgt werden. HU

Staub (dust) Unter Staub versteht man in der Luft verteilte feste Teilchen, die je nach Größe in Grobstaub (Durchmesser > 5 μιη) oder Feinstaub (Durchmesser < 5 μιη) unterteilt werden. Feinstäube verbleiben als Schwebstaub über mehrere Tage in der Luft, während der sie über große Strecken transportiert werden können. Grobstäube mit einem Durchmesser von über 100 μ m verbleiben nur über kurze Zeiträume in der Atmosphäre und sinken dann als Staubniederschläge zu Boden. Staub stammt sowohl aus natürlichen wie auch aus anthropogenen (von Menschen ver-

Stauben ( dusting , linting) Unter Stauben versteht man nach D I N 6730 das Abgeben von kleinen Partikeln, wie —> Fasern, —> Füllstoffteilchen, Bestandteilen von —• Leimungsmitteln und —> Strich, aus der Papieroberfläche. Es handelt sich um Partikel, die meist nur lose auf der Papieroberfläche liegen - eventuell durch statische Aufladung festgehalten werden - oder nur sehr locker im Papiergefüge verankert sind. Diese Partikel können sich beim Lauf des Papiers durch —•Druckmaschinen und

202 —• Kopiergeräte ablagern. Bei der Druckmaschine betrifft dies die —• Bogenanleger oder —• Wendestangen. Weiterhin lösen sich Partikel durch die Adhäsion der —• Druckplatten an den druckenden und an den bildfreien Stellen des Papiers und lagern sich auf dem —• Gummituch der Druckmaschine ab. Die Staubmenge, die sich in einer Druckmaschine auf dem Gummituch ablagert, kann durch die Art des Gummituchs, die Höhe des Anpressdrucks, die Feuchtmittelführung (—• Feuchtmittel) und die Druckgeschwindigkeit beeinflusst werden. Dies zeigt aber erst eine Wirkung, wenn die Faktoren extrem verändert werden. Ein Merkmal der Staubungsneigung eines Papiers ist also die Ablagerung von Partikeln auf dem Gummituch, der —• Druckplatte und dem —•Farbwerk. Bei Kopiermaschinen lagert sich bei hoher Produktion Staub ab, was ein verfrühtes Wechseln von Walzen und Tüchern zur Folge hat. Sowohl bei —• ungestrichenen wie auch bei —> gestrichenen Papieren kann —• Schnittstaub entstehen. Dieser bildet sich, wenn beim —• Längs- oder —• Querschneiden unscharfe Messer zum Einsatz kommen. Schnittstaub lässt sich an der Form der Staubteilchen erkennen. Es handelt sich meist nicht um Einzelfasern oder Partikel, sondern um Papier- bzw. Strichbruchstücke. Die Vermeidung von Staub bzw. das Erreichen einer hohen Staubfreiheit sind durch die Auswahl der Rohstoffe, die —• Mahlung und die —• Oberflächenleimung in einer —• Leimoder —• Filmpresse erreichbar. Bei der Messung des Staubgehalts wird nach Oberflächenstaub und dem Schnittkantenstaub unterschieden. Der Oberflächenstaub kann mit einem —> IGT-Probedruckgerät beurteilt werden. Die Methode nach Lorentzen & Wettre liefert eine Maßzahl für den Staubanteil. MM

Stäuben (dusting)

—• Stauben

Stauchwiderstand (compression strength)

Als Stauchwiderstand wird der Widerstand von —• Wellpappenrohpapieren gegenüber einer Druckbelastung in der Papierebene bezeichnet. Zwischen dem Stauchwiderstand von —• Deckenpapier und —• Wellenpapier und der Festigkeit von —•Wellpappe und Wellpappeschachteln besteht ein enger Zusammenhang. Der Stauchwiderstand der verwendeten Decken- und Wellenpapiere ist daher eine der wichtigsten Eigenschaften zur Vorhersage der Festigkeit des Endprodukts. Bei der Bestimmung des Stauchwiderstands ist es wichtig, eine Prüfmethode einzusetzen, die den reinen Stauchwiderstand misst, unbeeinflusst von anderen Eigenschaften des Papiers. Zur Bestimmung des Stauchwiderstands von Decken- und Wellenpapier werden folgende Größen alternativ herangezogen: • • •

—• Streifenstauchwiderstand (Short Span Compression Test SCT) —• Ringstauchwiderstand (Ring Crush Test RCT) CCT-Methode (Corrugated Crush Test). WS

Steam-Explosion-Prozess (steam-explosion process)

Der Steam-Explosion-Prozess beschreibt ein Zerfaserungsverfahren für —• Altpapier (z.B. —• Büroaltpapiere, —• Deinkingware), bei dem das Altpapier für kurze Zeit (1 bis 4 min) mit Sattdampf unter hohem Druck (bis 50 bar, 265° C) in einem geschlossenen Behälter beaufschlagt und danach schnell in eine unter Atmosphärendruck stehende Expansionskammer ausgetragen wird. Der Dampf bewirkt eine Faserquellung und die Druckentspannung eine Zerfaserung des Altpapiers. Der auf diese Weise zerfaserte —• Altpapierstoff kann dann mit der herkömmlichen Stoffaufbereitungstechnologie weiter veredelt werden. Das vorgeschlagene Verfahren soll energiesparender als die herkömmliche Aufbereitungstechnologie arbeiten und die Druckfarbenablösung zum Zwecke des Dein-

203 kens (—• Deinking) unterstützen. Großtechnische Umsetzungen sind bisher nicht bekannt. Literatur: Marchessault, R.H.; Debzi, E.M.; Excoffier, G.: Deinking of xerographic prints assisted by steam-explosion. Pulp&Paper Canada 98 (1997), Nr. 5, T172-T175 PU

(—> Offsetdruck) vom stehenden und liegenden Format. Nach der Definition von Agte versteht man darunter: •

Stearin (stearin)

Stearin ist ein weißes bis schwach gelbliches wasserunlösliches Gemisch aus Stearinsäure und Palmitinsäure, das erhalten wird, wenn das bei der Fettspaltung entstehende Fettsäuregemisch (—* Fettsäure) durch Auspressen, —> Extraktion, Umsetzung oder Destillation von der flüssigen Ölsäure befreit und durch Wasserdampfdestillation gereinigt wird. Als Stearine werden auch die Glycerinmono-, -diund -tristearate (Mono-, Di- und Tristearin) bezeichnet. Stearin dient als Kerzenwachs, zur Herstellung von Metallseifen und —•Emulgatoren, wird in Hydrophobiermitteln verwendet und in kosmetischen Präparaten sowie in der Seifen-, Gummi-, Schmierfett-, Lederund Textilindustrie eingesetzt. Stearin wird auch dazu benutzt, Papier und Papier mit —> Wachs zu beschichten und damit unempfindlich gegen wässrige Flüssigkeiten zu machen (z.B. für die Herstellung von Getränkeverpackungen). Literatur: Römpp Lexikon Chemie. Stuttgart, New York: Georg Thieme Verlag, 1996 GU

Stehender Kocher (batch digester)

—> Kocher

Stehendes und liegendes Format (short grain/long grain)

Bezogen auf die Stellung des —> Druckbilds auf der —• Druckplatte bzw. auf dem Plattenzylinder spricht man im Rollenoffsetdruck

•

Stehendes Format: Beim Rollenoffsetdruck auf der Druckplatte oder dem Formzylinder (Plattenzylinder) die Position der einzelnen Darstellung, z.B. einer Druckseite, wenn ihre kürzere Kante parallel zur Formzylinderachse bzw. auf der bedruckten Bahn quer zur —> Laufrichtung des Papiers liegt. Liegendes Format: Beim Rollenoffsetdruck auf der Druckplatte oder dem Formzylinder (Plattenzylinder) die Position der einzelnen Darstellung, z.B. einer Druckseite, wenn ihre längere Kante parallel zur Formzylinderachse bzw. auf der bedruckten Bahn quer zur Laufrichtung des Papiers liegt.

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1

Der Vorteil des stehenden Formats ist, dass die Laufrichtung des Papiers parallel zum Längsfalz und damit parallel zum Buch- bzw. Broschürenrücken verläuft. Dadurch wird bei klebegebundenen Produkten (—» Klebebindung) ein besseres Aufschlagverhalten erreicht. Der Vorteil des liegenden Formats ist, dass bei gleicher Umfangsgeschwindigkeit des Druckzylinders, also bei gleicher Bahngeschwindigkeit, eine um ca. 40 % höhere Produktionsleistung erzielt werden kann. Darüber hinaus kann die —> Makulatur um bis zu 4 % reduziert werden. Literatur: Agte, R.: Der richtige Fachbegriff in der Druckindustrie. Frankfurt a.M.: Polygraph Verlag, 1981 FA

204 Stenogrammblock (shorthand pad)

Ein Stenogrammblock ist ein gebundener Stapel von Einzelblättern (Block) zur Aufzeichnung bzw. Niederschrift von Diktaten und Reden in Stenographie (Kurzschrift). Die Einzelblätter des Stenogrammblocks sind in der Regel bereits mit Hilfslinien vorbedruckt. ΜΖ Steril (aseptic, sterile)

Ein steriles Material ist keimfrei, d.h. es enthält keine lebenden —> Mikroorganismen (einschließlich Sporen) und ist auch nicht mit solchen behaftet. Sterilität ist insbesondere im Lebensmittelverpackungs- und im Hygienepapierbereich (Tissue) von Bedeutung. Zur Gewährleistung der Sterilität von Produkten werden Prozessstufen mit hohen Temperaturen (ca. 100° C) eingesetzt und auf Sauberkeit im System geachtet. Zur Überprüfung der Sterilität eines Produkts wird im Labor die —• Keimzahl bestimmt. Sterilität ist gegeben, wenn die Keimzahl einen bestimmten Wert nicht überschreitet. KR

Sterilgutverpackung (z.B. einer SterilgutEinfachverpackung) steril bleibt. KB

Sterilisationsbeutel (sterilization bag)

Beutelformige Verpackung für den Dampfsterilisationsprozess, hergestellt aus Sterilisierpapier. Die Anforderungen an Papierbeutel (Maße, Ausführungsmerkmale, Materialanforderungen, Prüfungen) sind in DIN 58953-3 festgelegt. Sterilisationsbeutel sind nur zur einmaligen Verwendung bestimmt. Sie werden als Verpackungsmaterial für medizinische Geräte, wie z.B. Spritzen, Scheren oder Skalpelle, verwendet. KB

Sterilisierverpackung (sterilization package)

Die Sterilisierverpackung ist nach DIN 58953-1 eine Verpackung, in der Sterilisiergut sterilisiert werden kann. Sterilisierverpackungen werden aus —•Kunststofffolien und/oder Sterilisierpapier hergestellt. Sie dienen zum Verpacken von medizinischen Geräten, wie Spritzen, Scheren, Pinzetten und Skalpellen. KB

Sterilgut-Verpackung (aseptic/sterile device package)

Die Sterilgut-Verpackung ist nach DIN 58953-1 eine Verpackung, in der während der vorgesehenen Lagerdauer bei verschlossener Verpackung und sachgerechter Lagerung die Sterilität des Sterilguts (z.B. von Spritzen) erhalten bleibt. Sie werden aus —» Kunststofffolien und/oder Sterilisierpapier hergestellt und bestehen mindestens aus einer Sterilgut-Einfach- oder einer Sterilgut-Zweifachverpackung. Eine Sterilgut-Einfachverpackung stellt die Sterilität des Sterilguts unter besonderen Lagerbedingungen sicher und ermöglicht eine direkte Entnahme des Sterilguts (z.B. durch einen Peelverschluss) nach dem Öffnen. Die Sterilgut-Zweifachverpackung ist erforderlich, um eine kontaminationsfreie Entnahme des Sterilguts (z.B. von Verbandsmaterial) nach der Lagerung sicherzustellen. Sie ist so ausgeführt, dass die Außenfläche der inneren

Stetigschleifer (caterpillar grinder, chain grinder)

—• Schleifer

STFI Skogsindustrins

Tekniska

Forskningsinsti-

tut / Swedish Pulp and Paper Research Institute, Stockholm. Das Schwedische Forschungsinstitut für Zellstoff und Papier wurde in seiner heutigen Organisationsform 1968 als Zusammenschluss einiger unabhängiger Laboratorien gegründet. In den Forschungsabteilungen werden vornehmlich von der schwedischen Zellstoff- und Papierindustrie und vom schwedischen Staat finanzierte Forschungsvorhaben bearbeitet. Es besteht eine enge Zusammenarbeit mit Universitäten, besonders mit dem Royal Institute of Technology

205 (KTH), mit dem Schwedischen Zeitungsdruck-Forschungszentrum (TFL) und dem Schwedischen Institute für Medientechnik (IMT). Das STFI beschäftigt rund 220 Mitarbeiter, davon ca. 130 mit einem Universitätsabschluss. Die STFI-Aktivitäten werden in 4 Schwerpunktbereichen betrieben: Großprojektforschung (z.B. Impulstechnologie, Holzstoff, Drucktechnik), Grundlagenforschung (z.B. Papierchemie, Papierphysik, Informationstechnologie, Modellierung von Papierstrukturen, Biochemie), Industrieforschung (Faserrohstoffe, Produktionseffizienz, MikrobioloFA gie) und Auftragsforschung.

Stichprobe (random sample)

Bei statistischen Untersuchungen kann man aus finanziellen, zeitlichen oder prinzipiellen Gründen (z.B. zerstörende Prüfung) selten sämtliche Elemente der —• Grundgesamtheit untersuchen, sondern nur eine repräsentative Teilmenge, Stichprobe genannt. Die Elemente der Stichprobe werden zweckmäßigerweise nach gewissen Zufallsprinzipien aus der Grundgesamtheit ausgewählt. Anhand der Stichprobenergebnisse lassen sich dann mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit die Eigenschaften der Grundgesamtheit schätzen. Eine Stichprobe aus dem —• Tambour (Grundgesamtheit) von einer Papiermaschine kann z.B. eine bahnbreite Papierprobe sein, während zur Beurteilung von Abwasser eine Sammelprobe (mehrere miteinander vermischte Einzelproben, die über einen bestimmten Zeitraum als Stichprobe genommen wurden) sinnvoll sein kann. Die verschiedenen Verfahren für eine Stichprobenahme sind in DIN 53803-2 festgelegt. PR

Stickies (stickies)

Der Begriff Sticky (engl.: klebrig) ist nicht allgemein gültig und präzise definiert. Außerdem wird das englische Adjektiv 'sticky' (= tacky) in vielen Sprachen als Substantiv sei es im Singular (sticky) oder im Plural (sti-

ckies) - verwendet. Papiermacher verstehen darunter jene klebenden organischen Substanzen, die bevorzugt mit dem —• Altpapier eingetragen werden, und sich aus dem StoffWasser-System heraus an bestimmten Stellen innerhalb der —• Stoffaufbereitung, an —> Bespannungen, —» Zylindern oder Walzen von Papiermaschinen ablagern wollen oder bereits abgelagert haben. Auch die im produzierten Papier als klebende Verunreinigungen identifizierten Stellen bzw. Partikel werden als Stickies bezeichnet. Während —• papierfremde Bestandteile bei der —> Altpapiersortierung oder der —• Altpapieraufbereitung weitestgehend aus dem —• Altpapierstoff entfernt werden können, stellen Stickies eines der größten Probleme im Zuge der Wiederverwertung von Altpapier dar, da sie sich nur teilweise aus der Altpapierstoffsuspension absortieren oder aus der Wasserphase fällen lassen, so dass verbliebene Stickies zu Produktionsausfällen führen. Obwohl die chemische Zusammensetzung von Stickyablagerungen sehr vielfältig sind und eindeutige Stickyquellen kaum nachgewiesen werden können, werden als Hauptverursacher von Stickies immer wieder die bei der Papierverarbeitung eingesetzten —• Klebstoffe vermutet. Tatsächlich sind in Stickyablagerungen aber auch stets Chemikalien nachweisbar, die bei der Papierherstellung bzw. -Veredelung als Hilfsmittel eingesetzt werden (z.B. —• Streichbindemittel). Sicher ist lediglich, dass die einzige Gemeinsamkeit von Stickies deren großes Adsorptionsvermögen darstellt, also die Klebrigkeit der Stickypartikel. Substanzen, die zur Stickybildung beitragen, können in wasserlösliche und wasserunlösliche Komponenten unterteilt werden. Wasserlöslich sind z.B. —• Stärke, —> Leimungsmittel oder redispergierbare Klebstoffe, die im Stoff-Wasser-Kreislauf bevorzugt in die wässrige Phase überfuhrt und häufig auch unter dem Begriff —> Störstoffe subsumiert werden. Eine angemessene Kreislaufwasser- und —• Abwasserreinigung ist erforderlich, um diese gelösten Störstoffe zu beherrschen. Grundsätzlich führt eine zunehmende Kreislaufwasserschließung zur Auf-

206 konzentrierung dieser gelösten Substanzen, die eine Stickybildung begünstigt. Wasserunlösliche Substanzen, die zur Stickybildung beitragen, können in thermoplastische und nichtthermoplastische Materialien unterteilt werden. Das thermoplastische Verhalten von Verunreinigungen stellt eine Voraussetzung dar, damit eine Substanz an einem anderen Festkörper adsorbiert werden kann. Während z.B. Selbstklebeetiketten (—> Haftetiketten) normalerweise bereits bei Raumtemperatur einen permanenten thermoplastischen Zustand aufweisen, der auch die Grundlage für ihre dauerhafte Klebrigkeit darstellt, ist bei —• Hotmelts eine höhere Temperatur erforderlich, damit sie erweichen und ihre Klebrigkeit entwickeln. Gleichzeitig verfügen normalerweise aber auch Kunststoffe über ein thermoplastisches Verhalten (z.B. Polyethylen, Polypropylen) und entwickeln so bei entsprechenden Temperaturen, z.B. in der —> Trockenpartie von Papiermaschinen, klebende Eigenschaften. Stickies lassen sich zunächst in 2 Kategorien unterteilen, deren Differenzierung durch ihre Größe gegeben ist: •

•

Makro-Stickies, die nach einer LaborSortierung über einer Schlitzplatte mit z.B. 0,10 mm Schlitzweite als Sortierrückstand verbleiben. Mikro-Stickies, die nach Sortierung über einer Schlitzplatte mit z.B. 0,10 mm Schlitzweite mit dem —• Akzept die Sortierschlitze passiert haben.

Der Grund für diese Art der Unterscheidung liegt in der Tatsache begründet, dass sich Makro-Stickies in Altpapieraufbereitungsanlagen mit vorhandenen —» Drucksortierern mit einem bestimmten Wirkungsgrad aus der Stoffsuspension entfernen lassen. Dagegen sind Mikro-Stickies in der Regel so klein, dass sie auch mit den effektivsten mechanischen Sortieraggregaten nicht eliminiert werden können. Die Mikro-Stickies werden darüber hinaus in feindisperse (0,1 mm bis 100 nm), kolloidale (100 bis 10 nm) und molekular gelöste (< 10 nm) Mikro-Stickies unterteilt.

Abhängig von der Herkunft der Stickies, wird in ursprünglich schon vorhandene (primäre Stickies) und während der Stoffaufbereitung entstehende Stickies (sekundäre Stickies) sowie in permanente (inhärente Stickies) und potentielle Stickies (Ablagerungsneigung von Umgebungsbedingungen (z.B. Temperatur, pH-Wert) abhängig) unterschieden. Während Makro-Stickies stets als sog. Primär-Stickies eingestuft werden, können sich Sekundär-Stickies erst während des Aufbereitungsprozesses oder mitunter sogar erst an der Papiermaschine aus gelösten oder kolloidal gelösten Substanzen bilden. Für die Entstehung von Sekundär-Stickies stellen schockartige chemisch-physikalische Veränderungen der Stoffsuspension eine Voraussetzung dar (z.B. Temperatur- oder pHVerschiebungen, Ladungsänderungen), damit eine kolloidale Destabilisierung eintritt und die Agglomeration gelöster und/oder kolloidaler Substanzen ausgelöst werden kann. Sekundäre Stickies können dann ebenfalls zu Ablagerungen an der Papiermaschine oder deren Bespannung führen. Probleme mit klebenden Verunreinigungen können übrigens - wenngleich auch in wesentlich geringerem Ausmaß - bei der Verarbeitung von —• Primärfaserstoffen auftreten. In Verbindung mit klebenden Verunreinigungen aus Bestandteilen des Holzes wird von 'Pitch' bzw. im Zusammenhang mit der Aufarbeitung von gestrichenem Ausschuss von PU 'White Pitch' gesprochen.

Stickstoffoxide (nitrogen oxides)

Der Begriff Stickstoffoxide ist eine zusammenfassende Bezeichnung für Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO2). Stickstoffoxide, häufig auch als Stickoxide bezeichnet, entstehen bei Verbrennungsprozessen zum einen durch Reaktion von —> Sauerstoff und Luftstickstoff (Thermisches NOx), zum anderen aus im Brennstoff enthaltenen StickstoffVerbindungen (Brennstoff-NO x). Bei diesen Prozessen wird in erster Linie Stickstoffmonoxid gebildet, das in

207 der Atmosphäre relativ schnell zu Stickstoffdioxid umgesetzt wird. Aus Stickstoffdioxid kann sich weiterhin Salpetersäure bilden, die nach dem deutlichen Rückgang der Schwefeldioxidemissionen aus Feuerungsanlagen an Bedeutung für die Entstehung des sauren Regens gewonnen hat. Stickstoffoxide spielen auch eine besondere Rolle bei der Bildung von Fotooxidantien (—• Ozon). Bei höheren Stickstoffdioxidbelastungen in der Luft wurde eine erhöhte Häufigkeit von Atemwegserkrankungen beobachtet, ebenso wie eine Verstärkung von Schadwirkungen auf Pflanzen. Gefährdet sind insbesondere Pflanzenarten, die arm an Stickstoff sind, wie z.B. in Mooren lebende Pflanzen. Bei Kraftwerken und bei Pkws werden Stickstoffoxidemissionen durch primär und sekundär wirkende —> Entstickungsverfahren vermindert. HU

Postrefinern (—• Nachmahlung) schließlich in PU Einzelfasern zerlegt.

Stirndeckel (inner /outer header disk)

Bei der Rollenverpackung in der Papierindustrie (—• Rollenpackanlage) bedarf die Stirnseite der Papierrolle eines besonderen Schutzes vor Schäden durch den Transport und das Rollenhandling. Während des Packvorgangs Rollenpackmaschine) werden die Rollen deshalb stirnseitig mit einem Innenstirndeckel abgedeckt, dann mit Packpapier umhüllt und eingefaltet. Nach dem Falten werden die Stirnseiten mit einem Außenstirndeckel verklebt, der die Faltung fixiert. Darauf wird automatisch ein Etikett (—> Etikettendrucker) angebracht, das die Rollendaten mit Barcode und Laufrichtungspfeil enthält. Beim Ablauf der Verpackungsvorgänge in Stippen der Rollenpackmaschine entnehmen Hand(fiber bundles, flakes) lingautomaten mit saugerbestückten GreifarStippen stellen nicht vollständig in Einzelfamen beide Stirndeckelarten aus den Stirndesern zerlegte, noch zusammenhängende Fa- ckelmagazinen, in denen auf Transportpaletserbestandteile (Faserbündel) dar. Insbeson- ten bis 1,7 m hohe Stapel der Rundformate dere nach dem —• Zerfasern von getrockne- gängiger Rollendurchmesser bereitstehen. Im tem —• Zellstoff bzw. von —* Altpapier im Takt der Rollenpackmaschine werden die —• Pulper sind in der —• Fasersuspension passenden Innenstirndeckel (inner header noch Stippen enthalten. Während bei der disk) aus dem Magazin entnommen und mit Zellstoffzerfaserung eine unzureichende einer Tacker-Klammer an den Hülsenstopfen Energiezufuhr im Pulper die Ursache für der Rolle geheftet, bevor die Umhüllung mit Stippen darstellt, treten bei Altpapier Stippen Packpapier und das Einfalten des Packpaauch noch durch —• nassfestes Papier auf. pierüberstands erfolgen. Der PE-laminierte Zur vollständigen Zerlegung von Stippen in Außenstirndekkel (outer header disk) wird an Einzelfasern in der —> Stoffsuspension wer- die Pressplatten der Packpresse angesaugt, den bei Zellstoff —• Entstipper und bei Altpa- durch Druck sowie Hitze auf der Faltung verpier —> Sekundär-Pulper eingesetzt. Mit die- klebt, so dass die Faltung flach bleibt und die sen Aggregaten kann eine Zerlegung in Ein- Rolle für die Stapelung im Kamin tauglich ist zelfasern energetisch günstiger erfolgen als ( - • Rollenlager). SZ durch eine verlängerte, energieverzehrende Stoffbehandlung im Pulper. Bei der Herstellung von —• Holzstoff fallen Stirnradgetriebe ebenfalls noch nicht vollständig in Einzelfa(spur gear unit) sern zerlegte Holzkomponenten an. Man —> Antrieb spricht dabei je nach Größe von —• Splittern oder von Sauerkraut. Beide Holzstoffkomponenten werden zunächst aus dem Faserstoff aussortiert und in Nachmahl-, Rejekt- oder

208 Stirnseite (face, reel end)

Als Stirnseiten werden die Seiten einer Papierrolle bezeichnet, die eine ebene, nichtgekrümmte Fläche aufweisen (Abb.).

Stirnseite Stirnseite Papierrolle mit ihren beiden Stirnseiten

Stockflecken (dampstain, mold stain)

Die durch Einwirkung von Schimmelpilzen, z.T. auch von —> Bakterien auf Papier oder —> Pergament entstehenden hellen bis bräunlichen oder grauschwarzen Flecken mit muffigem Geruch werden als Stockflecken bezeichnet. Stockflecken entfernt man am besNE ten mit —• Peroxid.

Stoffaufbereitung (stock preparation)

Halbstoff liegt in Ballenform, als —• lose Ware oder in Suspensionsform (in integrierten Fabriken mit vorgelagerter Holzstoffanlage oder Zellstofffabrik) vor. Je nach Halbstoffart und Anforderungen an den aufbereiteten Stoff besteht die Stoffaufbereitung aus verschiedenen, unterschiedlich vielen Teilprozessen. Wesentliche Prozessschritte der Stoffaufbereitung mit direktem technologischem Einfluss auf die Qualität des erzeugten Papiers sind —• Zerfaserung, —• Sortierung, Zentrifügalreinigung (—• Reinigung), —> Flotation, —> Wäsche, —> Dispergierung, —> Bleiche und —> Mahlung. Wichtige Hilfsprozesse sind Fördern, —> Entwässern, Stapeln und Mischen. Bei der Zellstoffaufbereitung steht die Mahlung im Vordergrund, während bei der Aufbereitung von —> Altpapier das Abtrennen oder Neutralisieren von störenden Bestandteilen die Hauptaufgaben sind. Derartige störende Fremdstoffe sind z.B. Metall- und Plastikteile, Kleber (—> Stickies), —• Druckfarben, —• Farbstoffe und teilweise auch —• Füllstoffe und —> Pigmente. Die Stoffaufbereitung kann prinzipiell als ein Prozess in 3 Ebenen gesehen werden (Abb.). Die erste Ebene ist die Produktionsebene, die den direkten Weg vom —• Halbstoff zum Fertigstoff (—• Ganzstoff) für die Papier- oder Kartonmaschine darstellt. Die zweite Ebene beinhaltet die Rückgewin-

Die Stoffaufbereitung ist Teil des Papierherstellungsprozesses, der der Papiermaschine vorgelagert ist und aus zahlreichen Maschinen bzw. Verfahrensstufen besteht. In der StoffaufbeProduktionsebene 1 reitung werden die verFremdFasern Feststoffe/ Fasern/ Fasern HH stoffe verschiedenen Halbstoffarten verFremdstoffe Wasser verändern ändern trennen einzeln trennen als —• Primärfaserstoffe ( - • Zellstoff, HolzG 1 Rückgewinnungsebene | stoffe) oder —• SekundärFasern/ Feststoffe/ - Fasern faserstoffe (unterschiedliFremdstoffe Wasser - Wasser trennen trennen che —• Altpapiersorten) aufbereitet. Aus den auf1 Austragsebene | Feststoffe/ bereiteten Stoffen oder Wasser Stoffmischungen wird trennen dann auf der PapiermaReststoffe i—tAbwasser schine das gewünschte Produkt mit den geforderten Eigenschaften erzeugt. Struktur der Stoffaufbereitung mit Subsystemen und den 3 Prozessebenen Der aufzubereitende (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology)

209 nungsebene, in der aus den in der Produktionsebene abgetrennten Stoffströmen Faserund Feststoffe sowie Wasser zurückgewonnen werden. Die dritte Ebene ist die Austragsebene, in der die abgetrennten Fraktionen (—> Rejekte) sowie Prozesswasser für die Entsorgung aufbereitet werden. Die einzelnen Prozessschritte werden zu —• Stoffaufbereitungssystemen zusammengefasst, die diese Prozessschritte in geeigneter Weise zusammenschalten und teilweise den gleichen Prozessschritt auch mehrfach einsetzen, um den jeweiligen Anforderungen zu entsprechen. HO Stoffaufbereitung (historisch) (pulping) (historical)

—> Faseraufbereitung (historisch) —• Stampfwerk

1) Aufbereitungssystem für —> Primärfaserstoff am Beispiel von —• Zellstoff. In Abb. 1 werden auch die wesentlichen Schritte zur Ballenbehandlung im Detail aufgezeigt. In diesem System steht die —> Mahlung im Vordergrund, um die geforderten Qualitätsmerkmale des zu erzeugenden Papiers hinsichtlich Festigkeits- und optischer Eigenschaften oder auch —• Fettdichtigkeit bzw. elektrischer Isolierfähigkeit (—• Elektroisolierpapier) zu erreichen. 2) Aufbereitungssystem für —> Verpackungspapiere auf Altpapierbasis mit einer Teilung des Stoffstroms in Decken- und Rückseitenstrang (Abb. 2), wobei diese Teilung durch einfache Stoffstromverzweigung oder über eine —• Fraktionierung erfolgen kann. PM-Loop

Loop I Stoffaufbereitungssysteme (stock preparation systems)

Je nach Art des —• Halbstoffs und den Anforderungen an den Fertigstoff (—•Ganzstoff) und letztlich an das herzustellende Papier bestehen Stoffaufbereitungssysteme aus unterschiedlichen, aber auch unterschiedlich vielen Teilprozessen. Beispielhaft werden einige Systeme für die Aufbereitung unterschiedlicher Halbstoffe für verschiedene Papiere mit ihren Prozessschritten der Produktionsebene beschrieben:

Abb. 1: Beispiel eines Aufbereitungssystems für Zellstoff als Primärfaserstoff (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology)

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Abb. 2: Beispiel eines Aufbereitungssystems mit 2 Wasserkreisläufen (Loop I und PM-Loop) für Kaufhausaltpapier zur Herstellung von Verpackungspapier (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology)

3) Aufbereitungssystem für —> Deinkingware (Mischung von Zeitungen, Illustrierten, Katalogen und sonstigen Druckerzeugnissen) für —• Zeitungsdruckpapier als Beispiel für grafische Massenpapiere, in dem vor allem durch Flotations-Deinking, aber auch durch —> Bleiche die erforderlichen Merkmale des Stoffs, wie optische Sauberkeit und —> Weißgrad, erreicht werden (Abb. 3). 4) Aufbereitungssystem von weitgehend holzfreiem Altpapier für die Erzeugung

210 5) Aufbereitungssystem für Zellstoffersatz aus gemischtem Büs 2 roaltpapier (Abb. 5). In diesem Fall werden vor allem durch feinste Schlitzsortierung, mehrstufiges S I-S I® sE cï 2 Flotations-Deinking mit zwischenIL Λ LL UJ III geschalteter —> Dispergierung som wie in 2 Bleichstufen die hohen Γ | DAF1 DAF 2 J Qualitätsanforderungen (WeißJ SchlammRejekt- _ Schlamm· grad, optische Sauberkeit, Freiheit behandlgfj Γj|behandlg. behandlg. von klebenden Verunreinigungen) l i an den Fertigstoff erreicht. Diese DAF 2 Anforderungen sind vergleichbar denen an gebleichte Abb. 3: Beispiel eines Aufbereitungssystems fur Deinkingware mit zur Herstellung von Zeitungsdruckpapier mit vereinfachter —• Laubholzzellstoffe. Darstellung der 3 Wasserkreisläufe (Loop I, Loop I I und PMJe höher die Anforderungen an Loop) (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology) Produktqualität und —• Runnability der Papiermaschine sind, desto stärker muss man auf die Prozesswasserführung und -reinigung in PM-Loop Loopl Loop I den Wasserkreisläufen von StoffOJ φ i aufbereitung und Papiermaschine ι a3» I 9® σιc 2 1 .ε 3 achten (—• Wasserkreislauf>s 1 I .S %.5toο s3Φ Iut -8 system). Das —> Prozesswasser im s li < s ο Papiermaschinen-Wasserkreislauf Q soll eine möglichst geringe Beladung an Wasserinhaltsstoffen (geAbb. 4: Beispiel eines Aufbereitungssystems für weitgehend messen z.B. als —• CSB, SCP = holzfreies Altpapier zur Herstellung von hochwertigen TissueStream Current Potential) aufweipapieren (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology) sen. Eine entsprechende Lösung dieser Aufgabenstellung wird am hochwertiger Hygienepapiere (Abb. 4). Hier Beispiel des Stoffaufbereitungssystems für müssen hohe optische Sauberkeit sowie ein —> Zeitungsdruckpapier (Abb. 3) erläutert. hoher Weißgrad gewährleistet werden. Zu- Beste Ergebnisse werden erzielt durch Absätzlich wird ein geringer —• Aschegehalt ge- pressen des Stoffs am Ende der Stoffaufbefordert, was durch den Prozessschritt reitung vor der Papiermaschine, Zufuhr des —> Wäsche sichergestellt wird. —• Frischwassers in den PapiermaschinenKreislauf (PM-Loop), konsequente Anwendung des Gegenstromprinzips mit bestmöglichem Loop I Loop Loop III PM-Loop Abpressen des Stoffs an φ i den Trennstellen der Wasserkreisläufe (Loop I und 3 II) sowie durch Ausschleusen der belastenden Stoffe über das Prozesswasser von Loop I. Dies ergibt gegenAbb. 5: Beispiel eines Aufbereitungssystems für gemischtes Büroaltpa- über anderen Arten von pier zur Herstellung von hochwertigen grafischen Papieren (Quelle: Kreislaufwasserführungen Voith Sulzer Paper Technology) eine geringere CSBLoop I

LoopJI

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PM-Loop

3F

211 Belastung des Prozesswassers im Papiermaschinen-Kreislauf bei gleicher Abwassermenge (Abb. 6).

E

£5000-

Loop I

Sieb von Papiermaschinen aufgebracht. Dazu wird die Suspension durch den Druck im Stoffauflauf annähernd auf Siebgeschwindigkeit beschleunigt. Bei —• Langsieben und niedrigen Maschinengeschwindigkeiten waren die Stoffaufläufe ursprünglich von offener Bauart, d.h. offene Kästen mit einem über die —• Maschinenbreite gehenden Auslaufspalt. Mit steigender Maschinengeschwindigkeit mussten der Auslaufdruck der Stoffsuspension erhöht, der Stoffauflauf geschlossen und außerdem im Inneren mit einem Luftpolster versehen werden, um durch den aufgebrachten

Druck im Inneren des Stoffauflaufs die notwendige Geschwindigkeit des austretenden Stoffstrahls einstellen zu können. Mit diesen Hochdruck-Stoffaufläufen können hohe Maschinengeschwindigkeiten erreicht werden. Zu den Aufgaben eines Stoffauflaufs gehört die Verteilung der Suspension von einem Rohrquerschnitt gleichmäßig über eine maschinenbreite Blende von bis zu 10 m Breite. Die Höhe dieser Blende variiert zwischen 8 und 70 mm je nach gewählter —> Stoffdichte im Stoffauflauf und der —• flächenbezogenen Masse des zu fertigenden Papiers. Zusätzlich müssen die Fasern gleichmäßig im Papier verteilt werden. Dies wird durch niedrige Stoffdichte der Suspension um 1 % bewerkstelligt. Wenn dies nicht mehr möglich ist und die großen Wassermengen im Langsieb nicht mehr abgezogen werden können, muss die Stoffdichte im Stoffauflauf erhöht werden. Bei Erhöhung der Stoffdichte treten die Fasern intensiver in Kontakt und bilden stärkere Fasernetzwerke in der Suspension aus. Diese Netzwerke können durch hydraulische Kräfte, wie z.B. durch Einwirken von Scherkräften bzw. durch Turbulenzen, aufgebrochen werden (Abb.). Die Stoffaufläufe unterscheiden sich durch die Erzeugung mehr oder weniger intensiver Turbulenzen. Sie können durch die Art der Turbulenzerzeuger charakterisiert werden. — 800

50

100

mittlere Wellenlänge der Turbulenz [mm]

Turbulenz Waller)

verschiedener

Stoffaufläufe

(nach

Turbulenzgeneratoren erzeugen unterschiedliche Scherkraftniveaus und unterschiedliche Wellenlängen der Turbulenz. Die Wellenlänge der Turbulenz korreliert mit der

212 —• Formation der Papierbahn. Die kaum noch gebräuchlichen Lochwalzen-Stoffaufläufe waren vergleichsweise turbulenzarm und wiesen eine größere Wellenlänge der Turbulenz auf. Da das Scherkraftniveau niedrig ist, werden Lochwalzen-Stoffaufläufe auch bei Suspensionen eingesetzt, die eine niedrige Scherfestigkeit aufweisen, z.B. bei hohen Verdünnungen im Stoffauflauf und bei Spezialpapieren. Rohrbündel (Lamellen) bzw. Stufendiffusor-Stoffaufläufe können ein weit höheres Scherkraftniveau erzielen, so dass sie bei Suspensionen mit höherer Scherfestigkeit (z.B. hohe Stoffdichte, große Faserlänge) eingesetzt werden. Mit zunehmender Maschinengeschwindigkeit steigen die Durchsatzmengen im Stoffauflauf. Da die Strömungsgeschwindigkeiten im Inneren des Stoffauflaufs etwa im gleichen Arbeitsbereich liegen müssen, ergeben sich fur jeden Stoffauflauftyp jeweils Baureihen unterschiedlicher Größe. Stoffaufläufe für Langsiebe können Volumendurchsätze bis ca. 40 000 1/m · min bewältigen. Bei —• Gapformern werden Durchsätze bis 22 000 1/m · min erreicht. Dies ist durch eine unterschiedliche Entwässerungskapazität von Langsieben und —* Doppelsiebformern bedingt. Steht der Stoffauflauf (in Kombination mit einem zweiten Stoffauflauf) am Anfang des Langsiebs, wird er als —> Primär-Stoffauflauf bezeichnet. Ist der Stoffauflauf direkt über dem Langsieb mit einem nachgeschalteten Obersieb angeordnet, dann handelt es sich um einen —• Sekundär-Stoffauflauf. Die Korrektur der flächenbezogenen Masse in —• Querrichtung der Papierbahn erfolgt konventionellerweise durch Verformen der Blende am Auslaufspalt mithilfe von Spindeln. Der Spindelabstand beträgt 80 bis 150 mm. Mithilfe dieser Spindeln, individuell bewegt, können lokal die Höhe des Auslaufspalts und damit die lokale flächenbezogene Masse über die Bahnbreite verändert werden. Seit 1993 werden leistungsfähigere Korrekturelemente eingesetzt. Durch Zugabe von Verdünnungswasser im oder in der Nähe des Turbulenzgenerators kann die Stoffdichte in schmalen Zonen von 25 bis

180 mm Breite beeinflusst werden. Als Verdünnungswasser wird —• Siebwasser oder —• Klarwasser eingesetzt. BU

Stoffauflöser (pulper, slusher) —> Pulper

Stoffbatzen (stock lump) Stoffbatzen sind unerwünschte Stoffzusammenballungen oder Schleimgebilde im —•Konstanten Teil der Papiermaschine, die bei der Papierherstellung zu Fehlbildungen der Papierbahn, wie Flecken und Löcher, oder zu —• Bahnreißern führen können. Derartige Stoffeindickungen bilden sich bevorzugt durch Ablagerungen in „toten" Zonen während des Stofftransports im Stoffzufuhrsystem oder direkt vor dem —• Stoffauflauf. Ihr unkontrollierbares Verhalten macht eine Steuerung der —> Blattbildung unmöglich. Deswegen müssen zur Vermeidung ihrer Entstehung die Strömungsgeschwindigkeiten im Konstanten Teil mindestens 1 bis 2 m/s betragen und die stoffberührten Oberflächen AC glatt sein.

Stoffbütte (pulp chest , stock chest) Vorratsbütte, in der —• Stoffsuspensionen mit 4 bis 6 % Stoffdichte gespeichert werden, um sie dann in vorbestimmter Menge der —• Mischbütte von der Papiermaschine zuzuführen. HO

Stoffdichte (stock consistency) Die Stoffdichte ist nach EN D I N ISO 4119 als Verhältnis der Trockenmasse der abfiltrierbaren Masse einer —• Stoffsuspension zur unfiltrierten Probenmasse als Stoffsuspension definiert. Sie wird als Massenanteil in Prozent angegeben, seltener in [g/1], wobei das Volumen der Stoffsuspension die Bezugsgröße darstellt.

213 Im Abwasserbereich wird wegen der zumeist geringen Feststoffkonzentration der Begriff Stoffdichte nur selten verwendet. Vielmehr gebraucht man dort den Begriff Feststoffgehalt, der in [mg/1] angegeben wird. Sobald Suspensionen entwässert werden (—• Entwässerung), z.B. in der —• Siebpartie von Papiermaschinen, und in der abfiltrierten Masse ein bestimmter Feststoffgehalt überschritten wird, spricht man nicht mehr von der Stoffdichte, sondern vom —> Trockengehalt, ausgedrückt in Prozent. EI

und die Stoffaufbereitung festgelegt und charakterisiert. Der gesamte Stoffdichtebereich ist in 5 Bereiche gegliedert, wobei die ersten 4 Bereiche in die hier nicht dargestellten Bereiche I und I I unterteilt werden:

Stoffdichtebereich (range of pulp consistency) Unter —• Stoffdichte ist das prozentuale Massenverhältnis des —• ofentrockenen Feststoffanteils einer —• Stoffsuspension zu verstehen. Es handelt sich dabei um ein MasseVolumen-Verhältnis, bei dem der Dichteunterschied zwischen Wasser und Feststoff (überwiegend Fasern) vernachlässigt wird. Für die verschiedenen Stoffdichtebereiche der einzelnen Prozessstufen im Zuge der —• Stoffaufbereitung und Papierherstellung gibt es bisher keine einheitliche Nomenklatur. Vielmehr wird im Sprachgebrauch der Papiermacher häufig von Dickstoff- oder Dünnstoffbereichen bzw. Hoch- und Niederkonsistenzbereichen gesprochen, ohne dass diese Stoffdichtebereiche näher definiert werden. So wird z.B. bei der Altpapieraufbereitung eine Hochkonsistenz-Sortierung um 4 % Stoffdichte praktiziert, ein Hochkonsistenz-Pulper arbeitet bei 15 % Stoffdichte, und eine Hochkonsistenz-Bleiche läuft bei 30 % ab. Bezieht man noch den Papiermaschinenbereich in die Betrachtung mit ein, so wird ein Hochstoffdichte-Stoffauflauf um etwa 2 % betrieben. Mit anderen Worten: Alle Prozessschritte von der —•Zerfaserung bis zum —• Stoffauflauf können im sog. Hochkonsistenzbereich vollzogen werden, obwohl die jeweilige Stoffdichte auf einem anderen Niveau liegt. Der Arbeitskreis „Terminologie" des ZELLCHEMING-Fachausschusses X V I für Altpapierverwertung hat daher typische Stoffdichtebereiche für die Papiermaschine

•

Der Niederkonsistenzbereich erstreckt sich bis 2 % Stoffdichte. Die Suspension ist als wässrig charakterisiert.

•

Der Mittelkonsistenzbereich geht bis 10% Stoffdichte und ist durch den Begriff fließfähig beschrieben.

•

Der Hochkonsistenzbereich erstreckt sich von 10 bis 35 % Stoffdichte. Der Stoffcharakter ist mit nass gekennzeichnet.

•

Die beiden sich anschließenden Feuchtkonsistenzbereiche reichen dann bis 85 % —> Trockengehalt und sind —• Reststoffen sowie dem —• Faservlies in der Papiermaschine ab erster oder zweiter —• Presse zugeordnet.

•

Der Trockenkonsistenzbereich beginnt bei 85 % Trockengehalt und ist getrocknetem Papier, getrockneten —• Halbstoffen oder getrockneten Reststoffen vorbehalten.

Literatur: Abele, W.; Großmann, H.; Musselmann, W.; Putz, H.-J.; Siewert, H.W.: Einordnung, Bezeichnung und Symbolik von Maschinen zur Aufbereitung von Sekundärfaserstoffen. Das Papier 48 (1994), Nr. 9, 563-577 PU

Stoffentlüftungsanlage (stock deaeration stystem) —» Entlüftungsanlage - > Entlüftung (Stoff)

Stofffärbung (in der Masse) (stock dyeing , vat dyeing) Färben

214 Stofflöser (pulper, slusher) —• Pulper

Stoffpumpe (pulp pump) —• Pumpe

Stoffreinigung (pulp cleaning, stock cleaning) Unter Stoffreinigung wird die —• Reinigung von Stoffsuspensionen verstanden, die mithilfe von Eigenschaftsunterschieden zwischen den zu separierenden Feststoffen nach spez. Gewicht oder nach —• Benetzbarkeit mit —• Reinigern im Stoffdichtebereich bis 6 %, mit Flotationsapparaten (—> Flotation) bei Stoffdichten um 1 % durchgeführt wird und der Entfernung von papierfremden Verunreinigungen (z.B. Sand, Metall, Glas) oder —• Druckfarben dient. AC

Stoffrückgewinnungsanlage (materials recovery plant) Eine Stoffrückgewinnungsanlage dient zur Abscheidung von Feststoffen aus Wasser mit dem Ziel, die Feststoffe wieder zu verwenden. In der Papierindustrie handelt es sich dabei um die Rückgewinnung von Faserstoffen, die bei der —• Blattbildung auf dem —• Sieb der Papiermaschine nicht zurückgehalten wurden. In der Papierindustrie wird die Stoffrückgewinnungsanlage meist als Stofffanger (saveall) bezeichnet. Die verwendeten Anlagen wirken sowohl mechanisch als auch chemisch-mechanisch durch den Einsatz von überwiegend organischen polymeren Hilfsmitteln (—• Flockungsmittel). Die Abtrennung der im —> Siebwasser der Papiermaschine enthaltenen —> Faserstoffe und —•Füllstoffe dient der Stoffrückgewinnung. Während dies der ursprüngliche und weiterhin der Hauptzweck der Stofffänger ist, wurde mit zunehmender Wiederverwendung des —• Kreislaufwassers und steigenden Anforderungen an die —• Abwasserreinigung die Ge-

winnung eines feststoffarmen Wassers zum erneuten Einsatz in der Produktion oder zur weiteren Reinigung als —• Klarwasser ein weiteres wesentliches Ziel der Anwendung von Stoffrückgewinnungsanlagen. Verwendet werden zur Fest-Flüssig-Trennung die —• Sedimentation (Absetzen unter der Wirkung der Schwerkraft, z.B. in —• Trichterstofffängern oder in —• Zentrifugen mit künstlich erhöhter Fliehkraft), die —• Filtration (—» Filter), vorwiegend mithilfe von —> Scheibenfiltern und die Flotation (—> Flotationsstofffänger). MÖ

Stoffschieber (pulp gate valve) —• Schieber

Stoffsortierung (pulp screening, stock screening) Unter Stoffsortierung wird die —» Sortierung von Stoffsuspensionen verstanden, die üblicherweise im Stoffdichtebereich von 0,5 bis ca. 6 % mithilfe von —• Sortierern durchgeführt wird und vor allem der Entfernung von unerwünschten Partikeln (z.B. —• Splitter, —• Stippen, —> Stickies, Kunststoffpartikel) als Verunreinigungen dient. HO

Stoffsuspension (pulp suspension, pulp slurry) —> Suspension

Stofftechnik (stock preparation technology) Der Begriff Stofftechnik ist eine alternative Bezeichnung für —• Stoffaufbereitung. HO

Stoffzusammensetzung (furnish, stock composition) Die Stoffzusammensetzung gibt an, welche Roh- und Halbstoffkomponenten in einer Stoffsuspension enthalten sind (—• qualitative Analyse) und zu welchen Anteilen (—•quantitative Analyse) sie darin vorkom-

215 men. Im Wesentlichen setzt sich in der Papierindustrie der Stoff (als Stoffgemisch) für die Papierherstellung aus —* Faserstoffen (—• Fasern und —> Feinstoffen) sowie —> Füllstoff zusammen, abgesehen von chemischen —> Hilfsstoffen. Die Stoffzusammensetzung ist einer der wichtigsten Faktoren, der die Qualität von Papier bestimmt, z.B. bezüglich optischer und Festigkeitseigenschaften. Durch Variation der Komponenten und deren Massenanteile können Papiereigenschaften gezielt vorgegeben werden, überlagert durch die qualitätsbeeinflussenden Parameter der —• Stoffaufbereitung (z.B. —• Mahlung) und der Papiermaschinenarbeit (z.B. —• Blattbildung, —> Nasspressen) sowie von Veredelungsmaßnahmen (z.B. —• Streichen oder —> Satinage). A u f der anderen Seite kann über die Stoffzusammensetzung auch ganz entscheidend auf die Kostenstruktur von Papier Einfluss genommen werden. Da für die Herstellung von Papier eine breite Palette unterschiedlicher Roh- und —• Halbstoffe zur Verfugung steht, die durch geeignete Verfahren (z.B. Mahlung, —> Fraktionierung) auch für sich noch modifiziert werden kann, erfordert es viel Erfahrung, für bestimmte Anforderungen an ein Papier die optimale Stoffzusammensetzung vorzugeben. KR

Störfallbeauftragter (company accident officer) Nach § 58 a —• Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) in Verbindung mit § 1 der 12. Verordnung zur Durchführung des Bundes» Immissionsschutzgesetzes (Störfallverordnung - 12. BImSchV) vom 20. September 1991 (BGBl. I S.1891) mit nachfolgenden Änderungen, etwa vom 26. Oktober 1993 (BGBl. I S.1782), sind für bestimmte Anlagen Störfallbeauftragte zu bestellen. Diese Anlagen ergeben sich aus Anhang I, Teil 1 und Mengenschwelle Anhang II, Spalte 1 sowie Anhang I, Teil 2 und Mengenschwelle Anhang I I I dieser Verordnung. Darüber hinaus ist auch eine Anordnung im Einzelfall durch die zuständige Behörde möglich.

Die Anforderungen an die Fachkunde sind ähnlich wie bei dem —• Immissionsschutzbeauftragten, jedoch gilt insbesondere Anhang I I Β der 5. Verordnung zur Durchführung des BImSchG (Verordnung über Immissionsschutzund Störfallbeauftragte 5. BImSchV) vom 30. Juli 1993 (BGBl. I S. 1433). Die Regelungen zum Umfang der Aufgaben und zum Verhältnis zur Geschäftsführung sind in § 58 c BImSchG ähnlich geregelt wie beim Immissionssschutzbeauftragten. Jedoch kann der Betreiber dem Störfallbeauftragten zur Gefahrenabwehr Entscheidungsbefugnisse übertragen. Benachteiligungsverbot, Kündigungsverbot und die Mitbestimmung des Betriebsrats sind in § 58 I bzw. 55 I a BImSchG ähnlich wie beim Immissionsschutzbeauftragten geregelt (siehe auch —> Abfallbeauftragter mit dem dort aufgeführten Literaturhinweis). MR

Störfallverordnung (decree about emergencies) —• Störfallbeauftragter

Störstoffe (anionic trash , detrimental substances) Die Bezeichnung Störstoffe entwickelte sich in den letzten beiden Jahrzehnten zu einem feststehenden Oberbegriff in der Chemie der Papierherstellung, obwohl es bisher keine einheitliche Definition dieses Begriffs gibt. Zunächst definierte man Störstoffe als gelöste und kolloidal gelöste Substanzen organischer und anorganischer Natur aus dem —• Frischwasser sowie aus den —> Faser-, —• Füll- und —> Hilfsstoffen, die den Produktionsablauf und die Qualität des produzierten Papiers negativ beeinflussen. Später wurde diese Definition eingeengt. Demnach handelt es sich bei Störstoffen um die Summe aller anionischen Oligomeren und Polymeren sowie nichtionischen Hydrokolloide, die nicht vollständig an Fasern und Füllstoffen fixiert werden und deshalb in das —• Kreislaufwasser einer Papierfabrik gelangen. Dazu zählen z.B. Huminsäuren aus dem Frischwasser, Ligninabbauprodukte und

216 —> Ligninsulfonate aus Zellstoff, —> Hemicellulosen, —> Harzsäuren und Fettsäuren als extrahierbare Holzstoffbestandteile, —> Emulgatoren und —> Dispergiermittel als Bestandteile von chemischen Hilfsstoffen, aber auch nicht im Papier fixierte Hilfsstoffanteile. Diese Substanzen reichern sich im —> Wasserkreislaufsystem bis zu einer Konzentration an, deren Höhe davon abhängig ist, wie stark sie an den Fasern, —• Feinstoffen und Füllstoffen adsorbiert werden und wie eng der Wasserkreislauf der Papierfabrik geschlossen ist. Ab einer bestimmten Konzentration können sich Störstoffe sehr einschneidend auf den Produktionsablauf (z.B. verschlechterte Retention, Bildung von Ablagerungen), auf die Wirksamkeit chemischer Hilfsstoffe und auf die Papierqualität (z.B. Verringerung von Festigkeit, —• Opazität, Bildung von Flecken und Löchern) auswirken. Zur Quantifizierung der Störstoffe werden aufgrund der sehr unterschiedlichen chemischen Zusammensetzung dieser Stoffe nur in seltenen Fällen substanzspezifische Analysenverfahren (z.B. Gaschromatographie, Massenspektrometrie, Hochdruckflüssigkeitschromatographie) angewandt. In der Praxis bewährt haben sich Störstoff-Messungen anhand der Summenparameter —•TOC und —> CSB, obwohl einschränkend gilt, dass nicht alle mit diesen Verfahren erfassten Substanzen tatsächlich Störstoffe sind. Weitere Möglichkeiten zur Quantifizierung bieten die Polyelektrolyt-Titration, Ladungsmessungen mit dem Streaming-Current-Detektor sowie spektralfotometrische Verfahren. Eine Verminderung von Störstoffen im Kreislaufwassersystem einer Papierfabrik kann durch mehrere Maßnahmen erreicht werden. Dazu zählen u.a. die gezielte Auswahl von Faser-, Füll- und Hilfsstoffen, die Verwendung spezieller —• Fixiermittel, die Ausfällung mit anorganischen oder organischen Chemikalien oder die Adsorption an speziellen Füllstoffen (z.B. —> Bentonit). Literatur: Auhorn, W.: Das Störstoff-Problem bei Verringerung der spezifischen Abwassermenge.

Wochenblatt für Papierfabrikation (1984), Nr. 2 , 3 7 - 4 8

112

Mönch, D.; Stange, Α.; Linhart, F.: Fortschrittliche Produktkonzepte zur Störstoffentlastung und Effizienzsteigerung bei der Papierherstellung. Wochenblatt für Papierfabrikation 124 (1996), Nr. 20, 889 - 895 HA

Strahlenhärtende Lacke (radiation-curing varnishes) —• Lackieren

Strahlenschutzbeauftragter (radiation protection officer) Die Pflicht zur Bestellung als Strahlenschutzbeauftragter ergibt sich aus § 29 der Verordnung über den Schutz vor Schäden durch ionisierende Strahlen (StrlSchV) vom 13. Oktober 1976 (BGBl. I S. 2905) mit nachfolgenden Änderungen, etwa vom 22. Mai 1981 (BGBl. I S. 445). In der Papierindustrie kann sich die Bestellungspflicht aus der Verwendung von Messsonden an der Papierbahn ergeben, die mit radioaktivem Material arbeiten. Die Anforderungen an die Fachkunde und Zuverlässigkeit sind in § 29 StrlSchV geregelt. Die Aufgaben und das Verhältnis zur Geschäftsführung/zum Betriebsinhaber ist entsprechend gestaltet wie bei den —> Umweltschutzbeauftragten (siehe hierzu die Ausführungen zu dem —> Immissionsschutzbeauftragten). Bei besonderer Beauftragung oder auch bei Gefahr hat der Strahlenschutzbeauftragte nach §§ 30, 31 StrlSchV mehr eigene Entscheidungsbefugnis und der Strahlenschutzverantwortliche auch eine unverzügliche Unterrichtungspflicht gegenüber dem Strahlenschutzbeaufitragten. Zur Abgrenzung zwischen einem Verantwortlichen und einem Beauftragten vergleiche die Ausführungen zu —> Abfallverantwortlicher, —• Umweltschutzbeauftragter und —• Umwelthaftung. Wenn der Strahlenschutzbeauftragte seine Aufgabe nur unzureichend erfüllt, kann die zuständige Behörde nach § 30 V StrlSchV feststellen, dass er nicht mehr der Beauftragte

217 ist. Nach § 30 StrlSchV besteht ein Behinderungs- und Benachteiligungsverbot. Auf Verlangen hat der Strahlenschutzbeauftragte nach § 30 V I StrlSchV den Betriebsrat zu beraten.

Zusammenhang zwischen Wellenlänge λ, Frequenz ν und Ausbreitungsgeschwindigkeit c lautet:

Literatur: Meißner, S.; Rottenegger, H.-G.: Die ordnungsgemäße Bestellung und der Einsatz der Betriebsbeauftragten als Unternehmeraufgabe. Das Papier 52 (1998), Nr. 3, 119 - 122 MR

Der Bereich des —> Lichts, also der sichtbaren elektromagnetischen Strahlung, liegt bei Wellenlängen zwischen 380 und 780 nm. Damit liegt die Frequenz zwischen 0,79 · 10 15 und 0,38 · 10 15 Hz. UR

Strahlung (radiation) Unter Strahlung versteht man im Allgemeinen die Aussendung oder Übertragung von Energie in Form von elektromagnetischen Wellen oder Korpuskeln. Der Wellenlängenbereich elektromagnetischer Strahlung reicht vom technischen Wechselstrom (λ > IO9 m) bis zur kosmischen Strahlung ( λ > IO"12 m). Die elektromagnetische Strahlung wird mit ihrer Wellenlänge beschrieben (Abb.). Die Ausbreitungsgeschwindigkeit (Lichtgeschwindigkeit) beträgt im leeren Raum 2,9979 · 108 m/s. In Materie ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit geringer und beträgt z.B. in Glas nur noch etwa 2 · 10 8 m/s. Der

Strahlungstrockner (radiation dryer) Gegenüber —• Konvektions- und Kontakttrocknern bieten Strahlungstrockner den Vorteil, dass zur Wärmeeinbringung in das Trocknungsgut kein Übertragungsmedium erforderlich ist und die Erwärmung dank der verschiedenartigen Strahlung sehr schnell erfolgen kann. Der technisch wichtigste Strahlungstrockner ist der —> Infrarottrockner. Daneben kommen in Einzelfällen Hochfrequenztrockner (—> elektromagnetische Trocknung) zum Einsatz. In Sonderbereichen, wie z.B. der Lackhärtung oder der Verfestigung spezieller —• Druckfarben, finden sich auch Ultraviolett (UV)- und Elektronenstrahler

c = λ·ν

Lichtwelle technischer Wechselstrom

107

10:

technische Hochfrequenz

10

1 100

10

1 100 10

1 100 10

km

1

100

10

1 100 10

μηι

310

3· 10

310 5

3· 10e

3 10 n

0,3 Hz

300 Hz

300 kHz

300 MHz

300 GHz

Elektromagnetischer Wellenlängenbereich

310

1 100 10 pm

310

3-10 20

Hz

218 (—• Strahlungstrocknung). Ihre Wirkungsweise beruht nicht auf der Verdampfung von Wasser, sondern auf der Ausbildung eines festen Films durch —• Polymerisation und Vernetzung einzelner Komponenten des feuchten Lacks bzw. der Druckfarbe. Beim Einsatz von UV-Trocknern ist zu beachten, dass das während des Betriebs entstehende —» Ozon abgeführt wird und keine die Augen und die Haut schädigenden UVStrahlen (—• UV-Licht) aus dem Trockner gelangen. Elektronenstrahler müssen mit dicken Blei- oder Betonwänden umgeben sein, damit die bei der Erzeugung des Elektronenstrahls entstehende Röntgenbremsstrahlung ausreichend abgeschirmt wird. HC

Strahlungstrocknung (radiation drying) Grundsätzlich lassen sich 4 verschiedene Strahlungsarten bei der Trocknung einsetzen: • • • •

Infrarotstrahlung (IR-Strahlung) Ultraviolettstrahlung (UV- Strahlung) Hochfrequenzstrahlung (HF-Strahlung) (—• elektromagnetische Trocknung) Elektronenstrahlung (—• Elektronenstrahltrocknung).

Der Einsatz von UV- und Elektronenstrahlen dient allerdings nicht der Entfernung von Wasser, sondern der Härtung von —• Lacken und —> Harzen durch die Initiierung von Polymerisations- und Vernetzungsreaktionen in der bestrahlten Schicht. Eine Trocknung findet demnach nur im übertragenen Sinne statt. IR- und HF-Strahlen werden dagegen zur Verdampfung von Wasser eingesetzt. Das Grundprinzip liegt hierbei in der Erhöhung der inneren Energie und damit der Temperatur des Trocknungsguts durch die —• Absorption der auftreffenden Strahlung (—» Infrarottrocknung, elektromagnetische Trocknung). Im Gegensatz zur —• Konvektions- und —• Kontakttrocknung wird bei der Strahlungstrocknung kein wärmeübertragendes Medium benötigt. In der Papierindustrie wird die Strahlungstrocknung vor allem in Form

der Infrarottrocknung zur initialen Trocknung —• gestrichener Papiere eingesetzt, wobei die Papierbahn von innen nach außen erwärmt und damit die Gefahr der —• Bindemittelwanderung reduziert werden. HC

Strecken (des Papiers) (stretching) Das Strecken (Streckgang) ist eine im —• Offsetdruck angewandte Methode zum —• Konditionieren des Papiers. Das Papier durchläuft das erste —• Druckwerk der —• Druckmaschine mit (teilweise auch ohne) Feuchtung (—> Feuchtmittel) und Druckbeistellung, aber ohne —> Druckfarbe und wird dadurch gedehnt, maßhaltig gemacht und ggf. befeuchtet. Damit werden ein besserer —•Passer im anschließenden —•Auflagendruck erreicht und das —• Stauben des Papiers vermindert. Im —• Bogenoffsetdruck ist ein Strecken des Papiers heute nicht mehr üblich, da die Papierbogen eine gute —• Dimensionsstabilität haben. NE

Streichaggregat (coating unit) Streichaggregate sind die Maschineneinrichtungen sowohl in —• off-line als auch —• online Streichmaschinen, in denen sämtliche Einrichtungen untergebracht sind, um die —• Streichfarbe auf die Papier- oder Kartonbahn aufzubringen, sie zu egalisieren und zu dosieren. Weiterhin gehören die Streichfarbenzu- und -abführung, die verschiedenen —* Auftragswerke, wie —• Auftragswerke mit separater Dosierung und —• Walzen-Auftragswerke, dazu. Enthalten sind auch alle notwendigen Steuerungs- und Antriebsvorrichtungen. KT

Streichanlage (coater) Synonym für eine —• Streichmaschine

219 Streichbindemittel (coating binders) Das Bindemittel hat beim —• Streichen von Papier und Karton bzw. im aufgetragenen sowie getrockneten —> Strich die Aufgabe, die —• Pigmente (Streichpigmente) untereinander zu binden und auf den Papierfasern zu verankern. Diese Bindemittel können in 2 Gruppen eingeteilt werden:

5) Die Wasserfestigkeit des Strichs wird durch synthetische Bindemittel und —• Härtungsmittel gewährleistet. ME

•

Wasserlösliche Bindemittel natürlichen Ursprungs, wie z.B. —• Kasein, —• Protein, —• Stärke, —> Carboxymethylcellulose oder —• Alginat, sowie synthetischen Ursprungs, wie z.B. —• Polyvinylalkohol.

•

Synthetische Bindemittel in Form von Polymerdispersionen auf Basis von z.B. Styrol/Acrylat-, Styrol/Butadien- und Vinylacetat-Copolymeren. In der —• Streichfarbe bzw. im Strich von —•Tiefdruckpapieren (z.B. —• LWC-Papieren) werden häufig Alleinbinder eingesetzt, die sowohl das rheologische Verhalten als auch die Wasserretention der Streichfarbe beeinflussen. Auf die zusätzliche Verwendung von —• Verdickungsmitteln kann dann verzichtet werden.

Streichen (coating) Unter Streichen von Papier versteht man das Auftragen eines wässrigen Gemisches aus —•Pigment und —• Bindemitteln, der sog. —• Streichfarbe. Die poröse, ungleichmäßige Oberfläche des —• ungestrichenen Papiers wird mit einer im Papier verankerten und in sich abgebundenen, aus mehreren Komponenten bestehenden Schicht mehr oder weniger abgedeckt, um vor allem die —• Bedruckbarkeit von Papier zu verbessern. Der Begriff Streichen geht auf die ursprüngliche Form der Papierveredelung zurück, bei der die Streichfarbe tatsächlich mit einem Pinsel auf Papierbögen gestrichen wurde. Historisch beginnt die Streicherei mit dem manuellen Aufbringen von Farben, —• Kreide oder —• Kaolin von Hand schon im Mittelalter. Das —• Maschinenstreichen war verständlicherweise erst nach Erfindung der Papiermaschine möglich. Vermutlich waren es zunächst —• Tapetenrohpapiere, die gefärbt und grundiert wurden. Es dauerte einige Jahrhunderte, bis 1866 in Dresden eine von der Rolle arbeitende —• Streichmaschine in Betrieb kam, bei der die Streichfarbe mittels Walzenauftrag aufgebracht und anschließend mit Bürsten verrieben wurde. Ein weiterer Fortschritt war die Dosierung und Egalisierung der mittels Auftragswalzen aufgebrachten Streichfarbe mit den in den USA entwickelten Luftbürsten- und Luftmesserverfahren (—• Luftbürste, —• Luftmesser). Die Entwicklung —• gestrichener Papiere in Deutschland geht zurück auf:

Das Bindemittel übt einen wichtigen Einfluss auf folgende Stricheigenschaften aus: 1) —• Rupffestigkeit, eine Eigenschaft, die vor allem beim —• Offsetdruck im Gegensatz zum —• Tiefdruck eine wichtige Rolle spielt. 2) —• Glanz und —• Druckglanz werden durch synthetische Bindemittel entscheidend verbessert. 3) Die —• Glätte wird hauptsächlich vom —• Rohpapier und dem rheologischen Verhalten der Streichfarbe beeinflusst. 4) Das rheologische Verhalten der Streichfarbe wird zusätzlich von den Pigmenten und dem Zusammenwirken mit Verdickungsmitteln bestimmt.

Streichclay (clay, coating clay) —• Kaolin

• • •

1872 - Buntpapierfabrik Aschaffenburg 1892-Scheufeien 1895-Zanders.

220 Um das Streichen durch Fortfall eines besonderen Egalisierungsvorgangs zu vereinfachen und um durch den Einsatz von Streichfarben hohen Feststoffgehalts zu höheren Produktionsgeschwindigkeiten zu gelangen, kam etwa 1930 ein von der Drucktechnik inspiriertes und von Massey in den USA entwickeltes Walzenstreichverfahren auf den Markt, das den bis dahin verwendeten und nahezu 65 Jahre unveränderten Bürstenstreichmaschinen eine Ergänzung brachte. Bei den Schaberstreichmaschinen (—• Blade Coater, 1945 an Trist erteiltes Patent), der jüngsten Technik, wird eine hochkonzentrierte Streichfarbe oder sogar -paste mittels einer nach dem Spachtelprinzip arbeitenden Metallklinge (Blade), die gegen einen mit Gummi ummantelten Zylinder angepresst wird, auf die Papierbahn aufgetragen und egalisiert (—• Bladestreichen). Die maximalen Konstruktionsgeschwindigkeiten und -breiten haben sich in den letzten 25 Jahren verdreifacht und liegen heute bei holzhaltigen Papieren bei einer Geschwindigkeit von ca. 1 650 m/min bzw. bei einer Breite von ca. 9 m. Der —> Strich kann entweder innerhalb (on-line-Maschine) oder außerhalb (off-line-Maschine) der Papiermaschine in einer separaten —• Streichmaschine aufgetragen werden. Beim Streichen ist es besonders wichtig, die Streichfarbenrezeptur auf das jeweilige Auftragssystem abzustimmen. GZ

Streichen (historisch) (coating) (historical) Gestrichene Papiere sind bereits im alten China kurz nach Cai Lun hergestellt worden (—> fernöstliche Handpapiermacherei). Zwei Arten von Streichmassen sind zu unterscheiden: der Stärkestrich (Reis, Weizen) und der Mineralstrich. Der Streichmasse kann auch Farbe (Pigment) oder eine spezielle Substanz je nach Verwendungszweck des Papiers zugesetzt werden (z.B. Zinnober für den Schutz vor Insektenfraß). Die arabischen Schreibpapiere (—• arabische Handpapiermacherei) sind durchwegs mit einem Stärkestrich versehen, der oft ein-

gefärbt - in Einzelfällen sogar marmoriert und poliert wird. Die Handpapiermacher Europas wenden den als aufwendig empfundenen (Stärke-) Strich nur in besonderen Fällen an (vor allem bei —> Dekorpapieren, historisch). Dies ändert sich aber im 19. Jh. mit der Einführung neuer, sehr anspruchsvoller Farbdruckverfahren, die eine glatte, homogene Oberfläche des Papiers voraussetzen. Die zuerst bei Buntpapierfabriken entwickelte Streichmaschine mit Bürsten wird durch schnellere, von der —• Leimpresse abgeleitete Walzen- und Rakelstreichmaschinen (—> Rakelstreichen) abgelöst. Doch erst die in der zweiten Hälfte unseres Jahrhunderts entwickelten neuen Trocknungsmethoden (z.B. —• Strahlungstrocknung) und —> Bindemittel aus Kunststoff (—• Latex) haben dem —• gestrichenen Papier (z.B. —> LWC-Papier) zum Durchbruch verholfen. TS

Streicherei-Hilfsmittel (coating additives) Neben den —• Pigmenten und den —> Streichbindemitteln beeinflussen die Streicherei-Hilfsmittel sowohl die Theologischen Eigenschaften der —• Streichfarbe als auch die Stricheigenschaften. 1) Beeinflussung der Theologischen Eigenschaften durch die —• Verdickungsmittel und —• Cobinder sowie die Vermeidung von Schaum durch —• Entschäumer. 2) Beeinflussung der Stricheigenschaften wie: • —• Weißgrad durch —» optische Aufheller • —• Farbort durch Nuancierfarbstoffe (—• Nuancieren) • Wasserfestigkeit durch —• Härtungsmittel • Kalandrierfahigkeit (—• Satinage) durch Gleitmittel. ME

221 Streichfarbe (coating color) Die Hauptbestandteile von wässrigen Streichfarben sind Wasser, —> Pigmente und —• Bindemittel. Grundsätzlich versucht man, Streichfarben mit möglichst geringem Wassergehalt bzw. möglichst hohem Feststoffgehalt herzustellen, um Trocknungsenergie zu sparen, aber auch, um voluminöse Strichschichten auf dem Papier zu erhalten. Andererseits muss eine Streichfarbe natürlich fließfähig, d.h. streichfähig, bleiben. Streichfarben enthalten folgende Komponenten: • • • • • • • •

Streichpigmente (Weißpigmente) —• Dispergiermittel fur Pigmente Bindemittel Produkte zur Regulierung von —• Viskosität und Wasserrückhaltevermögen Hilfsmittel zur Verminderung des Nassabriebs —• Schaumverhütungsmittel Nuancierfarbstoffe, —optische Aufheller Ggf. weitere Hilfsmittel, wie z.B. für die Ausrüstung (—• Satinage, —> Bürsten) oder zur Erzielung besonderer Eigenschaften.

Da die Eigenschaften meist von den Anforderungen bestimmt werden, die das jeweilige —• Druckverfahren (z.B. —> Tiefdruck, —> Offsetdruck) an die Papieroberfläche stellt, muss die Streichfarbenzusammensetzung auf die jeweiligen Anforderungen eingestellt werden. Die Pigmente bilden den eigentlichen „Körper" des —• Strichs. Da sie, von wenigen Ausnahmen abgesehen, mindestens 80 bis 95 % des gesamten trockenen Strichgewichts ausmachen, bestimmen sie in hohem Maße die Qualität des Strichs und seine Wirtschaftlichkeit. Die Mengenangaben einer Streichfarbenrezeptur beziehen sich immer auf die Gesamtmasse der eingesetzten Pigmente. Diese Gesamtmasse wird mit 100 Teilen angegeben (Abb.). Entsprechend dem Feststoffgehalt der Streichfarbe, der je nach Einsatz- bzw. An-

wendungsfall differiert, enthält die Streichfarbe zusätzlich noch Wasser.

Pigmente Bindemittel Hilfsstoffe 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Teile Modellrezeptur

Die Hauptaufgabe eines Bindemittels besteht darin, die Pigmente in der Strichschicht untereinander und mit der Papieroberfläche zu binden. Den Streichfarben werden außerdem Hilfsstoffe, sog. Additive, zur Verbesserung der verfahrenstechnischen Eigenschaften und/oder zugunsten verbesserter Qualitätsmerkmale zugesetzt. Zur Erzielung bestimmter Qualitätseigenschaften ist eine optimale Auswahl der Pigmente, Bindemittel und Additive erforderlich. GZ

Streichfarbenaufbereitung (coating color preparation) Die Streichfarbenaufbereitung umfasst alle Prozesse, die notwendig sind, um eine gut verarbeitbare —• Streichfarbe herzustellen. Die Aufbereitung der Streichfarben in der —• Streichküche muss individuell auf die gewünschte Strichqualität und auf das verwendete Streichverfahren (z.B. —> Luftbürstenoder Bladestreichverfahren) abgestimmt werden. Um bestimmte Qualitätseigenschaften zu erzielen, ist die richtige Auswahl der —> Pigmente, —> Bindemittel und anderer Chemikalien und Hilfsstoffe erforderlich, da andernfalls Produktionsstörungen und Qualitätsbeeinträchtigungen auftreten können. Je nach der Rezeptur der Streichfarbe und der eingesetzten Komponenten sind zur Streichfarbenaufbereitung unterschiedliche Schritte notwendig. Prinzipiell umfasst die Streichfarbenaufbereitung die Vorbereitung

222 der einzelnen Komponenten und deren Dosierung und die Mischung zur verarbeitbaren Streichfarbe. Unter Berücksichtigung der Grundanforderungen hinsichtlich Reproduzierbarkeit und Beständigkeit von Konzentration, —• Viskosität und Fließeigenschaften sollte eine moderne Streichküche nach folgendem Schema aufgebaut sein (Abb.): • • • •

Dispergierung der Streichpigmente oder eventuelle Nasslagerung Aufbereitung der Bindemittel Mehrkomponenten - Misch- und Dosierstation Vorratslagerung der fertigen Streichfarbe und Förderung zum Streichaggregat.

Je nach Aufgabenstellung unterscheiden sich die Bauelemente und die Verbindungsleitungen für Aufbereitungsanlagen, die entweder diskontinuierlich (chargenweise) oder kontinuierlich arbeiten. Durch eine zentrale Schaltwarte werden die einzelnen Komponenten entsprechend der Rezeptur mengenmäßig und in der vorgeschriebenen Reihenfolge in die Mischstation dosiert. Registrierinstrumente erlauben dabei eine Gegenkontrolle und eine genaue Erfassung der verwendeten Rohstoffe.

1. Pigmentaufbereitung Die meisten Pigmente werden - aus Gründen der einfacheren Handhabung, wie Vermeidung von Staubproblemen - als Slurries (Pigmentdispersionen) eingesetzt. Trocken angelieferte Pigmente müssen dispergiert werden. Bei der Dispergierung in einem Lösemittel (meistens Wasser) werden Pigmentagglomerate durch die Einwirkung mechanischer Energie zerstört und in Primärpartikel zerlegt. Mittels chemischer —• Dispergiermittel (z.B. Polyacrylate oder Polyphosphate) werden die so erhaltenen Dispersionen durch Erhöhung der negativen Grenzflächenladung (Zetapotential) der Pigmentteilchen oder durch den Zusatz von Schutzkolloiden stabilisiert. Diese Maßnahmen verhindern eine Reagglomerierung der Teilchen. Die Dispergierung von Pigmenten wird in dafür speziell ausgeführten Dispergiermaschinen vorgenommen. Verschiedene Hersteller von Aufbereitungsanlagen bedienen sich dabei verschiedener Methoden. Die wichtigsten, zur Pigment-Dispergierung eingesetzten Maschinen sind Kneter und spezielle Rührwerke (z.B. Deliteur, Kady Mill, Ultra M i l l und Cowles Dissolver).

Siebe

Reststoffe ^ ^ ^ ^ *

und Mischer

Vorratatanks

Filteranlagen und Siebe

/ Filter/Siebe

Schema der Streichfarbenaufbereitung

2. Bindemittel Natürliche Bindemittel (—• Stärke, —• Kasein) müssen meist durch einen Kochprozess aufgeschlossen werden. Abgebaute (z.B. oxidierte) —• Stärke wird zur Entfaltung ihrer adhäsiven Eigenschaften und zur Einstellung verarbeitbarer —> Viskositäten aufgekocht. Je nach Stärketyp sind bei einer chargenweisen Kochung 20 bis 30 min bei Temperaturen von 90 bis 95° C not-

223 wendig. Die Stärkekochung kann auch kontinuierlich mit —• Jet-Kochern erfolgen. Dabei wird die in Wasser vordispergierte Stärkelösung mit Dampf aufgeheizt und unter erhöhtem Druck durch eine Rohrschleife gepresst. Polvinylalkohol (PVA) muss ebenfalls gekocht werden, um von seiner festen Lieferform in Lösung gebracht werden zu können. —> Carboxymethylcellulose (CMC) sollte in Wasser bei einer Temperatur von 50 bis 60° C vorgelöst werden. Es ist allerdings auch möglich, CMC trocken in die Streichfarbe einzustreuen, um einen möglichst hohen Feststoffgehalt zu erzielen. Kasein und —• Protein müssen ebenfalls durch Kochen aufbereitet werden, um sie als Bindemittel für Streichfarben einsetzen zu können. 3. Hilfsstoffe Weitere spezielle Hilfsstoffe (z.B. —• optische Aufheller, Vernetzer, —> Schaumverhütungsmittel, —• Gleitmittel) werden entsprechend ihrer Lieferform und dem jeweiligen Anwendungsfall aufbereitet und der wässrigen Pigment-/Bindemitteldispersion zugesetzt. GZ

Streichfarben-Dispergiermaschine (coating color dispersing machine) Eine Streichfarben-Dispergiermaschine wird zur chargenweise Herstellung von —> Streichfarben und zur Dispergierung von —> Pigmenten eingesetzt. Sie besteht aus einem über einen Doppelmantel gekühlten Behälter aus rostfreiem Stahl mit konischem Boden. Am Behälterboden befindet sich ein von unten angetriebenes Rührwerk mit Rotor und Stator sowie Einzelpropellern. Bei der Dispergierung von Pigmenten werden auch Dispergierbzw. Zahnscheiben eingesetzt. Von oben wird durch den Behälterdeckel ein Strombrecher (vertikale Stahlkonstruktion zur Vermeidung einer Trombe) eingeführt, um einen Eintrag von Luft bei der Dispergierung zu vermeiden oder zu vermindern. Die Zugabe der einzelnen Komponenten der Streichfarbe, wie Pigmente, —• Stärke und —> Hilfsstoffe, erfolgt über eine —> Dosierstation auf dem Behälterdeckel. Zur Kontrolle der genauen

Dosierung ist die Streichfarben-Dispergiermaschine einschließlich Antrieb auf einer Wiegevorrichtung angeordnet. Der Transport der Komponenten erfolgt bei Flüssigkeiten über Pumpen, bei Pulver über Druckluft, Förderschnecken oder Schwerkraft. KT

Streichküche (coating kitchen) In der Streichküche werden —> Streichfarben, die zur Veredelung der Papier- oder Kartonoberfläche dienen, nach bestimmten Rezepturen aus —> Pigmenten, —> Bindemitteln, —• Stärke und —• Hilfsmitteln mit einer —• Streichfarben-Dispergiermaschine vermischt, dann homogenisiert, gefiltert und bevorratet. Aus der Streichküche werden die Streichfarben zur —> Arbeitsstation gepumpt. Neben den Mischeinrichtungen umfasst die Streichküche auch Stärke- und Pigmentaufbereitungsanlagen sowie Rohstofflager. Die Streichküche wird von einer zentralen Steuerungseinheit kontrolliert und gesteuert, die neben den Rezepturen und den entsprechenden Prozessabläufen auch eine Datenbank beinhaltet, in der alle Prozessdaten gespeichert werden (—> Prozessleitsystem für Streichküche). Zusätzlich ist in die Streichküche auch ein Labor integriert, das die Qualität der Streichfarbe überwacht. KT

Streichmaschine (coater, coating machine) Die Streichmaschinen können in 2 Hauptgruppen eingeteilt werden: • •

—• on-line-Streichmaschine oder EinbauStreichmaschine —• off-line-Streichmaschine oder Separat-Streichmaschine.

Die on-line-Streichmaschinen sind in eine Papier- oder Kartonmaschine integriert, während die off-line-Streichmaschinen separat aufgestellt werden und oft die Produktion von mehreren Papier- oder Kartonmaschinen verarbeiten (—> Streichen). Beide Maschinenty-

224 pen können je nach Anforderung mit einem oder mehreren unterschiedlichen —> Streichaggregaten bestückt werden. KT

Streichmasse (coating color) Synonym für —> Streichfarbe

Streichmesser (blade, coating blade) Bezeichnung für eine —> Rakel für Streichverfahren

Streichpigment (coating pigment) —> Pigment

Streichrohpapier (coating base paper , coating paper) Streichrohpapier ist ein —> holzhaltiges oder —• holzfreies —• Rohpapier, das mit einer oder mehreren Schichten von wässrigen Pigmentdispersionen (—> Pigmente, —• Bindemittel) versehen werden soll. Der Einfluss des Rohpapiers auf die Eigenschaften des Fertigprodukts wird häufig unterschätzt. Im Querschnitt stellt die Dicke des —• Strichs nur einen Bruchteil der Rohpapierdicke dar. Festigkeit, Volumen und damit verbundende Eigenschaften werden weitgehend vom Rohpapier bestimmt. Die Anforderungen an die Festigkeit ergeben sich zum Teil aus der Belastung des Papiers beim Streichvorgang (—• Streichen). Hierbei spielen die —• Weiterreißarbeit ebenso wie die —> Bruchkraft eine Rolle. Bei Rohpapieren mit geringer flächenbezogener Masse (ab ca. 30 g/m 2 ) wird die Festigkeit durch —> Langfaserzellstoff (—• Sulfatzellstoff) erreicht. Mit steigender flächenbezogener Masse wird der Langfaseranteil zugunsten von —> Kurzfaserzellstoff reduziert, um die —> Formation des Papiers zu verbessern. Eine weitere wichtige Festigkeitseigenschaft ist die —> Falzfestigkeit. Insbesondere beim —> Rollenoffset (Heatset) wird das Papier beim Drucken erwärmt

und daher stark ausgetrocknet und anschließend oft on-line gefalzt (—> Falzen). Für das gleiche Druckverfahren braucht das Streichrohpapier eine hohe Gefügefestigkeit (internal bond), um Blistern zu vermeiden. Auch in —> z-Richtung ist eine Mindestfestigkeit insbesondere für Offsetverfahren nötig, um eine ausreichende —> Rupffestigkeit zu gewährleisten. Ein Stärkeauftrag in einer —> Leimpresse oder einer —> Filmpresse ist dafür hilfreich; gelegentlich ist die Stärkelösung auch pigmentiert (—• Pigmentieren). Wegen der geringen Dicke des Strichs bildet sich jede Unebenheit des Rohpapiers, wenn auch abgeschwächt, auf der Oberfläche des gestrichenen Papiers ab. Gute Formation, ebene Oberfläche und ein gleichmäßiges Dickenprofil in —> Querrichtung der Papierbahn sind daher notwendig. Eine hohe —• Glätte ist besonders für —> Tiefdruckpapiere wichtig. Einseitig gestrichene Papiere sind oft auch im Rohpapier schon einseitig glatt. Auf —• Langsiebpapiermaschinen hergestellte Streichrohpapiere besitzen eine starke —• Zweiseitigkeit bezüglich Glätte und Saugverhalten, die sich durch den Strichauftrag nicht vollständig kompensieren lässt. Eine weit geringere Zweiseitigkeit weisen in dieser Beziehung —> Doppelsiebpapiere (—> Doppelsiebformer) auf. Der —• Füllstoffgehalt von Streichrohpapieren liegt zwischen 2 und 3 % für niedrige und bis zu 30 % bei hohen flächenbezogenen Massen. Verwendet werden je nach Anforderung —• Kaolin und —> Calciumcarbonat, zur Erhöhung der —• Opazität auch —> Titandioxid und calciniertes Kaolin. Das Calciumcarbonat kann ein natürliches gemahlenes oder auch ein gefälltes (PCC = precipitated calcium carbonate) sein. Für hochwertige Papiere müssen schon im Streichrohpapier sehr weiße Füllstoffe eingesetzt werden, denn auch der —• Weißgrad des Rohpapiers wirkt sich erheblich auf den —• Farbort des Endprodukts aus. Die Art und Menge der —• Füllstoffe sowie die —• Mahlung der —• Zellstoffe beeinflussen auch das Saugverhalten und die —> Porosität des Papiers, die eine entscheidende Rolle für das Wegschlagverhalten der —• Streichfarbe spielen.

225 Ein nicht zu starkes Saugverhalten lässt die Streichfarbenbestandteile nicht zu sehr in das Rohpapier eindringen, so dass eine bessere Faserabdeckung erreicht wird. Außerdem wird dadurch ein Durchschlagen der Streichfarbe auf die Gegenwalze des —> Streichaggregats verhindert, was auch ein Rohpapier ohne Nadellöcher (pinholes) fordert. Das Saugverhalten wird grundsätzlich auch durch die —> Leimung beeinflusst, die bei Streichrohpapieren sowohl auf der Oberfläche (—> Oberflächenleimung) als auch in der Masse (—• Masseleimung) erfolgen kann. Allerdings wirkt sich das Saugverhalten bei hohen Geschwindigkeiten der Streichmaschine nicht mehr so stark aus, dass nicht auch ungeleimte Rohpapiere gestrichen werden können. PA

Streichstange (spreader bar) In einer —• Rollenschneidmaschine muss die Papierbahn in Querrichtung gedehnt werden, um eine Faltenbildung bei den —• Aufwickelrollen zu vermeiden. Dazu werden neben Einrichtungen mit rotierenden Elementen, wie —> Breitstreckwalzen, auch nichtrotierende Einrichtungen eingesetzt, über die dann die Bahn schleift. Dies ist bei Papieren möglich, deren Oberfläche z.B. gegen Kratzer unempfindlich ist. Dazu gehören —> Wellenpapiere für —> Wellpappe, Einwickelpapiere, —• Zeitungsdruck- sowie —• Schreib- und andere —• Druckpapiere. Der Querschnitt der Streichstange ist halbkreis- oder kreisförmig. Entgegengesetzt dem Berührungspunkt der Papierbahn auf der Streichstange, sind längs der Achse Spindeln angeordnet, mit denen die Streichstange zur Vermeidung von Falten je nach Erfordernis mehr oder weniger bogenförmig verformt werden kann. Durch Verstellen der Bogenhöhe kann aber auch auf die Rollentrennung Einfluss genommen werden. Die Streichstangen sind meist nach der —• Längsschneideinrichtung für Rollenschneidmaschinen angeordnet. KT

Streichverfahren (coating method , coating process) Die wichtigsten Streichverfahren zur Beschichtung von Papier und Karton mit wässrigen Pigmentdispersionen sind: • • • • • • •

—> Bladestreichen —> Gussstreichen —> Luftbürstenstreichen —• Luftmesserstreichen —> Rollrakelstreichen - > SDTA-Streichen —• Streichen mit —> Filmpressen

Typisch für alle Streichverfahren ist, dass die —> Streichfarbe im Überschuss auf das —> Rohpapier aufgetragen und der Überschuss anschließend durch ein Dosierelement (z.B. Blade bzw. —•Rakel, —> Luftbürste oder —• Rollrakel) entfernt wird. GZ

Streichwachs (coating wax) 1) Paraffin und mikrokristalline Wachse, auch als Ceresinwachse bezeichnet: Kurz vor der Fertigstellung der —• Streichfarbe wird dieser eine Emulsion von —• Paraffinen oder mikrokristallinen Wachsen zugesetzt (0,5 bis 1 %, bezogen auf den Trockengehalt), um eine geschlossenere Oberfläche, eine bessere Druckfarbenannahme (—• Farbannahme) und eine im —•Offsetdruck erwünschte - erhöhte Wasserabstoßung zu erzielen. Bei den Paraffinen und mikrokristallinen Wachsen handelt es sich im Gegensatz zu den Naturwachsen (diese sind Ester höherer Fett- oder Wachssäuren) chemisch nicht um echte Wachse, sondern um KohlenwasserstoffVerbindungen (—• Kohlenwasserstoffe). 2) Naturwachse (vor allem Carnauba- oder Candelilla-Wachs): Für besonders glänzende —> gestrichene Papiere (z.B. —• gussgestrichene Papiere) können der Streichfarbe Naturwachse zugesetzt werden. Der - » Glanz entwickelt sich nach der Behandlung durch einen —> Glättzylinder. Die Anwendung dieser Wachse ist meist auf

226 die Herstellung von —> Buntpapieren beschränkt. Bei grafischen Papieren ist die Anwendung von Wachsen überflüssig. Hierbei wird der Glanz durch —> Satinage oder eine eventuelle Behandlung durch eine —> Bürstmaschine erzielt. GZ

Streifenbildung (striation, evolution of streaks) Unter Streifen versteht man in —> Laufrichtung von Papierbahnen sichtbare Defekte, die in der —• Siebpartie einer Papiermaschine, in einer Streichmaschine oder im —• Kalander entstehen können. 1) Streifenbildung auf dem Sieb Die —• Suspension auf dem —• Sieb einer Papiermaschine kann in —• Längsrichtung verlaufende Erhöhungen in Form von Streifen aufweisen, die aus ungleichmäßigen Strömungen oder Sekundärströmungen aus dem —> Stoffauflauf, der Interaktion des Suspensionsstrahls mit dem Sieb und aus der Strömungsdynamik der freien Oberfläche resultieren. Auf den meisten Siebpartien lassen sich schmale, regelmäßige Streifen mit einer Breite von etwa 1 bis 10 cm unmittelbar nach dem Stoffauflauf erkennen, die durch Sekundärströmungen in den Stufendiffusoren (—> Stufendiffusor-Stoffauflauf) oder durch Lochwalzen der Stoffaufläufe generiert werden. Auf die Ausprägung der Sekundärströmungen hat der Düsen- und Blendenbereich des Stoffauflaufs maßgeblichen Einfluss. Je steiler der Stoffstrahl auf dem —> Siebtisch aufirifft, desto mehr verstärken sich die Störungen, die am Ende der Filtrationszone auf dem Sieb als Massenschwankungen in der Papierbahn fixiert sind oder als Feuchtestreifen eine lokal unterschiedliche Trocknung bewirken können. Ferner ist es möglich, dass in der Siebpartie durch Ausbeulen von Sieben in ihrer Längsrichtung oder infolge Manuelle Prüfung

der Inhomogenität des Siebaufbaus Längsstreifen entstehen. Eine weitere Quelle für Streifen sind die Stellglieder (Spindeln) zur Regelung der —• flächenbezogenen Masse am Stoffauflauf. 2) Orientierungsstreifen Die unter 1) aufgeführten Strömungsverhältnisse können dazu fuhren, dass Fasern in streifenförmigen Bereichen von etwa 1 bis 3 cm Breite eine starke Längsorientierung aufweisen, die auf die Papieraußenlage(n) beschränkt ist. Leichtgewichtige Papiere können dann in Längsrichtung verlaufende Wellen zeigen, eine Erscheinung, die teilweise auch als —> Cockling bezeichnet wird. Bei Schräglichtbeleuchtung sieht man die Faserorientierungsstreifen als Glanzstreifen. 3) Streifen im —> Strich: —• Rakelstreifen 4) Streifen durch Kalander: —> Kalanderstreifen

PR

Streifenmethode (strip test) Die Streifenmethode, auch Streifenprobe genannt, wird zur Prüfung der —• Laufrichtung von Papier angewandt. Aus den beiden Richtungen des Papiers schneidet man einen Streifen mit gleichen Abmessungen und legt sie so aufeinander, dass sie sich decken. Hält man beide Streifen an einem Enden fest und richtet sie nach oben, so wird

von Lauf- und Querrichtung

227 sich der eine Streifen stärker biegen als der andere, wenn er aus der —•Querrichtung stammt und unten liegt. Der Streifen mit der größeren —• Biegesteifigkeit kennzeichnet die Laufrichtung des Papiers (Abb.). NE

Streifenstauchwiderstand (short-span compression strength , SCT) Der Streifenstauchwiderstand ist die auf die Probenbreite bezogene maximale Stauchbruchkraft, die eine Papierprobe einer festgelegten Stauchung entgegensetzt. Bei dieser Methode wird der —• Stauchwiderstand in der Blattebene von Papier in einem Bereich von 100 bis 400 g/m 2 flächenbezogener Masse bestimmt. Probestreifen

Klemmen freie Einspannlänge

Bewegungsrichtung der Klemmen während der Prüfung Schema der widerstands

Bewegungsrichtung der Klemmen zum Einspannen des Probestreifens

Prüfung

des

Streifenstauch-

Bei diesem nach DIN 54518 genormten Verfahren wird eine 15 mm breite Papierprobe zwischen 2 Klemmenpaaren mit einer freien Einspannlänge von 0,7 mm eingespannt (Abb.). Die Probenlänge muss so bemessen sein, dass die Probe in beiden Klemmenpaaren ganzflächig eingespannt werden kann. Bei der Prüfung bewegen sich die beiden Klemmenpaare aufeinander zu, so dass sich die freie Einspannlänge verringert und die Spannungen im Probestreifen erhöhen. Da die freie Einspannlänge (0,7 mm) der Probe im Verhältnis zu deren Dicke kurz ist, ergibt sich ein niedriger Schlankheitsgrad, so dass kein Wegknicken der Probe eintreten kann. Das Versagen der Probe tritt folglich aufgrund der Stauchung der Probe ein. Durch

diese Prüfung wird somit der Stauchwiderstand der Probe als eine Materialeigenschaft bestimmt. Als Streifenstauchwiderstand wird die maximale Stauchbruchkraft, bezogen auf die Probenbreite, in [kN/m] angegeben. Anstelle des —• Ringstauchwiderstands wird verstärkt der Streifenstauchwiderstand für die Prüfung von —• Deckenpapieren herangezogen zwecks Vorhersage des Stauchwiderstands von —»Wellpappe (—• Kantenstauchwiderstand ECT) und Wellpappenschachteln ( - » Schachtelstauchwiderstand BCT). Aufgrund der Belastungsrichtung in einer Wellpappenschachtel ist beim Deckenpapier nur die Prüfung des Stauchwiderstands in —* Querrichtung relevant. WS

Streuung ( deviation , scattering) Der Begriff Streuung hat eine statistische und eine optische Bedeutung. 1) Messwerte, die bei Messungen in der —• Papierprüfung, wie z.B. als —• breitenbezogene Bruchkraft, —• Weißgrad oder —• Stoffdichte, gewonnen werden, werden bei Mehrfachbestimmung um einen —• Durchschnitt (Mittelwert) streuen. Das gebräuchlichste Maß für die Streuung ist die —• Standardabweichung (deviation). 2) Beim Auftreffen eines Lichtstroms auf —• Papier erfährt dieser eine Streuung (scattering). Nähere Einzelheiten sind unter —• Kubelka-Munk-Theorie nachzulesen. PR

Strich (coating layer) Für eine besonders bildscharfe, naturgetreue Wiedergabe von Druckvorlagen im —• Mehrfarbendruck werden —• gestrichene Papiere bevorzugt. Da die Strichschicht aus - im Vergleich zu den Fasern - feinteiligen —•Pigmenten aufgebaut wird, füllt sie die Unebenheiten der Papieroberfläche aus und bietet der —• Druckfarbe ihre feinporige Oberfläche an. Bezüglich der Gleichmäßigkeit der Oberfläche sind —• ungestrichenen Papieren rela-

228 tiv enge Grenzen gesetzt. Das völlig ungleichförmige Fasernetz auf der Papieroberfläche verhindert die gleichmäßige Aufnahme der Druckfarbe im —• Vollton. Poren unterschiedlicher Größe zwischen den Fasern bedingen eine unterschiedliche Wiedergabe der —• Rasterpunkte im —> Halbton. Die wichtigste Maßnahme zur Verbesserung der —> Bedruckbarkeit ist daher die Veredelung der Papieroberfläche. Ein Pigmentstrich verändert die Oberfläche der Papiere und Kartons nicht nur in drucktechnischer, sondern auch in optischer Hinsicht (z.B. —> Weißgrad, —» Farbort, —> Glanz). Die Forderung nach Weißgrad-, Opazitäts-, Glanz- und Druckglanzerhöhung (—> Druckglanz) nimmt unverändert zu. Andererseits wird auch oft ein gleichmäßig mattes Papier bevorzugt, was sich durch entsprechende Auswahl der Pigmente erzielen lässt. Bei gestrichenen Papieren ist die Forderung nach Lackierfähigkeit leichter durch entsprechende Pigmente und —• Bindemittel zu erfüllen. Ein weiterer Vorteil gestrichener Papiere besteht in der Möglichkeit der Reduzierung der —> flächenbezogenen Masse ohne Qualitätsverlust und damit verringerten Postgebühren für den Versand von Katalogen sowie in einer nicht unwesentlichen Ersparnis an —• Druckfarbe beim Bedrucken. GZ

Strichfehler (coating defects) Unter Strichfehler werden Mängel in den Eigenschaften von —• gestrichenen Papieren verstanden, die sich in deren —* Be- und —> Verdruckbarkeit oder auch erst bei der Druckverarbeitung negativ auswirken können. Als Strichfehler lassen sich eine mangelhafte —• Rupffestigkeit eines gestrichenen Papiers ebenso aufführen wie eine —> Bindemittelmigration im —> Strich, wodurch ein fleckiger Ausdruck von —• Volltonflächen (—> Mottling) verursacht werden kann. Als klassischer Strichfehler ist auch das —• Tonen von Druckpapieren einzuordnen. Bei diesem Effekt werden in Verbindung mit dem Feuchtwasser (—• Feuchtmittel) des —> Offsetdrucks oberflächenaktive Stoffe aus

dem Strich gelöst, die sich auf den —• Druckplatten absetzen und dabei zu einer —> Farbannahme an den ursprünglich nichtdruckenden Teilen der Druckplatte fuhren. Durch Ablagerungen an den —> Rakeln der —> Streichmaschinen entstehen die parallel zur —• Laufrichtung ausgerichteten —> Rakelstreifen. Die Unterschiede in den Strichauftragsmengen machen sich ebenfalls durch Störungen der Farbannahme beim Druck bemerkbar. Im Rollenoffsetdruck (—• Rollenoffset) tragen Striche mit einer hohen —> Wasserdampfdichte zu einer verstärkten Blisterneigung (—• Mikroblistering) bei der —> HeatsetTrocknung bei. Vor allem bei beidseitigen Vollflächendrucken wird die Wasserdampfdichte der Papieroberflächen zusätzlich erhöht, wodurch eine Blasenbildung in diesen Bereichen bevorzugt auftritt. In der Druckweiterverarbeitung wirken sich spröde Strichoberflächen negativ auf die Falzbarkeit (—• Falzen) und die Rillfähigkeit (—• Rillen) von Papier und Karton aus. Selbst bei optimaler Einstellung der Rillwerkzeuge ist dadurch das Brechen des Strichs nicht zu vermeiden. Stark thermoplastische —• Bindemittel in den Papierstrichen verschlechtern die Eigenschaften der Papiere im Hinblick auf eine —> Klebebindung in der Buch- und Broschürenherstellung. Durch den rotativen Beschnitt der Buchblöcke in den —• Klebebindemaschinen vor dem Klebstoffauftrag können der Strich plastifiziert werden und die Blattkanten verschweißen. Bei dem folgenden Klebstoffauftrag lassen sich dadurch die Papierfasern nicht kleben, so dass sich Seiten aus dem gebundenen Buch lösen. SD

Strichgewicht (coating weight) Als Strichgewicht, auch —•Auftragsgewicht genannt, bezeichnet man die —> flächenbezogene Masse des —> Strichs bzw. der Striche, die auf ein —> Rohpapier aufgetragen werden. Das Strichgewicht wird in [g/m 2 ] angegeben. Die gesamte flächenbezogene Masse eines —• gestrichenen Papiers setzt sich somit aus der flächenbezogenen Masse des

229 Rohpapiers und der einseitig oder beidseitig aufgebrachten Strichschichten zusammen. Je nach Strichgewicht werden gestrichene Papiere in verschiedene Klassen eingeteilt. •

• •

•

•

•

•

Bei Strichgewichten zwischen 3 und 5 g/m 2 je Papierseite spricht man von oberflächenpigmentierten Papieren —• ULWC-Papiere liegen im Bereich von 5 bis 6 g/m 2 Strichgewicht je Seite Daran schliessen sich die —• LWCPapiere mit Strichgewichten von 7 bis 12 g/m 2 je Papierseite an —• MWC-Papiere sind im Bereich von 10 bis 15 g/m 2 Strichgewicht je Seite angesiedelt Strichgewichte von bis zu 20 g/m 2 werden bei —• HWC-Papieren je Seite aufgetragen —• Kunstdruckpapiere bewegen sich in einem Strichgewichtsbereich von 20 bis 30 g/m 2 je Seite —•Faltschachtelkarton weist ein Strichgewicht von 18 bis 30 g/m 2 auf.

Aufgrund der Tatsache, dass sich die geforderten Produkteigenschaften heute sehr schnell ändern, muss an einer —• Streichmaschine ein größerer Strichgewichtsbereich einstellbar sein. Dafür ist es oft notwendig, eine Maschine mit verschiedenen —• Streichaggregaten (—•Auftragswerke, —•Dosierstationen) betreiben zu können. Die meisten Streichmaschinen werden deshalb mit auswechselbaren Dosiereinrichtungen konzipiert. MM Strichprofil (coating profile) Unter Strichprofil versteht man die lokale Verteilung des —• Auftragsgewichts eines —• Strichs in —• Längs- und - > Querrichtung von gestrichenen Papierbahnen. Ungleichmäßige Strichprofile führen in der —• Streichmaschine zu einem erhöhten Verbrauch an —• Streichfarbe, einer ungleichmäßigen Trocknung und einem erhöhten Energiebedarf. Ausserdem ergeben sich Schwankungen in den Papiereigenschaften, wie —• Opazität, —• Glanz und Adsorptionsverhalten gegen-

über —•Druckfarben (—•Mottling). Weiterhin verursachen sie in der nachgeschalteten —•Ausrüstung und Verarbeitung Laufprobleme auf —•Kalandern, —• Rollenschneidmaschinen, im —• Querschneider und ungleiche Druckfarbenaufnahme in der —• Druckmaschine. Abweichungen im Profil der auf die Papierbahn aufgetragenen Streichfarbe liegen verschiedene Ursachen zugrunde, die in maschinen- und verfahrenstechnischen Ursachen, der Maschinenbedienung, den Farbeigenschaften und den Rohpapierprofilen (von —• Dicke und —• flächenbezogener Masse) zu suchen sind. Die Profilabweichungen werden in Grob- und Feinprofilierung unterteilt. Abweichungen im Grobprofil, z.B. verursacht von einer Nichtparallelität zwischen Schaberbalken (—•Rakel) und Gegenwalze sowie von Schaberbalkendurchbiegungen in der —• Dosierstation einer Streichmaschine, lassen sich durch einfache Stellmechanismen am Schaberbalken kompensieren. Durch Spindelhubwerke ist eine feine Justierbarkeit der Parallelität möglich, wogegen sich die Durchbiegung mit zonengeregelten Heizbändern kompensieren lässt. Die Feinprofilierung der Strichprofile erfolgt am Rakel, wobei sich entsprechende Stellmechanismen an der Abstützleiste als bestgeeignete Eingriffsmöglichkeit ergeben. MM

Strichqualität (coating quality) Strichqualität bedeutet vor allem eine gleichmäßige Abdeckung des —• Rohpapiers und eine gleichmäßige —• Oberflächenstruktur zugunsten einer guten —• Bedruckbarkeit von —> gestrichenen Papieren oder Kartons. Die entscheidenden Faktoren für eine gute Strichqualität sind die Qualität des Rohpapiers, die Zusammensetzung der —• Streichfarbe, die Dosierung und Egalisierung der Streichfarbe beim Auftrag auf die Papierbahn, die Trocknung und ggf. die —• Satinage. Das Rohpapier muss qualitativ einwandfrei sein. Fehler im Papier können selbst hohe

230 —• Auftragsgewichte nicht verdecken. Schwankungen der —• flächenbezogenen Masse und der —•Dicke sind in —•Längsund —• Querrichtung der Papierbahn in engen Grenzen zu halten, und die —•Dimensionsstabilität in Abhängigkeit von dem —• Feuchtegehalt muss hohen Anforderungen genügen. Bei den hohen Geschwindigkeiten von —• Streichmaschinen müssen höchste Anforderungen an die Loch- und Einrissfreiheit erfüllt werden. Ebenso wichtig ist eine gute —• Formation. Die Strichqualität ( - » Strich) wird sowohl durch die chemische und mineralogische Zusammensetzung als auch durch die physikalischen Eigenschaften der —• Pigmente beeinflusst. Weitere Forderungen an die Streichfarbe sind eine hohe Reproduzierbarkeit ihrer Zusammensetzung und Zeitbeständigkeit. Die Strichqualität wird entscheidend durch das —• Streichaggregat beeinflusst. Dieses besteht aus einem —• Auftragswerk und einer —• Dosierstation, die je nach Produktanforderungen unterschiedlich aufgebaut sind. Hier werden die späteren Eigenschaften der Papierbahn bezüglich Oberflächengeschlossenheit, ausreichender Abdeckung und —• Opazität erzeugt. Allerdings kann in der Coaterstation oft auch die Ursache für —• Rakelstreifen oder für ein ungleichmäßiges Auftragsgewicht in Längs- und/oder Querrichtung der Papierbahn liegen. Eine richtig konzipierte Strichtrocknung stellt sicher, dass das veredelte Produkt in diesem Anlagenbereich nicht beschädigt wird und die Ausbildung der späteren Qualitätseigenschaften optimal ablaufen kann. Besonders in der ersten Phase der Trocknung in der Streichmaschine ist es wichtig, dass eine möglichst geringe —•Bindemittelwanderung stattfindet. Hierfür ist eine richtige Abfolge von —• Strahlungs-, —• Konvektions- und —• Kontaktrocknung notwendig. Die Endqualität wird mit der Satinage des gestrichenen Papiers eingestellt. Ziel ist eine Verbesserung der Bedruckbarkeit durch Steigerung von —• Glätte und teilweise von —• Glanz bei möglichst geringen Verlusten an —• spez. Volumen bzw. Dicke, Festigkeitseigenschaften und —• Kompressibilität. M M

Strichstreifen (coating streak) —• Rakelstreifen

Strippen (stripping) Das Strippen ist ein Exsorptionsverfahren und somit ein Gegenstück zur Absorption. Beim Strippen wird mittels eines unbeladenen Trägergasstroms das gelöste Absorptiv aus dem Absorptionsmittel wieder exsorbiert. Nach dem Kondensieren des Trägergases bleibt das reine Absorptiv zurück. Das Strippen wird z.B. bei der Schwefeldioxid-Rückgewinnung (—• Rückgewinnungsanlage) beim Sulfitverfahren (—• Sulfitzellstoff) angewendet. Das bei der Abiaugenentspannung (—> Ablauge) nicht entfernte —• Schwefeldioxid (S0 2 ) kann über Strippertürme ausgetrieben werden. Dabei wird aus dem Absorptionsmittel (Ablauge) das Absorptiv (S0 2 ) durch das Trägergas (Wasserdampf) exsorbiert. Anschließend wird der Wasserdampf durch Kondensation vom S 0 2 getrennt. Der Sinn des Strippens liegt also in der weitestgehenden Abtrennung des SO2 aus der Ablauge, um die Aufschlusschemikalie SO2 zurückzugewinnen und das für mögliche Folgestufen der biologischen Abiaugenverwertung (Sulfitsprit-Gewinnung, Verhefung) schädliche SO2 abzutrennen. Ein solcher Stripperturm muss aus säurefestem Material bestehen und entsprechende Einbauten besitzen, um den Exsorptionsvorgang optimal zu gestalten. AR

Stroh (straw) Getreidestroh (Triticum aestivum L., Syn. Triticum vul) Weizen (gare Vili.) Roggen (Secale cereale L.) Gerste (Hordeum vulgare L.) Hafer (Avena sativa L., Familie Gramineae) Stroh ist mit anderen Einjahrespflanzen ein wichtiger Rohstoff für die Papierindustrie. Strohfasern sind mit das älteste Fasermaterial für die Papierherstellung in China und Indien.

231 Während in einigen Teilen von Europa (z.B. Holland und Deutschland) und in Nordamerika die Produktion von Strohzellstoff wegen zu hoher Kosten und Schwierigkeiten bei der —» Chemikalienrückgewinnung eingestellt wurde, ist in anderen Länder mit ausgeprägtem Holzmangel der Strohstoff der wichtigste Faserstoff geworden, und der Verbrauch nimmt weiter zu, z.B. in China, Indien, Pakistan. In diesen Ländern wird ungebleichter Hochausbeute-Zellstoff (—• Strohstoff) für die Herstellung von Karton und Pappe, Wellenpapier und Packpapiere benutzt, während gebleichter —• Strohzellstoff für die Herstellung von Druck- und Schreibpapieren eingesetzt wird. Von unseren einheimischen Strohsorten werden hauptsächlich Roggen- und Weizenstroh verwendet, während in anderen Ländern naturgemäß auch die dort zur Verfügung stehenden Stroharten, wie z.B. Reisstroh, eingesetzt werden. Die Struktur und chemische Zusammensetzung der verschiedenen Sorten variieren mit den Anpflanzungs- und klimatischen Verhältnissen. So ist der Aschegehalt von in Meeresnähe gewachsenem Stroh gewöhnlich wesentlich höher als bei im Inland gewachsenem Stroh. 1995 waren ca. 900 Mio t Stroh weltweit verfügbar, aber nur 2 % dieser Menge werden zu Strohstoff und Strohzellstoff verarbeitet. Hier ist eine große Reserve, um eine künftige Faserknappheit in der Papierindustrie zu beheben, auch wenn wegen seiner kurzen Fasern um 1 mm Faserstoff aus Stroh nicht in beliebigen Papiersorten in beliebigem Anteil eingesetzt werden kann. JU

Strohstoff (high-yield straw pulp) —> Stroh gehört als eine grasähnliche Pflanze zu den —> Einjahrespflanzen, aus der Hochausbeute-Faserstoff oder —> Zellstoff für die Herstellung von Papier oder Karton produziert werden kann. Unter Strohstoff versteht man im Gegensatz zum Strohzellstoff einen Faserstoff mit hoher —> Ausbeute um 65 bis 75 %. Strohstoff wird vor allem in holzarmen Ländern zu

—• Wellenpapier oder zu —• Karton verarbeitet. Dieser gelb gefärbte Strohstoff wird durch Kochen von gehäckseltem Stroh mithilfe von —> Natronlauge chemisch sanft aufgeschlossen, um eine möglichst hohe Ausbeute zu erzielen. Die bei diesem Aufschluss anfallende silikathaltige —> Ablauge (Schwarzlauge) kann nicht mehr aufbereitet werden, so dass bei ihrer Einleitung in —* Oberflächengewässer eine erhebliche Umweltbelastung entsteht. Diese Tatsache war ein Grund dafür, dass Ende der 60er Jahre die letzte Strohstoffanlage in Deutschland stillgelegt wurde, während z.B. in Italien oder Spanien Strohstoff noch produziert wird, abgesehen von Südostasien oder China. GG

Strohzellstoff (straw pulp) Aus der —• Einjahrespflanze Stroh werden in holzarmen Ländern sowohl Strohstoff (mit hoher —• Ausbeute) als auch Strohzellstoff (mit niedriger Ausbeute) hergestellt. Strohzellstoff verbessert einige Papiereigenschaften (z.B. die —> Formation), wenn er in einer Mischung mit —• Zellstoff aus —• Holz verwendet wird. Wegen der kurzen Fasern von etwa 1 mm Länge ist jedoch Strohzellstoff als einzige Stoffkomponente im Papier nicht geeignet, sofern höhere Ansprüche an Festigkeitseigenschaften (z.B. —> Reißlänge bzw. —• breitenbezogene Bruchkraft, —• Weiterreißarbeit) gestellt werden. Stroh wird im einfachsten Fall mit —» Natronlauge, alternativ aber nach dem Sulfatverfahren chemisch so aufgeschlossen, dass neben dem —»Lignin auch die silikathaltigen Zackenzellen/Parenchymzellen entfernt werden. Der gekochte Strohzellstoff wird anschließend mehrstufig mit —> Chlor und Chlorverbindungen (—• Hypochlorit) gebleicht, woraus schließlich eine Ausbeute um 40 % resultiert. Wegen der silikathaltigen —> Ablauge (Schwarzlauge) stellt die Ablaugenverbrennung zwecks —• Chemikalienrückgewinnung immer noch eine Herausforderung dar.

232 zität von Vakuum-Trommelfiltern liegt für die Entfernung von —• Schwarzlauge bei 6,8 bis 7,3 t und in der Bleicherei bei 8,8 bis 9,3 t —• otro Zellstoff pro Tag und m 2 Filterfläche. Bei der Zellstoffwäsche treten organische und anorganische Verluste auf. Der Verlust an organischer Substanz wird meist als —> CSB bestimmt. Der anorganische Verlust (Natriumverlust), ausgedrückt als —• Natriumsulfat (Na 2 S0 4 ), kann im Bereich von 6 bis 18 kg pro t Zellstoff liegen. Nach der letzten Wachstufe wird die z.B. entfernte Schwarzlauge mit einem Feststoffgehalt von Stufenwäsche (fractional washing , multi-stage washing) 14 bis 18 % der —> Eindampfanlage und weiter der —• Chemikalienrückgewinnung Mit dem Begriff Stufenwäsche soll ausgezugeführt. AR drückt werden, dass die —»Wäsche (Zellstoff) in mehreren aufeinander folgenden Stufen meist als —• Gegenstromwäsche durchgeführt wird. Die Anzahl der nötigen WaschstuStülpdeckelschachtel fen richtet sich nach den eingesetzten (telescoping box) Waschaggregaten und dem gewünschten —• Schachtel Waschresultat entsprechend dem „Verschmutzungsgrad" des Zellstoffs. Einige Beispiele sollen verdeutlichen, wie der Begriff Stummer Verkäufer Stufenwäsche in der Praxis angewendet wird: (newspaper dispenser) Einrichtungen zur freien Entnahme von mehr oder weniger werbewirksam dargebotenen 1) Werden 3 Waschtrommeln hintereinander Waren gegen Hinterlegung des Entgelts werbetrieben, spricht man von einem Dreiden als stumme Verkäufer bezeichnet. Im stufenwaschsystem (drei 1-stufige Filter). großen Maßstab werden sie zur Distribution von Tageszeitungen eingesetzt. Die —> Zei2) Bei der Wäsche von —• Sulfit- und Magnetungen befinden sich in einem entsprechend fitzellstoffen werden oft 2- bis 3-stufige großen, meist aus Stahlblech hergestellten —• Druckfilter eingesetzt, wobei während eiund zur bequemen Entnahme der Zeitungen ner Trommelumdrehung das Waschwasser oben offenen Behälter, der mit einem Deckel verschmutztes Stoffwasser verdrängt, das als abgedeckt werden kann, so dass die Zeitun—• Filtrat anfallt. In einem Waschaggregat gen vor Witterungseinflüssen geschützt sind. können also auch mehrere Waschstufen realiInnen im Behälter befindet sich auch die Vorsiert werden, was oft eine Reduzierung der richtung zum Einwurf und zur Verwahrung Filteranzahl in der Anlage ermöglicht. des Entgelts. Vom —»Display unterscheidet Spricht man von 3 Druckfiltern mit jeweils 2 sich der stumme Verkäufer im Wesentlichen Filterstufen, so wird eine 6-stufige Wäsche durch die Vorrichtungen zur Entgeltentge(2+2+2) durchgeführt. gennahme und -Verwahrung. WN 3) Zwischen den einzelnen Waschstufen wird z.B. bei Vakuum-Trommelfiltern der Zellstoff am Filterauslauf (12 bis 20 % StoffStumpfankleben dichte) zerfasert und im Stofflöser mit Stoff(butted joint gluing , joint gluing) wasser verdünnt, um anschließend mit ca. 1 Mit Stumpfankleben wird ein im Verpabis 4 % Eingangsstoffdichte im nächsten Filckungsdruck für Karton angewandtes, nicht ter erneut gewaschen zu werden. Die Kapaüberlappendes (bündiges) Verkleben der

In Europa wurde Strohzellstoff für die Herstellung von grafischen Papieren nur noch in geringen Mengen in Ungarn bis Anfang der 90er Jahre hergestellt, während Deutschland die Produktion in der einzigen Zellstofffabrik bereits in den 60er Jahren eingestellt hatte. Aus Reisstroh wird Strohzellstoff vor allem in China in größerem Umfang erzeugt, teilweise auch in Ägypten und anderen holzarmen Entwicklungsländern. GG

233 Kanten der Kartonbahnen beim wechsel bezeichnet.

RollenNE

Stützfoil (support foil) —• Foil

Stützrolle (support roll) Bei —• Stützwalzen-Rollenschneidmaschinen werden oft unterhalb der aufzuwickelnden —•Rollen Stützrollen angebracht, die während des Wickelvorgangs die auf die —• Spannköpfe einwirkenden Kräfte reduzieren. KT

Stütztischleiste (deflector) In —• Langsieben und —• Doppelsiebformern von Papiermaschinen können Leisten eingesetzt werden, die eine —•Entwässerung der Suspension verhindern sollen. Die an ihrer Oberfläche geschlossenen Leisten können gekrümmt oder gerade ausgeführt sein. Die Stütztischleiste soll ein Durchhängen oder Welligwerden der —• Siebe verhindern und einer definierten Siebführung dienen. BU

Stützwalzen-Rollenschneider (single drum winder) Alternative Bezeichnung für —• StützwalzenRollenschneidmaschine

Stützwalzen-Rollenschneidmaschine (single drum winder) Die Stützwalzen-Rollenschneidmaschine (Abb.) besteht im Wesentlichen aus einer —• Abrolleinrichtung für Rollenschneidmaschinen unterschiedlicher Art (1), einer —• Schneidpartie (2) und einer —• Aufrolleinrichtung (3). In der Aufrolleinrichtung der Stützwalzen-Rollenschneidmaschine wird jede einzelne zu wickelnde —• Rolle (4) in einer —• Wickelstation (5) gewickelt. Die Rollen stützen sich während des Wickelvorgangs auf einer Stützwalze (6) ab. Je nach Bauart der Stützwalzen-Rollenschneidmaschine werden dabei 1 oder 2 Stützwalzen eingesetzt. Zusätzlich kann noch eine —• Stützrolle verwendet werden. Die Rollen werden auf —•Wickelhülsen aufgewickelt, die in den Wickelstationen von einem in die Wickelhülse eingeführten Paar —> Spannköpfen gehalten werden. Die Rollen werden entweder über die Spannköpfe mit —•Zentrumswicklung oder über die Stützwalze mit —• Umfangswicklung oder kombiniert angetrieben. KT

Stützwalze (supporting roll) Stützwalzen tragen —• Siebe, —• Filze oder Papierbahnen in Papiermaschinen. Der Umschlingungswinkel der Walze ist sehr gering. Vor und nach der Stützwalze wird die Bahn in ihrer Richtung nicht geändert. Stützwalzen haben keine zusätzliche Funktion. Stützwalzen werden z.B. zwischen dem Ende der Blattbildungsphase am Anfang des Siebs und der —• Siebsaugwalze am Siebende zum Überbrücken langer Siebabschnitte einge- Beispiel einer Stützwalzen-Rollenschneidmaschine setzt.

BU

(Quelle: Jagenberg)

234 Stützwalzenroller (single drum winder) Synonym für —• Stützwalzen-Rollenschneid· maschine

Substantive Farbstoffe (direct dyes , substantive dyes) —> Direktfarbstoffe

Substitutionsgrad (degree of substitution) Der Substitutionsgrad (Abk.: DS) bezeichnet die mittlere Anzahl von chemischen Fremdgruppen (Substituenten) pro Grundeinheit eines Polymeren (bei —• Cellulose pro Anhydroglucoseeinheit). So sind z.B. in einem —> Cellulosederivat mit dem Substitutionsgrad 2 im Mittel 2 Hydroxylgruppen der Anhydroglucose-Grundeinheit durch Substituenten R besetzt.

Beispiel eines Cellulosederivats mit Substitutionsgrad 2 GU

Substrat (substrate) Als Substrate bezeichnet man schwerlösliche anorganische Metallsalze und -oxide, auf denen man zur Herstellung von schwerlöslichen —• Farbmitteln wasserlösliche natürliche oder synthetische organische Farbstoffe fällt bzw. niederschlägt (siehe auch —> Farblacke). Als Substrate dienen dazu —• Bariumsulfat, —• Calciumcarbonat, Zinksulfid, Aluminiumoxid, —> Titandioxid und früher noch Bleisulfat (Bleiweiß) und Bleioxid (Mennige). Wegen ihrer Toxizität sind letztere heute nur noch sehr selten in Gebrauch. Die so erhaltenen Substratfarben sind, ähnlich den —• Pigmenten, schwerlöslich und können als Farbmittel in —> Druckfarben dispergiert werden. Ihre Farbkraft ist meist schwach. RO

Substratfarben (lake) Als Substratfarben (—• Farblacke) bezeichnet man unlösliche —> Farbmittel, die durch Fällung von wasserlöslichen —• Farbstoffen auf schwerlöslichen Metallsalzen und -oxiden (—> Substrate) hergestellt werden. Sie dienen als Farbmittel in —> Druckfarben und werden ähnlich wie —• Pigmente im Bindemittel dispergiert. Sie weisen eine im Vergleich zu Farbpigmenten deutlich niedrigere Farbkraft auf. Die —• Transparenz der Druckfarben ist vor allem von den Lichtbrechungseigenschaften des Substrats abhängig. Substratfarben auf —• Bariumsulfat weisen eine hohe auf, solche auf —•Titandioxid eine niedrige Transparenz. RO

Subtraktive Farbmischung (subtractive color process) Die subtraktive Farbmischung beschreibt einen von 2 im —• Mehrfarbendruck grundlegend unterschiedlichen Farbmischvorgängen (—• Farbmischung). Wenn eine Farbschicht von —> Licht durchstrahlt wird, treten mehrere Arten von Wechselwirkung mit dem beleuchtenden Licht auf: •

• •

Teilweise Reflexion an der Grenzfläche Luft - Farbschicht beim Eintritt in die Farbschicht Absorption und Remission innerhalb der Schicht Reflexionen der remittierten bzw. durchgelassenen Anteile an den Grenzflächen der Schicht.

Die Vorgänge sind z.T. sehr komplex und nicht ohne weiteres einer Messung zugänglich. Für viele Anwendungsfälle ist es jedoch ausreichend zu wissen, welche Menge des eingestrahlten Lichts hinter der Schicht gemessen werden kann bzw. wie das wellenlängenabhängige Verhältnis von durchgelassenem zu aufgestrahltem Licht ist. Dieses bezeichnet man als Transmissionsgrad τ(λ). Er ergibt sich als Verhältnis von durchgelassener Strahlung O P R 0 B E Z U beleuchtender Strahlung Φυαπ· nach der Formel:

235

τ(χ)=ΦρκοΒΕ

m i t

ο Sulfatzellstoff durch Einwirkung von wässrigen Lösungen von —> Natriumhydroxid (NaOH) und - > Natriumsulfid (Na 2 S) auf —> Holz in Form von —• Hackschnitzeln. Die Bezeichnung Sulfatkochung ist irreführend. Sulfat bezieht sich auf die Zugabe von —• Natriumsulfat in der —> Chemikalienrückgewinnung zum Ausgleich von Chemikalienverlusten beim —• Kochen und anschließenden Waschen. 1) Diskontinuierlicher Aufschluss Die industrielle Realisierung erfolgt in der Weise, dass in großen Druckgefäßen (200 bis 300 m 3 ), den Kochern, Hackschnitzel mit —• Kochlauge, die etwa 50 g/1 aktives Alkali bei einer Sulfidität von 20 bis 30 % enthält, auf eine Temperatur von 165 bis 190° C gebracht werden. Bezogen auf —• otro Holz, werden etwa 20 % Aktivalkali eingesetzt. Das Verhältnis von Kochflüssigkeit zu Holz (Flottenverhältnis) liegt bei etwa 3 bis 4 : 1. Nach einer Fertigkochzeit von 2 bis 3 h wird das Aufschlussgut, das nun aus —» Zellstoff und —> Ablauge besteht, aus dem —> Kocher herausgepumpt und den weiteren Verarbeitungsstufen (—> Wäsche (Zellstoff), —» Sortierung, —• Bleiche) zugeführt. Das —• Kochregime der Sulfatkochung besteht aus folgenden Stufen: • • • • •

Füllen des Kochers mit Hackschnitzeln Dämpfen der Hackschnitzel Beiaugen (Zugabe von Kochlauge) Aufheizen (0,5 bis 1,5 h) Entlüften

236 • • • •

Terpentin abgasen Fertigkochen (2 bis 3 h) Abgasen zur Druckverminderung Kocherentleerung.

Neben der seit etwa 1880 üblichen und noch heute praktizierten diskontinuierlichen Sulfatzellstoffkochung wurde seit 1960 verstärkt die kontinuierliche Kochung in einem bis zu 75 m hohen Reaktionsgefäß (Durchmesser: ca. 6 m) eingeführt. 2) Kontinuierlicher Aufschluss Bei den kontinuierlichen Verfahren werden die Hackschnitzel dem Kocher gleichmäßig von oben unter Druck zugeführt. Die dabei entstehende Hackschnitzelsäule wandert dann langsam durch den Kocher nach unten zur Ausblasvorrichtung. Die einzelnen Stufen des Aufschlussprozesses (Dämpfen, Imprägnieren mit Kochlauge, Kochen, Waschen) verlaufen nacheinander im (meist) stehenden Kocher. Vorteile dieses Aufschlusssystems sind der kontinuierliche Anfall von Zellstoff und Ablauge (—• Schwarzlauge), ein gleichbleibender Dampfbedarf und der Wegfall von Spitzen in der Ablaugeneindampfung und —> Chemikalienrückgewinnung. Das diskontinuierliche Aufschlusssystem hat demgegenüber den Vorteil einer variableren Kocherführung, was eine bessere Einstellung auf schwankende Holzqualitäten oder unterschiedliche Anforderungen an die Zellstoffqualität ermöglicht. Während der Sulfatkochung wird das —• Lignin des —• Holzes weitgehend abgebaut und gelöst. Ein Teil des Lignins kondensiert während der Kochung und bleibt an den Zellstofffasern haften. Dieses —• Restlignin (etwa 3 bis 5 % Lignin, bezogen auf Zellstoff) ist dunkel gefärbt und wegen seiner Reaktionsträgheit nur schwer zu entfernen. Es ist verantwortlich für die schlechte Bleichbarkeit des Sulfatzellstoffs. Von den —> Kohlenhydraten (—• Cellulose, —• Hemicellulosen) des Holzes wird ein geringer Teil gelöst. Die Cellulose bleibt weitgehend erhalten. Ein Teil der Hemicellulosen wird jedoch durch intramolekulare Umlagerungen

alkalistabil und verleiht dadurch den Sulfatzellstoffen ihre hervorragenden papiertechnologischen Eigenschaften. Die im Holz vorhandenen akzessorischen Bestandteile (Harze, Fette) werden weitgehend gelöst. Sie fallen als Nebenprodukte (—• Tallöl, —• Terpentin) in der Abiaugenverarbeitung an. Die für die Sulfatkochung benötigten Chemikalien (Natronlauge, Natriumsulfid) befinden sich nach dem Holzaufschluss in der Ablauge (Schwarzlauge). Durch Eindampfen (—• Eindampfanlage) und Verbrennen der Schwarzlauge werden sie weitgehend zurückgewonnen. Das Sulfatverfahren ist heute das in der Welt dominierende Holzaufschlussverfahren. Das beruht auf seiner einfachen und leicht zu automatisierenden Durchführbarkeit, seiner Anwendbarkeit auf alle Holzarten und —* Einjahrespflanzen sowie den hervorragenden papiertechnologischen Eigenschaften des Sulfatzellstoffs. Die Nachteile des Verfahrens (geringere —• Ausbeute, höherer Bedarf an —> Bleichmitteln für die —• Zellstoffbleiche, Geruchsbelastung der Umgebung durch Bildung von —> Mercaptanen während der Kochung) sind im Rahmen der in den vergangenen Jahren durchgeführten Anstrengungen zur Prozessoptimierung nicht mehr gravierend. FI

Sulfatzellstoff (kraft pulp , sulfate pulp) Als Sulfatzellstoff bezeichnet man einen Faserstoff, der durch chemischen Aufschluss von Holz nach dem Sulfatverfahren (—> Sulfatkochung) hergestellt worden ist. Durch die während der Sulfatkochung eingestellten Aufschlussbedingungen (Aktivalkali, —> Kochregime) können die papiertechnologischen Eigenschaften des Sulfatzellstoffs beeinflusst werden: sie hängen ab vom Grad der —• Delignifizierung des Holzes, vom Ausmaß der Kohlenhydratauflösung und vom Abbau der —•Kohlenhydrate (—> Cellulose, —• Hemicellulosen). Sulfatzellstoffe besitzen im Vergleich zu Zellstofftypen (—• Sulfitzellstoff), die nach anderen Aufschlussverfahren hergestellt wer-

237 den, sehr hohe Festigkeitseigenschaften und sind daher ein wertvoller Faserstoff für die Papierindustrie. Die hohen Festigkeitseigenschaften der Sulfatzellstoffe beruhen in erster Linie auf einem höheren —> Polymerisationsgrad in den äußeren Faserwandschichten und damit auf einer höheren Faserwandstabilität. Da die Festigkeitseigenschaften eines Sulfatzellstoffs nicht nur von den Aufschlussbedingungen, sondern auch von dem morphologischen Charakter des Holzes (Faserlänge, Faserwanddicke, Faserdurchmesser) abhängen, unterscheidet man zwischen LaubholzSulfatzellstoffen (—> Laubholzzellstoff) und Nadelholz-Sulfatzellstoffen (—• Nadelholzzellstoff) und hier auch noch zwischen den verschiedenen Holzarten, wie Kiefern-, Fichten· bzw. Birken- oder Eukalyptus-Sulfatzellstoff. Die ungebleichten Sulfatzellstoffe haben sehr hohe Festigkeitseigenschaften und werden daher überall dort eingesetzt, wo hohe Papierfestigkeiten gefordert werden (Technische Papiere wie —• Schleifrohpapiere, —• Elektroisolierpapiere, —• Pressspan). In den —• halbgebleichten Sulfatzellstoffen sind die sehr guten Festigkeitseigenschaften der ungebleichten Sulfatzellstoffe weitgehend erhalten. Aus diesem Grunde werden sie als sog. Armierungszellstoff für Papiere eingesetzt, wo die Anforderungen an den —•Weißgrad nicht so hoch liegen, andererseits aber eine niedrige —• flächenbezogene Masse hohe Festigkeiten erfordert, wie z.B. bei —• SC-Papier. Die gebleichten Sulfatzellstoffe haben je nach Bleichverfahren (—• ECF-Bleiche, —• TCF-Bleiche, —• Chlorbleiche) mehr oder weniger große Festigkeitsverluste erleiden müssen, sind jedoch wegen ihres hohen —• Durchreißwiderstands unverzichtbar für alle weißen Papiere. FI

Sulfit (sulfite) Sulfite sind die Salze oder Ester der schwefligen Säure (H 2 S0 3 ). Wird ein Wasserstoffatom der schwefligen Säure durch Metall ersetzt, so erhält man ein Hydrogensulfit (sau-

res Sulfit) der allgemeinen Formel Me^SC^ (z.B. NaHS0 3 oder Mg(HS0 3 ) 2 ). Bei der Substitution beider Wasserstoffatome erhält man das eigentliche Sulfit (neutrales Sulfit) der allgemeinen Formel Me^SC^ (z.B. Ca(HS0 3 ) 2 ). Für Me 1 (= einwertiges Kation) kann statt der Alkalien oder Erdalkalien auch N H 4 stehen (z.B. N H 4 H S 0 3 oder (NH 4 ) 2 S0 3 ), wobei die angeführten Metalle bzw. Kationen am ehesten für die Sulfitzellstofferzeugung von Bedeutung sind. Da es sich bei den hier interessierenden Prozessen generell um Lösungen handelt, sollte man zur Ionenschreibweise übergehen und von Neutralsulfit- bzw. Monosulfit-(S0 3 2- -) und Sauersulfit- bzw. Bisulfit-(HS0 3 "-) Anionen sprechen. Desgleichen sind die Metalle als Gegenionen (Kationen) zu definieren ( K + , Na + , N H 4 + , Ca 2 + , Mg 2 + ). Ansonsten ist eine Vielzahl weiterer Metalle in der Lage, saure oder neutrale Sulfite zu bilden. Alkohole können mit der schwefligen Säure verestert werden, was in diesem Kontext aber nicht von vorrangigem Interesse ist. Von Bedeutung ist hingegen die Eignung von Sulfitlösungen bzw. —• Bisulfitlösungen als Aufschlussmittel (—• Kochflüssigkeit) für —• Holz. Ziel des Holzaufschlusses zur Zellstoffherstellung ist die selektive Entfernung der störenden Bestandteile aus dem Holzverband in Form von —• Hackschnitzeln. Dabei sollen aber im Fall der Herstellung von Papierzellstoffen die —> Kohlenhydrate in ihrer Gesamtheit (—•Cellulose und —•Hemicellulosen) weitestgehend erhalten bleiben, während bei den —• Chemiezellstoffen möglichst nur die Cellulose erhalten werden soll. Hauptkomponente des zu entfernenden Anteils ist das —• Lignin, das in seiner nativen Form nicht wasserlöslich ist. Deshalb ist eine chemische Modifizierung (Funktionalisierung) erforderlich, um das Lignin in eine wasserlösliche Form zu bringen und damit entfernbar (auswaschbar) zu machen. Sulfite und Bisulfite sind unter Einhaltung spezieller Bedingungen geeignet, Lignin so zu funktionalisieren, das es hydrolysierbar (—> Hydrolyse) und löslich wird. Die entsprechende chemische Reaktion ist eine Sulfonierung (Sulfitierung) des Lignins, bei der die

238 Hydroxylgruppen sulfoniert werden und sich die wasserlöslichen —• Lignosulfonsäuren bzw. —• Lignosulfonate bilden. Dabei sind die sauren oder neutralen Sulfite im Zusammenspiel mit den zugehörigen Kationen die wirksamen Agenzien, die den Sulfitaufschluss bewirken. AR

Sulfitkochsäure (sulfite cooking liquor) —• Kochfliissigkeit

Sulfitkochung (sulfite pulping) Die Sulfitkochung ist ein Prozess zur Herstellung von —• Sulfitzellstoff aus —• Holz mittels —• Kochflüssigkeit (Sulfitkochsäure) unter dem Einfluss von Druck und Temperatur. Ziel der Sulfitkochung ist eine gezielte Abtrennung von unerwünschten Bestandteilen aus dem Holz durch deren Inlösungbringen bei möglichst vollständiger Erhaltung der —• Cellulose. Dabei sind störende Komponenten, wie z.B. —• Lignin und Extraktstoffe sowohl für die Erzeugung von —• Chemiezellstoff als auch bei der Herstellung von Papierzellstoff möglichst vollständig zu entfernen, während andere Holzbegleitstoffe, wie —• Hemicellulosen und Aschebestandteile, bei Chemiezellstoffen unbedingt herausgelöst werden müssen, aber für Papierzellstoff zumindest in Teilen erhalten bleiben können oder sollen. Die Sulfitkochung kann je nach Möglichkeiten und Zielen verschiedenen Modifizierungen unterworfen werden. Technisch interessante Sulfitkochverfahren sind z.B. das saure Sulfit-Verfahren (auch als saures BisulfitVerfahren bezeichnet), das Bisulfit-Verfahren, das Neutralsulfit-Verfahren, das alkalische Sulfit-Verfahren sowie mehrstufige Sulfit-Verfahren, wobei jedes Verfahren seine Vor- und Nachteile aufweist. Ursprünglich wurde vorwiegend nach dem sauren —• Calciumbisulfit-Verfahren mit Calciumbisulfit Ca(HS0 3 ) 2 und S02-Überschuss aufgeschlossen. Später ging man zu löslichen Basen über, wobei als wesentliche Vertreter

das im deutschsprachigen Raum dominierende —• Magnesiumbisulfit-Verfahren, aber auch die international teilweise angewandten Natriumbisulfit- und Ammoniumbisulfit-Verfahren zu nennen sind. Weitere Modifikationen sind im —» Kochregime möglich, z.B. beim —• diskontinuierlichen Kochen und der —•kontinuierlichen Kochung, die allerdings vom Ergebnis her vergleichbare Zellstoffe liefern. Die genannten Kochverfahren unterscheiden sich vorwiegend in der chemischen Zusammensetzung der Kochflüssigkeit und dem sich daraus ergebenden pH-Wert sowie dem Temperaturregime und dem daraus resultierenden Druck. Beim sauren Sulfit- bzw. Bisulfitprozess, bei dem das Bisulfit-Ion (HSO3"), das SulfitIon (SO32") und das freie —• Schwefeldioxid (SO2) die wirksamen Agenzien sind, ergibt sich durch erheblichen S02-Überschuss ein Verhältnis von 80 % freiem S 0 2 und 20 % gebundenem S0 2 , bezogen auf das gesamte eingesetzte S 0 2 . Der Gesamtgehalt an S 0 2 beträgt ca. 20 %, bezogen auf den Faserholzeinsatz in Form von —• Hackschnitzeln. Unter diesen Bedingungen stellen sich AusgangspH-Werte von ca. 2 ein, wodurch man in der Regel mit Temperaturen zwischen 120 und 145°C auskommt und Zellstoffausbeuten von etwa 47 bis 53 % für bleichbare Zellstoffe erzielen kann. Der Bisulfitprozess wird bei einem etwa gleichen Gesamt-S02-Einsatz von 20 %, aber etwa gleichen Anteilen an freiem und gebundenem S 0 2 bei einem entsprechend höheren pH von über 4 im ebenfalls höheren Temperaturbereich geführt, wobei im Wesentlichen Hochausbeute- und —• Halbzellstoffe gewonnen werden. Das Neutralsulfit-Verfahren, das auf der Wirkung des Sulfit-Ions beruht und durch Pufferung (z.B. mit - > Natriumcarbonat) im Neutralbereich gehalten wird, liefert Halbzellstoffe. Das alkalische Sulfit-Verfahren basiert auf einer Kochflüssigkeit, die etwa gleiche Mengen an —• Natronlauge und —•Natriumsulfit enthält, wodurch sich ein pH-Wert von etwa 12 einstellt. Bei Temperaturen zwischen 160 und 180° C können sowohl die Sulfit-(S0 3 2 '-) wie auch die Hyd-

239 roxyl-Ionen (OH - ) als Delignifizierungsagens (—• Delignifizierung) wirksam werden. An mehrstufigen Sulfitaufschlüssen sind die selten praktizierten Zwei- oder Dreistufenprozesse bekannt, bei denen genannte Verfahren als Stufen kombiniert werden. AR

Sulfitzellstoff (sulfite pulp) Sulfitzellstoff ist der Oberbegriff für eine Reihe von —• Zellstoffen, die mittels —» Sulfitkochung durch Einwirkung von —• Kochflüssigkeit auf —• Hackschnitzel aus —• Laubholz oder —> Nadelholz nach einem definierten —• Kochregime erzeugt werden. Die Eigenschaften der Sulfitzellstoffe ergeben sich aus den eingesetzten Faserrohstoffen, der gewählten Kochflüssigkeit und dem angewandten Kochregime. Während die Faserrohstoffe im Wesentlichen auch für andere Aufschlussverfahren einsetzbar sind, sind die Kochflüssigkeit und das Kochregime charakteristisch für den jeweiligen Aufschlussprozess und daher als Unterscheidungskriterien geeignet. Technisch interessante und angewandte Prozesse zur Gewinnung von Sulfitzellstoff sind • • • • • •

das saure Sulfit-Verfahren (auch als saures Bisulfit-Verfahren bezeichnet) das Bisulfit-Verfahren das Neutralsulfit-Verfahren das alkalische Sulfit-Verfahren das Magnefit-Verfahren verschiedene mehrstufige Sulfit-Verfahren.

Die Priorität liegt im deutschsprachigen Raum beim sauren Bisulfit-Verfahren. Deshalb versteht man unter Sulfitzellstoff im Allgemeinen alle nach oben genannten Verfahren erzeugten Zellstoffe, im speziellen aber den Zellstoff aus dem sauren BisulfitVerfahren. In anderen Ländern und/oder Kontinenten sind die Prioritäten teilweise ganz anders gesetzt. Der so erzeugte Sulfitzellstoff ist gegenüber —• Sulfatzellstoff gut bleichbar, weist aber

geringere Festigkeiten auf. Er ist je nach Modifikation der Verfahrensparameter als Papierzellstoff oder als —> Chemiezellstoff in der Weiterverarbeitung einsetzbar. Als —> Faserholz kommen im sauren Bisulfit· Verfahren harzarme Spezies, insbesondere —• Fichte und —> Buche, zum Einsatz, während im alkalischen Verfahren erheblich weniger Beschränkungen bezüglich der Holzart und -qualität zu beachten sind. Erfolgt der Aufschluss schonender bei niedrigerer Temperatur, so ist der Stoff z.B. reicher an —> Hemicellulosen und hat damit eine höhere —» Ausbeute, höhere Zug- und Berstfestigkeit und eine höhere Pergamentierfähigkeit. Im Gegensatz dazu ergibt ein bei höheren Temperaturen geführter Aufschluss weichere, opake Stoffe mit mittleren Zugfestigkeiten und erhöhtem —> Durchreißwiderstand. Demnach werden Papierzellstoffe eher im unteren bis mittleren Temperaturbereich (beim sauren Bisulfit-Verfahren z.B. 120 bis 135° C) und Chemiezellstoffe im oberen Temperaturbereich (z.B. 135 bis 145° C beim sauren Bisulfit-Verfahren) erkocht. AR

Superkalander (supercalender) Der Superkalander ist ein mehrwalziger —• Kalander mit einem vorwiegend geschweißten, einseitig offenen —• Kalanderständer und Walzen, die in einer —• Hebeloder —> Gleitführung geführt sind und durch hydraulische Systeme auf —> Linienkräfte bis 400 kN/m (im untersten —•Nip) belastet werden können. Superkalander haben 8 bis 12, Spezialkalander auch 16 bis 20 Walzen, deren Anordnung aus der Abbildung hervorgeht: Die alternierend angeordneten harten (—> Hartgusswalze) und —• elastischen Walzen bilden die elastischen Walzenspalte, mit denen eine schonende Einebnung und Verdichtung der Papierbahn bei hohem Überdeckungsgrad (Überdeckung von Satinagefehlern durch nachfolgende Walzenspalte) erreicht wird. Als —• Oberwalze werden vorwiegend mehrzonige und als —> Unterwalze meist ein-

240 zonige —> Durchbiegungsausgleichswalzen (Nipco-Walzen, S-Walzen, CC-Walzen) verwendet. Die elastischen Walzen haben Faseroder Kunststoffbezüge (—• Kunststoffwalze). Der Antrieb erfolgt über eine der Hartgusswalzen, z.B. in der dritten Position von unten. In der vierten und fünften Position von unten liegen 2 elastische Walzen übereinander und bilden den sog. Wechselspalt. Da die glatten Oberflächen der Hartgusswalzen einen etwas stärkeren Glattprägeeffekt ausüben (—> Satinieren), fällt auch die diesen Oberflächen zugewandte Seite des Papiers etwas glatter aus. Der Wechselspalt ändert die Abfolge der Kontakte zu den Walzenoberflächen, so dass nun die andere Seite gegen die glatteren Hartgusswalzen läuft, womit die —> Zweiseitigkeit des Papiers minimiert oder ganz vermieden wird. Die Oberflächen der Walzen müssen also stets in einwandfreiem Zustand sein, weil sich deren Beschädigung immer auf der Papieroberfläche abbildet. Das Hängewerk dient der exakten Positionierung der Walzen nach einem Walzen-

12-Walzen SNC-Superkalander

wechsel. Es enthält die —> Hängespindel, die die Walzen des Superkalanders an ihren Walzenlagern aufnimmt und bei geöffneten Walzenspalten trägt. Die Einstellung der Spindelelemente sorgt für definierte Abstände (ca. 5 mm) zwischen den Walzen. Die modernste Bauart eines Satinierkalanders ist der SNC-Kalander (straight nip calender), dessen prinzipiell gleiche Bauelemente sich aus denen des herkömmlichen Superkalanders entwickelt haben. Das besondere Merkmal des SNC-Kalanders ist die Hebelführung der Walzenlager, die einen gravierenden Fehler normaler Superkalander vermeidet, nämlich den Einfluss der —> überhängenden Gewichte, deren Kompensation (Entlastung) zu wesentlichen Verbesserungen der Linienkraftprofile über die Breite der Walzenspalte bzw. der satinierten Papierbahn führte. Das Ergebnis der —> Satinage hängt nicht nur vom Papier, von der Verdichtbarkeit und vom Feuchtegehalt der Papierbahn ab, sondern auch von den Kalander-Betriebsfaktoren: Pressdruck, Temperatur und Bahn-

241 geschwindigkeit. Die Papierrollen sind für die Satinage meist vorgerollt, damit die zu satinierende Bahn fehlerfrei und endlos ist und in der richtigen Richtung abgerollt werden kann - wichtig für kontinuierliche Abund Aufrollungen. Vor und nach jedem Spaltdurchgang wird die Papierbahn über dreigeteilte Leitwalzen (—• Kalanderwalzen) und —• Breitstreckwalzen geführt, die den Bahnlauf korrigieren und Faltenbildungen vermeiden. —> Zugmesswalzen am Kalandereinlauf- und -auslauf kontrollieren die Bahnspannung. Hohe Spaltdrücke und antriebsbedingte Reibung verursachen, insbesondere bei Walzen mit Faserbezügen, eine erhebliche Wärmeentwicklung im Inneren des Bezugskörpers, die nur unvollkommen beherrschbar ist. Da die Temperatur aber einen großen Einfluss auf das Satinageergebnis (z.B. in Form von —> Glätte und —• Glanz des —• satinierten Papiers) hat, wird nur noch die geregelte Heißsatinage eingesetzt. Durch ein geregeltes Temperiersystem (—> Heiz-/Kühlsystem) mit geschlossenen, voneinander unabhängigen Kreisläufen wird an den Oberflächen der —> Heizwalzen bei Temperaturen von 60 bis 110° C eine Genauigkeit von ± 1,5° C über die gesamte Walzenbreite erreicht. Mit der von der Linienkraft unabhängigen und gezielt eingesetzten Wärmeenergie werden bei gleichen oder niedrigeren Linienkräften höhere und ausgeglichenere Glanz- und Glättewerte erzielt. Der Superkalander liefert zwar die bislang besten Satinageergebnisse. Er hat aber neben der Markieranfälligkeit seiner elastischen Walzen den Nachteil, dass seine Geschwindigkeit bei etwa 900 bis 1 000 m/min begrenzt ist. Für schnell laufende Papier- oder —• Streichmaschinen wurden deshalb bis zu 3 Superkalander benötigt, um der Produktion folgen zu können. Der Superkalander ist als typische off-line-Maschine (—• off-line-Satinage) nicht in Papier- oder Streichmaschinen integrierbar. Für viele anspruchsvolle Papiersorten wird er deshalb zunehmend von online-Kalandern wie z.B. nach dem —> Janus Concept abgelöst. SZ

Superkalandrieren (supercalendering) Superkalandrieren ist wie die —• Satinage ein thermo-mechanischer Oberflächenumformungsprozess zur Erzeugung von —• Glätte und Glanz an Papieren, durchgeführt mit vielwalzigen —> Kalandern, den Superkalandern. Diese haben meist 10 bis 12 Walzen, bilden also 9 bis 11 elastische Walzenspalte, die mit hohem Überdeckungsgrad (das ist die Überdeckung von Satinagefehlern durch die nachfolgenden Walzenspalte) optimale Satinageergebnisse erreichen. Für technische Spezialpapiere werden Superkalander mit 16 bis 20 Walzen eingesetzt, um spezielle Effekte, wie Transparentisierung und/oder höchste Verdichtung, zu realisieren. Das Superkalandrieren ist ein off-line-Prozess (—> off-line-Satinage) mit einer verfahrensbedingten Geschwindigkeitslimitierung. Für schnell laufende Papier- oder —• Streichmaschinen sind deswegen meist mehrere Superkalander erforderlich. Dieser Nachteil hat dazu gefuhrt, dass Superkalander zunehmend von Janus Concept-Kalandern oder —• Softkalandern verdrängt werden, die bei gleicher, oft auch besserer Satinagequalität im on-line-Betrieb mit den hohen Geschwindigkeiten moderner Papier- und Streichmaschinen Schritt halten und den wirtschaftlichen Nachteil des separaten Arbeitsgangs vermeiden. SZ

Superkalandriertes holzhaltiges Druckpapier (supercalendered wood-containing printing paper) SC-Papier

Suspendieren (slushing) Unter Suspendieren wird das gleichmäßige Verteilen von Feststoffen (z.B. -»Fasern und/oder —> Füllstoffen) in einer Flüssigkeit (z.B. Wasser) verstanden. Dieser verfahrenstechnische Grundprozess gehört zu den Mischvorgängen, deren Güte vom Verteilungszustand der Feststoffe in der Flüssigkeit

242 abhängig ist. Im Gegensatz zum Homogenisieren, bei dem Stoffe gleichen Aggregatzustands gemischt werden (homogene Stoffsysteme), gehören —• Suspensionen zu den flüssigen heterogenen Stoffsystemen, die in Abhängigkeit von der Größe der Feststoffe in grobe Suspensionen (> 100 μηι), feine Suspensionen (100 bis 0,5 μηι), Trüben ( Abwasserreinigung, wird die Suspension in einem —• Absetzbecken ohne mechanische Einwirkung der —• Sedimentation unterworfen. AC

Suspension (suspension) Unter einer Suspension versteht man eine Aufschwemmung fester Teilchen in einer Flüssigkeit (z.B. von —» Fasern und —• Füllstoffen in Wasser). Bei niedrigen —• Stoffdichten sowie größeren Dichteunterschieden zwischen festem und flüssigem Medium sind die Teilchen in der Suspension nur bei aus-

reichender Bewegung homogen verteilt. Andernfalls treten Separationsvorgänge durch —• Sedimentation oder Flotation auf. Die Suspendierung von Fasern und Füllstoffen in reichlich Wasser bezeichnet der Papiermacher allgemein als Suspension. In dieser Suspension befinden sich neben den oben genannten —> Feststoffen aber u.U. auch in Lösung gegangene organische Faserbestandteile sowie organische und anorganische Chemikalien. Im Umgangssprachgebrauch wird ein Suspensionsgemisch auch als Stoffsuspension bezeichnet. Enthält die Suspension nur Faserstoffbestandteile und keine anorganischen Füllstoffe, so spricht man auch von einer —• Fasersuspension. Papier oder Karton werden grundsätzlich aus einer hochverdünnten wässrigen Suspension heraus hergestellt. Im —• Stoffauflauf einer Papier- oder Kartonmaschine kommen auf einen Teil Feststoff 99 Teile Wasser. Das Verhältnis Feststoff zu Wasser wird auch als Stoffdichte bezeichnet und beträgt im angegebenen Fall 1 %. Dieser Stoffdichtebereich ist im Zuge der Faserstoffaufbereitung der niedrigste, der eingestellt wird. Grundsätzlich versucht man, die Stoffdichte bei der Aufbereitung der für die Papierherstellung eingesetzten —• Faserstoffe aus energetischen Gründen und zur Maximierung der Durchsatzkapazität unter Berücksichtigung von qualitativen Parametern (z.B. Festigkeitseigenschaften oder Bleichbarkeit des Faserstoffs) so hoch wie möglich zu halten. PU

Synchronformat (synchronous sheet length) Synchronformat ist die Formatlänge, bei der die Messertrommeln eines —• GleichlaufQuerschneiders gleichförmig umlaufen, also nicht beschleunigt oder verzögert werden. Das Synchronformat entspricht deshalb dem Umfang der formatbestimmenden unteren Messertrommel, wenn nur 1 Messer auf der Messertrommel befestigt ist. Sind 2 Messer montiert, entspricht das Synchronformat dem halben Umfang der unteren Messertrommel. KT

243 Synthetische Faserstoffe (synthetic fibers) Synthetische Faserstoffe werden durch Extrusion einer Polymerlösung (Lösungsspinnen) oder einer Polymerschmelze (Schmelzspinnen) durch feine Düsen gewonnen. Im engeren Sinne versteht man darunter vollsynthetische Chemiefasern, deren Ausgangsstoffe aus einfachen organischen Bausteinen (—> Monomeren) durch —> Polymerisation synthetisiert wurden. Zu den wichtigsten synthetischen Faserstoffen gehören: Polyacryl (PAN), Modacryl (MAC), Polyamid (PA), Aramid (AR), Polyester (PES). In der Papierindustrie finden synthetische Faserstoffe vor allem in der —> Bespannung der Papiermaschine Verwendung (—> Siebe und —• Filze). In weiterem Sinne werden zu den synthetischen Faserstoffen auch halbsynthetische Fasern gezählt, die durch Regenerierung natürlicher Polymerer (überwiegend —• Cellulose, —• Reyon) gewonnen werden. GU

Synthetische Leimungsmittel (synthetic sizing agents) Für die Leimung von Papier und Karton werden neben Harzleim (—• Kolophonium oder —• Tallöl) zunehmend synthetische Leimungsmittel in der Masse und auf der Oberfläche (—•Oberflächenbehandlung) von Papier eingesetzt. Als -> synthetische Oberflächenleimungsmittel kommen vorzugsweise Copolymere in Form von Dispersionen oder Lösungen zum Einsatz. Im Gegensatz hierzu handelt es sich bei den synthetischen Masseleimungsmitteln um niedermolekulare Verbindungen. Die beiden wichtigsten Vertreter sind Alkylketendimer (AKD)

und Alkenylbernsteinsäureanhydrid (ASA): R

A K D ist ein bei ca. 50° C schmelzendes Wachs, wogegen ASA bei Raumtemperatur flüssig ist. A K D wird aufgrund seiner geringeren Hydrolyseneigung (—> Hydrolyse) in Form von 6 bis 20 %iger Dispersionen vermarktet. Das deutlich hydrolyseempfindlichere ASA darf erst unmittelbar vor der Dosierung in der Papierfabrik dispergiert werden. Als Dispergiermittel wird bei beiden Masseleimungsmitteln bevorzugt —> kationische Stärke eingesetzt. Sie fuhrt neben einer verbesserten Dispersionsstabilität auch zu einer verbesserten Faseraffinität. A K D und ASA werden auch als Reaktivleimungsmittel bezeichnet. Man nimmt an, dass beide Leimungsmittel unter den Bedingungen der Papierherstellung mit den Hydroxylgruppen der —• Cellulose einen Ester bilden, der letztlich fur die Leimungswirkung verantwortlich ist. Hinsichtlich ihrer Leimungswirkung gehören A K D und ASA zu den wirksamsten Leimungsmitteln. Der bevorzugte pH-Bereich für den Einsatz von A K D und ASA liegt zwischen 6 und 9. NI

Synthetische Oberflächenleimungsmittel (synthetic surface sizing agents) Die ältesten Vertreter bei den synthetischen Oberflächenleimungsmitteln sind anionische Styrol-Maleinsäureanhydrid (SMA)- und Styrol-Acrylsäure (SAA)-Copolymere. Ihren hydrophoben/hydrophilen Charakter kann man über das Molverhältnis der —•Monomere steuern. Sie werden in Form ihrer Ammonium- oder Alkalisalze als wässrige Lösung appliziert, wobei die Schaum-

244 neigung dieser Produktgruppe relativ groß ist. Der pH-Wert der Leimflotte hat bei diesen Polymeren einen großen Einfluss auf die Wirksamkeit. Er sollte etwas über pH 6 liegen. Eine deutlich geringere Schaumneigung und pH-Abhängigkeit besitzen die ebenfalls über eine radikalische —• Polymerisation hergestellten Styrol-Acrylat-Dispersionen, die eine mittlere Teilchengröße von < 0,2 μηι aufweisen. Sie können durch Variation des Schutzkolloidsystems anionisch, kationisch, neutral oder amphoter formuliert werden. Die als Schutzkolloid verwendete —> Stärke sorgt bei dieser Substanzklasse für eine gute Verträglichkeit in der Leimflotte, welche neben einer sehr großen Stärkemenge meist noch einen optischen Aufheller enthält. Synthetische Oberflächenleimungsmittel werden je nach Papiersorte zur Verbesserung sehr unterschiedlicher Eigenschaften eingesetzt: z.B. Inkjetund Offsetzur besseren Bedruckbarkeit, verbesserten Tonerhaftung (—> Toner) und besseren Verklebbarkeit. NI

245 Tack (tack) Tack ist die englische Bezeichnung für die Zügigkeit einer pastösen —• Offset- oder Buchdruckfarbe bzw. eines entsprechenden —• Firnisses. Der Ausdruck wird in Deutschland für die Zügigkeit in Verbindung mit dem Messgerät (—• Inkometer, Tack-o-scope) zu seiner Bestimmung gelegentlich auch anstelle von Zügigkeit benutzt. Die Zügigkeit stellt ihrerseits eine Kraft pro Flächeneinheit in [Pa] dar, die eine Druckfarbenschicht ihrer Spaltung in einem Walzenspalt entgegensetzt. Diese Eigenschaft wird durch die Kohäsionskräfte des Bindemittels hervorgerufen. Die Zügigkeit ist eine wichtige Eigenschaft der —> Druckfarbe, die einer sorgfältigen Abstimmung bedarf. Druckfarben mit zu niedriger Zügigkeit erschweren u.U. den Transport der Druckfarbe auf Walzensystemen einer —• Druckmaschine. Außerdem fuhrt eine niedrige Zügigkeit im Druck zu erhöhter Tonwertzunahme (—• Tonwert) durch Punktverbreiterung. Eine hohe Zügigkeit der Druckfarbe bewirkt einen scharfen Ausdruck, steht aber der Verwendung von rupfempfindlichen Papieren (—•Rupfen) entgegen. Durch Feuchtmittelaufnahme (—•Feuchtmittel) der Druckfarbe beim —•Offsetdruck sinkt der Tack einer Druckfarbe mehr oder weniger stark ab. Die Bestimmung des Tackwerts erfolgt mit Rotations-Tackmetern entsprechend ISO 12634. Sie bestehen aus einer angetriebenen, meist metallischen Walze, einer Messwalze und einer Verreiberwalze. Nach Auftrag einer definierten Druckfarbenmenge und bei Rotation mit bestimmten Geschwindigkeiten wird die Messwalze durch die Zug-, Scher- und Druckkräfte im Walzenspalt aus ihrer axialen Lage ausgelenkt, wobei der Grad der Auslenkung durch die Rotationsgeschwindigkeit der Walzen sowie durch die Zügigkeit der Druckfarbe bestimmt wird. Obwohl bekannt ist, dass der Messwert bei dieser Art der Tackmessung auch von der —• Viskosität beeinflusst wird, da im Walzenspalt erhebliche Scherkräfte wirksam sind, stellt sie die gängige Messmethode dar. Mit

ihr versucht man, die Verhältnisse bei der Farbspaltung im Walzensystem einer —• Offsetdruckmaschine nachzubilden. RO

Tageslicht (daylight) Das Tageslicht ist in seiner spektralen Zusammensetzung durch das —• Licht der Sonne bedingt. Das Licht der Sonne kann zunächst in seinem spektralen Verlauf annähernd wie ein —• Schwarzer Strahler angesehen werden. Aus den vom Planck'sehen Strahler bekannten Gesetzmäßigkeiten lässt sich die Farbtemperatur des Tageslichts zu ungefähr 6 000 Κ bestimmen. Die von der Sonne ausgesandte —> Strahlung unterscheidet sich aber durch Einflüsse der Atmosphäre von der spektralen Zusammensetzung des Tageslichts, da beim Passieren der Atmosphäre Strahlung sowohl absorbiert als auch gestreut wird. Insbesondere die Lichtstreuung an Luftmolekülen im sichtbaren Bereich der Wellenlänge hat einen wesentlichen Anteil an der spektralen Zusammensetzung bzw. —• Farbtemperatur des Tageslichts. Die Lichtstreuung erfolgt so, dass im Streulicht wesentlich mehr hochfrequentes Blau als Rot enthalten ist. Die Frequenz der Strahlung geht nämlich in die wellenlängenabhängige Streuleistung mit vierter Potenz ein. Diese Lichtstreuung in der Atmosphäre erklärt ausschließlich das Zustandekommen der Farbe Blau für den Himmel. Daraus lässt sich das rötliche Morgenlicht bzw. die Abendsonne damit erklären, dass das Licht der Sonne durch den flachen Einfallswinkel einen längeren Weg durch die Atmosphäre zurücklegen muss. Entsprechend stärker ist der durch Streuung „entnommene" Blauanteil, so dass das Licht insgesamt gelblicher oder rötlicher wirkt. Zugleich wird verständlich, warum die Farbtemperatur des mittleren Tageslichts (6 500 K) über der des Sonnenlichts (6 000 K) liegt. Es ist aus direkt auftreffender Sonnenstrahlung und additiv aus der im Bläulichen intensiveren Streustrahlung zusammengesetzt. Bei bewölktem Himmel sind

246 offensichtlich die Einflüsse der Streustrahlung noch stärker. Hier sind in der Literatur Farbtemperaturen von 7 000 Κ erwähnt. Bei ausschließlichem „Blick" auf den unbewölkten blauen Himmel sind Farbtemperaturen bis 26 000 Κ genannt. Das künstliche Tageslicht wird durch die —> Normlichtart C, das natürliche Tageslicht durch die Normlichtart D65 beschrieben. UR

Talk (talc) —• Talkum

Talkum (talc, talcum) Talk ist die alt-arabische Bezeichnung dieses Minerals. Die ideale Summenformel für Talkum ist Mg 3 [(OH) 2 Si 4 Oio], entsprechend einer theoretischen Zusammensetzung von 31,7% Magnesiumoxid (MgO), 63,5% Siliciumoxid (Si0 2 ) und 4,8 % Wasser. Im Gegensatz zum Kaolin weist Talkum also einen höheren Si0 2 -Gehalt und einen niedrigeren Wassergehalt auf. Talkum ist ein Magnesiumsilicat und bildet sich am häufigsten bei der hydrothermalen Zersetzung magnesiumreicher, ultrabasischer Gesteine. Talkum enthält meist eine kleine Menge von Eisenoxid, was sich entsprechend nachteilig auf den —• Weißgrad auswirkt. Talkum besitzt wie Kaolin eine Plättchenstruktur (Abb.). Die Plättchen sind biegsam und fühlen sich fettig an. Talkum ist ein schlechter Wärme- und Elektrizitätsleiter. Wegen seiner chemischen Struktur ist Talkum ein relativ unpolarer hydrophober —» Füllstoff, was die Benetzung der Füllstoffgrenzfläche bei der Dispergierung erschwert, andererseits aber eine gute Adsorption von hydrophoben Stoffen gewährleistet. Die schwachen van der Waals'schen Kräfte zwischen den Talkumkristallen ermöglichen die Mahlung des Talkums zu dünnen, plättchenförmigen Teilchen mit einer geringen Härte.

Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme von Talkum

Talkum wird vor allem in der nordeuropäischen Papierindustrie als Füllstoff eingesetzt. In Deutschland werden nur vergleichsweise geringe Mengen von Talkum als Füllstoff verbraucht. Aufgrund des etwas hydrophoben Charakters eignet sich Talkum jedoch sehr gut zur Adsorption von „schädlichen Harzen" und wird in fast allen Ländern daher bevorzugt zur Harzbekämpfung (—•Harzbekämpfungsmittel) bei der Zellstoff- und Papierherstellung verwendet. Als —> Streichpigment kommt Talkum vor allem bei der Herstellung von —>LWCTiefdruckpapier zur Vermeidung von Kernplatzern (—> Platzer) in —• Mutterrollen zum Einsatz. Ebenso wird es sowohl im —> Tiefdruck als auch im —• Offsetdruck bei halbmatten und matten Papieren eingesetzt, was auch die —• Scheuerfestigkeit dieser Papiere verbessert. WG

Tallöl (tall oil) Tallöl (abgeleitet vom Schwedischen: tall = Kiefer) ist die Bezeichnung für das wichtigste Nebenprodukt bei der Erzeugung von —> Sulfatzellstoff durch Aufschluss von harzreichen Holzarten (z.B. —• Kiefer) nach dem Sulfatverfahren. Aus der beim Eindampfen der —> Schwarzlauge anfallenden Tallölseife (tall oil soap) wird durch Ansäuern das RohTallöl (crude tall oil) als dunkelbraune, übel-

247 riechende (nach Schwefelverbindungen), zähflüssige Masse in einer Menge von ca. 35 kg/t Zellstoff gewonnen. Tallöl wird in den USA zu den Naval Stores gerechnet. Unter dieser Bezeichnung wird das in historischer Zeit beim Bau von Schiffen benötigte Harz- und Pechmaterial zusammengefasst. Tallöl ist eine Mischung aus —• Fettsäuren, —• Harzsäuren, sog. Oxysäuren (u.a. oxidierten Harz- und Fettsäuren) sowie unverseifbaren Komponenten. Seine Zusammensetzung schwankt, abhängig von der Art des verarbeiteten Holzes und dessen geographischer Herkunft, mit einem Gehalt von 15 bis 55 % Fettsäuren, ca. 20 bis 65 % Harzsäuren, 1 bis 8 % Oxysäuren und 6 bis 30 % Unverseifbarem. Durch Destillation wird Tallöl in Vorlaufund Tallpech, die überwiegend verbrannt werden, sowie in Fettsäuren und Tallharz fraktioniert. Die Tallöl-Fettsäuren bestehen zu mindestens 97 % (1. Qualität) bzw. 67 % (bei einem Harzsäure-Anteil von 25 bis 30 %) aus Fettsäuren, und zwar, bezogen auf die Gesamtmenge der Fettsäuren, Linol- und konjugierte C18-Fettsäuren (45 bis 65 %), Ölsäure (25 bis 45 %), 5,9,12-Octadecatriensäure (5 bis 12 %) und gesättigte Fettsäuren (1 bis 3 %). Tallharz ist zusammengesetzt aus Abietinsäure (30 bis 43 %), Dehydroabietinsäure (21 bis 35 %), Palustrinsäure (8 bis 12 %) sowie in Mengen von jeweils ca. 2 bis 7 % Dihydroabietinsäure, Neoabietinsäure, Pimar- und Isopimarsäure neben 8 bis 18 % anderen. Tallöl-Fettsäuren werden vielfach wie Fettsäuren von anderer Provenienz überwiegend als Rohstoff fur nicht vergilbende —> Lacke, zur Herstellung waschaktiver Substanzen, als Sammler bei der Flotation von Mineralien und zur Herstellung von chemischen Zwischenprodukten verwendet.

Tambour

Literatur: Römpp Lexikon Chemie. Stuttgart, New York: Georg Thieme Verlag, 1996 GU

2) Tambourausroll-Vorrichtung Die Tambourausrollschiene hat ein leichtes Gefalle von der Aufwickel- zur Ablageposition der Ausrollvorrichtung. Wird der volle Tambour zum Ausrollen freigegeben, rollt er, am Ende der Schiene durch ein Dämpfungssystem abgebremst, in die Entnahmeposition,

(reeling drum, reel drum) Beim Aufwickeln von Papierbahnen am Rollapparat (—• Poperoller) am Ende von Papier- oder Kartonmaschinen werden gezogene, mit Hartgummi beschichtete Stahlrohre benutzt. Diese werden Tamboure genannt und haben z.B. je nach Maschinenbreite unterschiedliche Durchmesser, um unzulässige Durchbiegungen zu vermeiden. Als Tambour wird in der Papierindustrie fälschlicherweise auch die aufgewickelte Papier- oder Kartonbahn als —> Mutterrolle genannt. BU

Tamboureinroll- und -ausrollvorrichtung (reel spool inserter - reel spool ejector) Zur Beschleunigung des Rollenwechsels an —•Kalandern werden Tamboureinroll- und -ausrollvorrichtungen installiert, die die erforderlichen Kranbewegungen durch selbsttätiges Ein- oder Ausrollen der Tamboure auf ein Minimum reduzieren. 1) Tamboureinroll-Vorrichtung Der volle, neue —• Tambour (volle Papierrolle) wird mit dem Kran in der Ablageposition auf der zum Abwickelbock hin geneigten Tamboureinrollschiene abgelegt und festgehalten. Ist der leer gewordene Tambour aus dem Abwickelbock ausgehoben, wird der volle Tambour zum Einrollen freigegeben, der Haltehebel stößt den Tambour an und dieser rollt über das leichte Gefalle der Einrollschiene in die Abwickelposition des Abwickelbocks. In der Ablageposition liegt der volle Tambour bis zum nächsten Rollenwechsel in Bereitschaft. Bei kontinuierlicher Abwicklung kann er dort für den —• Flying Splice vorbereitet werden, während sich noch ein abrollender Tambour in der Abwicklung befindet.

248 aus der er mit dem Kran ausgehoben und zum —> Tambourlager gebracht werden kann. Bei der Aufwicklung mit fliegendem Rollenwechsel (Flying Splice) rollt der volle Tambour bis in die Mitte der verlängerten, als Wippe ausgebildeten Ausrollschine, die den anrollenden Tambour aufnimmt und an dieser Stelle festhält, bis er zum Weiterrollen in die Entnahmeposition freigegeben wird. Sämtliche Bewegungsabläufe einschließlich des Ein- und Auskuppeins von Brems- und Wickelgeneratoren sind zur Vermeidung von Fehlschaltungen untereinander verriegelt. Die Positionen der Tamboure und Kupplungen, der Aus- und Einrollschienen, der Führungsund Feststellhebel werden über Bewegungsund Positionsmelder kontrolliert. SZ

Tambourhandlingsystem (reel spool handling system) Tambourhandlingsysteme, auch als Tamboureinlegevorrichtung bezeichnet, dienen der beschleunigten Versorgung des Wickelbocks der Aufwicklung mit Leertambouren (—> Tambour), die ohne Kranfahrten aus dem über dem —• Wickler angeordneten —• Tambourmagazin entnommen und in den Wickelbock eingelegt werden. Insbesondere beim automatischen (fliegenden) Rollenwechsel in Verbindung mit —> Flying Splice ist ein Tambourhandlingsystem erforderlich (Abb.). Dieses System besteht aus einer Rollschiene mit mehreren Magazinplätzen für Leertamboure und den Tambourablegearmen. Der leere Tambour wird mit dem Kran in die

Ablageposition des Tambourmagazines gelegt. Die Rollschiene hat ein leichtes Gefalle zum Tambourablegearm hin, der Tambour wird bis zur Freigabe durch ein Hebelsystem zurückgehalten. Wenn dieser Platz nicht belegt ist, rollt der Tambour nach der Freigabe bis zum Ablegearm vor. Die Übernahme in den Ablegearm erfolgt automatisch über Hebel beim Hochschwenken des Ablegearms. Ist im Verlaufe des Rollenwechsels das Lager des Abwickelbocks frei geworden (Tambourausrollvorrichtung), wird der bereitgehaltene Leertambour mit dem Tambourablegearm in das Wicklerlager eingelegt und mit einem Klemmhebel fixiert. Die Kupplung des Wickelantriebs wird wieder zugeschaltet. Nach Auflegen der Papierbahn wird der Tambour auf Wechselgeschwindigkeit beschleunigt, wobei die erforderliche Papierbahnspannung solange aufrecht erhalten wird, bis der Rollenwechselvorgang beendet und die Produktionsgeschwindigkeit wieder erreicht sind. SZ

Tambourlager (reel spool storage [leere Tamboure] reel storage [volle Tamboure]) Das Tambourlager dient der Aufnahme voller —> Tamboure als Puffer zwischen den Bearbeitungsgängen einer Produktionslinie bzw. der Bevorratung von Leertambouren in den —> Tambourmagazinen oder —• Tambourhandlingsystemen. Tambourlager befinden sich zwischen Papier- und —• Streichmaschine, zwischen Streichmaschine und —> Kalander oder zwischen Kalander und —> Rollenschneidmaschine.

Tambourhandlingsystem an der Aufwicklung eines Superkalanders

Tambourlager mit einer Ebene bestehen aus parallel zueinander angeordneten Rollschienen mit geringem Gefalle, auf denen die Tamboure entlang rollen können. Dabei werden sie von einem Hebelsystem festgehalten oder dämpfend gebremst. Sie gelangen in der gleichen Reihenfolge zur Entnahmestelle,

249 in der sie in das Tambourlager gelegt wurden. Tambourlager können mit Übergabearmen ausgestattet sein, in die der Tambour aus der Entnahmestelle heraus einrollt. Die Übergabearme heben den verriegelten Tambour an und legen ihn ohne Kranarbeit auf einem —•Tambourtransportwagen oder führerlosen Transportfahrzeug (FT-Fahrzeug) ab. Als Zwischenlager verwendete Tambourlager können volle und leere Tamboure in mehreren Ebenen aufnehmen und dem Ausgleich von Kapazitätsdifferenzen zwischen den Maschinen oder der Zusammenstellung von Schneidprogrammen für die Rollenschneidmaschinen dienen. Automatische Kräne und Verschiebewagen ermöglichen in jeder Ebene den freien Zugriff zu den gelagerten Tambouren. Die Ein- und Auslagerung im - mit der Fertigungssteuerung verketteten - Materialfluss erfolgt mit automatischen Kränen, die schienengebundene oder FT-Fahrzeuge beund entladen. Literatur: Pothmann, D.: Logistik in der Rollenausrüstung. Wochenblatt für Papierfabrikation 120 (1992), Nr. 4, 119-122 N.N.: Flexibel automatisierter Lagerbetrieb für Tamboure. Wochenblatt für Papierfabrikation 121 (1993), Nr. 8, 298 SZ

oder Abrollung angeordnet. Folgende Einsatzfälle kommen in Frage: Maschine

Aufrollung

Papiermaschine Umroller Streichmaschine Superkalander Rollenschneidmaschine

X X X X —

Abrollung --

X X X X KL

Tambourtransportwagen (reel cart, reel spool cart ) Tambourtransportwagen dienen dem Transport von vollen und leeren —> Tambouren von den Abnahmepositionen einer Produktionslinie (z.B. Papier- oder —• Streichmaschine) zu einem zwischengeschalteten —• Tambourlager oder den Ausrüstungs- und Verarbeitungsmaschinen (z.B. —> Vorroller, —• Kalander oder —> Rollenschneidmaschine). Tambourtransportwagen sind kräftig gebaute, meist schienengebundene Transportfahrzeuge, die sich nach Zielvorgabe selbsttätig in vorgegebenen Bahnen bewegen. Führerlose Transport-(FT-)Fahrzeuge folgen in den Fußboden eingelassenen Induktionsschleifen, die oft so verlegt sind, dass ein Wenden des Tambourtransportwagens möglich ist, um Tamboure gedreht anliefern zu können. Das Ziel wird am Aufgabeort der Fahrtsteuerung eingegeben. Taster oder berührungslose Sensoren erfassen den Weg vor dem FT-Fahrzeug und verhindern das Auflaufen auf Hindernisse. Die Stromversorgung erfolgt über Schleppkabel oder Batterien, die ebenfalls über Induktionsschleifen aufgeladen werden können. SZ

Tambourmagazin (reel spool storage) Tambourmagazine sind z.B. am Ende von Papiermaschinen direkt vor dem —• Poperoller zur Stapelung von — Tambouren vor Tambourauf- oder nach -abwickelvorrichtungen installiert. Das Tamboureinlegenoder -auslegen wird mittels Kranarbeit vollzogen oder durch Handsteuerung von Tambourfortbewegern. Die Handsteuerung ist bei Tampon Hochleistungsanlagen programmgesteuert in (tampon) das Tambourwechselprogramm von z.B. Po1) Spezielles Hygienepapierprodukt peroller oder Abroller einer —> StreichmaTampons sind aus —• Zellstoff oder schine integriert. Das Tambourmagazin besteht auf —> Führer- und —> Triebseite aus je —> Zellstoffwatte und anderen Materialien, wie Gaze oder Mull, hergestellte pfropfeneinem Längsträger auf Stützen ggf. mit Fortförmige Körper zur Aufnahme von Flüssigbewegern. Das Magazin ist über einer Aufkeiten in Körperöffnungen und zur Blutstil-

250 lung in Wunden. Sie können zusätzlich als Träger von Arzneimittel dienen. 2) Flexible Druckform im Tampondruck A u f dem Tampon sind die druckenden Flächen so verzerrt angeordnet, dass beim vollflächigen Kontakt des Tampons mit der konkav oder konvex gekrümmten Oberfläche des zu bedruckenden Gegenstands das Druckmotiv trotz der nichtplanen Oberfläche entzerrt wiedergegeben wird. WN

Tanne (fir) Weißtanne (Abies alba). Beheimatet in Mittel» und Südeuropa. In Deutschland als Mischbaumart zusammen mit —> Buche und/oder —• Fichte hauptsächlich im Schwarzwald, Bayerischen Wald und am Nordrand der Alpen vorkommend. Ihr Anteil an der Waldfläche beträgt etwa 1,5 %. Als Reifholzbaum zeigt das Tannenholz keinen Farbunterschied zwischen —> Splint- und —• Kernholz. Das Holz ist weißgrau, des öfteren mit grauviolettem oder bläulichem Schimmer und glanzlos. Mittlere Tracheidenlänge (Faserlänge): 3,7 mm. Mit einer mittleren Rohdichte von 0,41 g/cm3 ist Tannenholz in fast allen Eigenschaften der —• Fichte vergleichbar, so dass im Handel zumeist nicht zwischen Fichte und Tanne unterschieden wird. Im Unterschied zur Fichte ist die Tanne leichter imprägnierbar und gegenüber Chemikalien überdurchschnittlich beständig. Wie Fichte wird die Tanne als Bau- und Konstruktionsholz eingesetzt; desgleichen als —• Industrieholz in der Holzwerkstoff-, ZellStoff- und Papierindustrie. Weniger beliebt ist sie dagegen als Ausstattungsholz wegen der glanzlosen, weißgrauen Farbe. Gegenüber Fichte wird Tannenholz für die Herstellung von Behältnissen für chemische Lösungen (z.B. Beizlaugen) und teilweise auch im Erdund Wasserbau bevorzugt. WE

Tapa (Rindenbaststoff) (tapa) (bast fiber fabric) —> Rindenbaststoff (Tapa)

Tapete (wall paper) Wandbekleidung, die früher aus textilen Materialien oder Leder gefertigt wurde und die heute überwiegend aus Papier hergestellt wird. —• Tapetenrohpapiere sind —•holzhaltige oder —• holzfreie Papiere, die für das Tapezieren mit wässrigen - » Klebstoffen geeignet sind. Tapeten werden in —• Rotationsdruckmaschinen bedruckt, und zwar im —• Tiefdruck oder —• Flexodruck, seltener im —> Siebdruck. Die Oberfläche der Tapeten kann zusätzlich geprägt werden (Prägetapete). Durch das Bestäuben und Beflocken mit Fasern können bestimmte Effekte erzielt werden. Aus mit Kunststoff beschichteten Tapetenpapieren lassen sich abwaschbare Tapeten herstellen (Vinyltapeten), wobei auch hier durch Druck und Prägung (—•Prägen) vielfältige effektvolle Oberflächen erzeugt werden können. WN

Tapetenprägemaschine (wallpaper embossing machine) —> Prägemaschine

Tapetenrohpapier (wall paper base) Die Tapete als Wandbekleidung besteht aus einer Papier-Trägerschicht, dem Tapetenrohpapier, die auf ihrer Oberfläche bedruckt, beschichtet (u.a. auch kaschiert, z.T. mit anderen flächigen Materialien, wie Textilgewebe) oder strukturiert (u.a. auch geprägt) und z.T. auf der Rückseite vorgekleistert ist. Tapetenrohpapiere werden einlagig (Simplexpapier) oder mehrlagig (-> Duplextapetenpapier) hergestellt und können holzfrei oder holzhaltig, ungestrichen oder gestrichen bzw. beschichtet sein. Tapetenrohpapiere müssen je nach Anwendungsgebiet eine hohe Licht- und z.T. auch Wärmebeständigkeit (insbesondere beim Beschich-

251 ten von Vinyl-Strukturschäumen), gute Dimensionsstabilität und Planlage unter dem Einfluss wechselnder Feuchtigkeit, ausreichende Festigkeit, Volumen und Steifigkeit, hohe Opazität, geringe Rauheit bei gleichzeitig niedrigem Glanz, hohe Wischbeständigkeit sowie gute Bedruckbarkeit im Tiefdruck und Beschichtbarkeit (von aufschäumbaren PVC- und Acrylatplastisolen) im —> Tief-, Flexo- und -> Siebdruck (besonders für ungestrichene Sorten) besitzen. Sie enthalten bis zu 20 % Füllstoffe, wie Calciumcarbonat oder -> Kaolin, und sind vollgeleimt, z.T. auch stark nassfest ausgerüstet. Als Faserstoffe werden gebleichte Sulfatzellstoffe, Holzstoffe und Deinkingstoff eingesetzt. Der Strichauftrag erfolgt mittels Blade-Streichaggregaten ( - • Bladestreichen) als Ein- oder Mehrfachstrich (-> Mehrfachstreichen) und beträgt bis zu 20 g/m 2 . Er besteht meist aus Calciumcarbonat in Kombination mit synthetischem Bindemittel. Die Tapetenrohpapiere werden ungeglättet, einseitig glatt oder leicht geglättet (z.B. Sofitkalander) bei Maschinengeschwindigkeiten bis 1 000 m/min hergestellt. Die flächenbezogene Masse von Simplexpapieren beträgt meist zwischen 60 und 90 g/m 2 , von Duplextapetenpapieren dagegen zwischen 80 und 200 g/m 2 . Die Auslieferung an die Tapetenindustrie erfolgt als Rollenware in vorwiegend 56 cm Breite bzw. dem Zwei- oder Dreifachen davon. Jahresproduktion (Westeuropa): ca. 270 000 t Simplex- und ca. 180 000 t Duplextapetenpapier. RH

TAPPI-Regelwerk (TAPPI test methods) Von der Technical Association of Pulp and Paper Industry (TAPPI) in Atlanta, USA, werden alle relevanten Prüf- und Testverfahren für die Zellstoff- und Papierindustrie genormt und als TAPPI Test Methods herausgegeben. Die TAPPI Test Methods werden in den USA als allgemein übliche Normverfahren eingesetzt, soweit sie in Einzelfällen nicht durch ISO-Normen ersetzt werden. Die

TAPPI Test Methods werden häufig auch in anderen Ländern angewendet. Ihnen entsprechen in Deutschland formal die —>ZELLCHEMING-Merkblätter und in ihrer Bedeutung die DIN-Normen (—• DIN), wobei sich die Vorschriften bei ähnlicher Zielsetzung inhaltlich häufig unterscheiden. KR

Taschenbelüftung (pocket ventilation) Die Taschenbelüftung ist Teil der —• Be- und Entlüftungsanlage der —> Trockenpartie von Papiermaschinen. In der —• MehrzylinderTrockenpartie wird die Bahn abwechselnd um —• Zylinder geführt, die in konventionellen zweireihigen Trockenpartien in 2 Ebenen übereinander angeordnet sind. Dabei wird die Bahn durch ein —> Trockensieb oder einen —• Trockenfilz an den Zylinder gepresst. Das Trockensieb verlässt die Papierbahn, wird über eine —• Leitwalze umgelenkt und zum nächsten Zylinder der gleichen Ebene gefuhrt. Trockensieb, Papierbahn und der nächste Zylinder der gegenüber liegenden Ebene bilden eine „Tasche", in der sich der Wasserdampf ansammelt, der im freien Zug der Papierbahn ausdampft. Dieser Bereich muss belüftet werden, um eine hohe —> Verdampfungsleistung zu gewährleisten. Mithilfe von —> Blaskästen oder —> Blaswalzen wird heiße Luft in die Tasche eingeblasen. Die Luft nimmt den entstehenden Wasserdampf auf und führt ihn z.T. seitlich aus der Tasche heraus, z.T. mit dem Trockensieb ab. Diese feuchte Luft wird dann über das Luftsystem der —• Trockenhaube abgeführt.

Prinzip der Taschenbelüftung durch Blaskästen in einer zweireihigen Trockenpartie (Quelle: Andritz AG) HO

252 Taschentuch-Verpackungsmaschine (handkerchief packaging machine) Maschinen zum Verpacken von Papiertaschentüchern. Üblich sind Verpackungseinheiten von 10 Taschentüchern, die einzeln nach einem bestimmten System gefaltet und zu 10 Stück gestapelt werden. Der gebildete Stapel wird mit einer Kunststofffolie (meist Polyethylen) umhüllt. Die Umhüllung wird durch Heißsiegelung (—> Heißsiegeln) am Kopf und Fuß sowie an der Längsnaht geschlossen. Die Umhüllung weist in der Regel eine geeignet angebrachte Perforierung (—> Perforieren) und einen selbstklebenden Verschlussstreifen auf, der das leichte Öffnen der Umhüllung längs der Perforation und die Entnahme einzelner Taschentücher sowie den sicheren Wiederverschluss mithilfe des Verschlussstreifens erlaubt. Die einzelnen 1 OerPackungen werden oft zu größeren Verpackungseinheiten zusammengefasst, die ihrerseits mit einer Folienumhüllung versehen sind. WN

Tastnadelmessgeräte (mechanical sensing profiler) Tastnadelmessgeräte dienen der berührenden, hochauflösenden Vermessung der Oberflächenstruktur von Werkstoffen (vor allem metallischen Werkstoffen) und können mit Einschränkungen auch bei Papieroberflächen eingesetzt werden. Hierbei wird die zu prüfende Oberfläche mit Saphir- oder Diamantspitzen, die einen Krümmungsradius von 2 bis 10 μηι aufweisen, entlang einer Spur (z.B. 30 mm Länge) abgetastet. Der extrem kleine Radius der Tastspitze ermöglicht das Ausmessen sehr kleiner Vertiefungen der Papieroberfläche. Die Abtastkraft liegt in der Größenordnung von 1 bis 10 mN und muss der —> Kompressibilität des Papiers angepasst sein, damit die Verformung der Oberfläche durch die Tastspitze das Messergebnis nicht verfälscht. Die Bewegung der Abtastnadel in —> z-Richtung wird elektronisch verstärkt und vergrößert aufgezeichnet. Ein Beispiel fur Tastnadelgeräte ist der Hommeltester, der als Kennwerte für die —• Rauheit einer Materialoberfläche den

Mittenrauwert R a , die gemittelte Rautiefe R z und die maximale Rautiefe R m a x ermittelt. Grundsätzlich stellt sich bei Tastnadelmessgeräten die Problematik der Auswertung der Ergebnisse, da fur statistisch gesicherte Aussagen im Fall von Papier langwierige Messungen durchgeführt werden müssen. Auch aus diesem Grund werden Tastnadelmessgeräte zur Kennzeichnung der Papieroberfläche nicht in der Qualitätskontrolle und selten in der Forschung herangezogen. KR Tauchfarbung (dip dyeing , dipping) —• Färben

Taupunkt (dew point) Als Taupunkt bezeichnet man die Temperatur, bei der in einem Gas/Dampf-Gemisch das Gas mit dem Dampf gerade gesättigt ist. Unterhalb dieser Temperatur beginnt der Dampf zu Flüssigkeit auszukondensieren. Beim System Luft/Wasserdampf ist der Taupunkt erreicht, wenn die —> relative Luftfeuchtigkeit 100% beträgt. Wird dieses Gemisch abgekühlt, schlägt sich der Wasserdampf in Form von Nebel, Reif oder Regen nieder. Bei Einstoffsystemen (z.B. reinem Wasser) spricht man statt von Taupunkt vom Kondensationspunkt, der mit dem Siedepunkt identisch ist und im Fall des reinen Wassers bei Atmosphärendruck (101,3 kPa) bei 100° C liegt. Von großer technischer Bedeutung ist der Taupunkt auf der Rauchgasseite (—• Rauchgas) von Verbrennungsanlagen (z.B. —• Gasturbinen). Da die heißen Abgase noch eine große Wärmemenge beinhalten, werden sie über —• Wärmetauscher gefuhrt und dadurch abgekühlt. Wenn im Brennstoff Schwefel vorhanden war, enthält das Rauchgas —• Schwefeloxide, die in Verbindung mit Wasser —• Säuren bilden und bei Unterschreitung des Taupunkts korrosiv wirken (sog. Taupunkt-Korrosion). Um —• Korrosion an den Wärmetauschern der Abwärmeverwertung zu vermeiden, muss das Rauchgas also eine ausreichend hohe Temperatur auf-

253 weisen. Je nach Wasseranteil im Rauchgas und verwendetem Brennstoff liegt diese Temperatur etwa zwischen 50 und 70° C. HC

TCF-Bleiche (totally chlorine-free bleaching) Unter TCF-Bleiche versteht man ein Bleichverfahren, bei dem weder —•Chlor noch chlorhaltige Bleichchemikalien (—• Bleichmittel) verwendet werden. Bestrebungen, die mit den konventionellen Bleichverfahren (—• Chlorbleiche) verbundene Gewässerschädigung durch organische Chlorverbindungen zu beenden, führten zur Substitution des Chlors durch - • Chlordioxid (—• ECF-Bleiche) und schließlich zum Verzicht auf alle auf Chlor basierenden Bleichchemikalien. Bleichmittel für TCF-Sequenzen sind —• Sauerstoff und vom Sauerstoff abgeleitete Verbindungen mit hohem Oxidationspotential. Dazu gehören —• Wasserstoffperoxid, —• Ozon, Peroxysäuren und Peroxycarbonsäuren (—• Persäuren). Für die Bleiche von —• Sulfatzellstoff hat man neben Ozon eine durch hohe Temperatur (120° C) und Sauerstoffuberdruck (0,3 MPa) intensivierte Peroxidbleichstufe in die Bleichtechnologie eingeführt. Zur Stabilisierung des Bleichmittels Peroxid sind Chelatisierungsstufen (Q-Stufen), in denen Schwermetallspuren (—• Schwermetalle) mithilfe von —• Komplexbildnern über Komplexbildung inaktiviert werden, eingeführt worden. Hingewiesen werden muss auch auf den beginnenden Einsatz von —• Enzymen in Vorbleichstufen der TCF-Bleiche. Typische Bleichsequenzen für die TCFBleiche sind für —• Sulfitzellstoff die Sequenzen OEP-P-P oder OEP-Z-P (Abkürzungen: siehe —• Bleichsequenz). Typische Bleichsequenzen für die Bleiche von Sulfatzellstoff sind die Sequenzen O-X-Q-Z-P oder O-EOP-Q-Z-Q-P. Mithilfe dieser Bleichsequenzen können gleiche —• Weißgrade erreicht werden wie bei der konventionellen Chlorbleiche oder ECF-Bleiche, wobei allerdings wegen der intensiven Chemikalieneinwirkung Abstriche im Festigkeitsniveau akzeptiert werden müssen. Zusätzlich ist die

TCF-Bleiche durch höhere Betriebs- und Chemikalienkosten belastet, was letzten Endes auch zu höheren Preisen für TCFgebleichte Zellstoffe fuhrt. Ein wesentlicher Gesichtspunkt der TCFBleiche ist die Tatsache, dass durch die keine Chlorverbindungen enthaltenden —> Bleichereiabwässer die Möglichkeit besteht, diese Wässer in der Zellstofffabrik wieder zu verwenden und damit dem Prinzip einer abwasserfreien Zellstofffabrik näher zu kommen. Im Jahr 1995 wurden etwa 6 % der Weltproduktion von gebleichtem Zellstoff nach TCF-Verfahren gebleicht. Das entspricht einer Produktionskapazität von etwa 5 Mio t/a. 60 % dieser Zellstoffmenge wurde in Nordeuropa erzeugt. Die deutsche Zellstoffproduktion von 0,7 Mio t/a basiert seit 1990 in Gänze auf der TCF-Bleiche von Sulfitzellstoff. FI

TCF-Zellstoff (TCFpulp) Vollständig unter Ausschluss von —• Chlor und chlorhaltigen Verbindungen (—• Chlordioxid, —• Hypochlorit) gebleichter Zellstoff wird als total chlorfreier (TCF-) Zellstoff bezeichnet. Als alternative Bleichchemikalien stehen konsequenterweise nur —• Sauerstoff, —> Wasserstoffperoxid, —• Ozon und —• Persäuren zur Verfügung. Bei den leicht bleichbaren —• Sulfitzellstoffen ist die -•TCF-Bleiche problemlos durch den Einsatz von Sauerstoff und Wasserstoffperoxid in einer oder 2 Bleichstufen möglich. Bei —• Sulfatzellstoffen ist der Aufwand größer. TCF-Sulfatzellstoffe haben gegenüber konventionell hergestellten Zellstoffen (chlor- oder chlordioxidgebleichten Zellstoffen) eine leichtere Mahlbarkeit bei allerdings meist geringerer Festigkeit (z.B. —• Bruchkraft, —• Weiterreißarbeit). Durch den Verzicht auf den Einsatz chlorhaltiger Bleichchemikalien liegt der Gehalt an Rückständen halogenierter Verbindungen im Zellstoff unter 30 g organisch gebundenes Chlor pro Tonne Zellstoff (30 ppm). Bezüglich dieser Analyse siehe —• OX. SÜ

254 Technische Anleitung Abfall (TA Abfall) (Technical Instruction Waste) Die zweite Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Abfallgesetz (TA Abfall) ist eine technische Anleitung zur Lagerung, chemisch/physikalischen, biologischen Behandlung, Verbrennung und Ablagerung von besonders überwachungsbedürftigen —•Abfällen (—• Sonderabfälle). Sie enthält Anforderungen an die Verwertung und sonstige Entsorgung von besonders überwachungsbedürftigen Abfällen nach dem —> Stand der Technik sowie damit zusammenhängender Regelungen, die erforderlich sind, damit das Wohl der Allgemeinheit nicht beeinträchtigt wird. Sie gilt insbesondere bei der Aufstellung von Abfallentsorgungsplänen, Genehmigung und Änderungen von Abfallentsorgungsanlagen sowie der Überwachung der —> Abfallentsorgung. Im Anhang C, dem Katalog der besonders überwachungsbedürftigen Abfälle, sind die betroffenen Abfallarten abschließend aufgezählt. Papierspezifische Abfälle sind im Katalog nicht enthalten. Genannt sind lediglich Bariumsulfatschlamm sowie Füll- und Trennmittelsuspensionen mit mineralischen Feststoffanteilen. Ferner sind Aufsaugmaterialien sowie Papierfilter mit speziellen Verunreinigungen aufgeführt. KI

Technische Anleitung Lärm (TA Lärm) (Technical Instruction Noise) Die Technische Anleitung zum Schutz gegen —• Lärm (TA Lärm) wurde am 27. Februar 1986 als erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum —> Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) erlassen. Nach jahrelangen Bestrebungen wurde die TA Lärm mit Datum vom 26. August 1998 überarbeitet. Sie enthält Vorschriften zum Schutz gegen Lärm, die von den zuständigen Behörden bei der Prüfung der Anträge auf Genehmigung zur Errichtung oder Veränderung einer Anlage sowie bei nachträglichen Anordnungen über Anforderungen an die technischen Einrichtungen und den Betrieb einer Anlage, zu beachten sind.

Lärm ist Schall (Geräusch), der Nachbarn oder Dritte stören (gefährden, erheblich benachteiligen oder erheblich belästigen) kann oder stören würde. Unklar ist dabei allerdings, was unter Lärm überhaupt zu verstehen ist. Denn eine genaue gesetzliche Definition gibt es nicht. In der TA Lärm wird das Kürzel dB (A) (dB = —> Dezibel) verwendet. Hierbei ist die (frequenzabhängige) Wertung des Schalldrucks gemeint. Der Schalldruck wird dabei lediglich bei einer Frequenz zwischen 1 000 und 5 000 Hz gemessen. Das menschliche Ohr empfindet genau diesen Frequenzbereich lauter als höhere oder niedrigere Frequenzen. Werden bestimmte Immissionsgrenzwerte, gemessen in dB (A), durch Geräusche überschritten, so erlangen diese die Qualität von schädlichen Umwelteinwirkungen (im Sinn des § 3 BImSchG). Der gesundheitsbeeinträchtigende Bereich beginnt bei 90 dB (A). Anlagen zur Herstellung von Papier, Karton und Pappe wurden 1986 aus Lärmschutzgründen in die Verordnung über genehmigungsbedürftige Anlagen (4. BImSchV) des BImSchG aufgenommen. GT

Technische Anleitung Luft (TA Luft) (Technical Instruction Air) Als Verwaltungsvorschrift zum —> BundesImmissionsschutzgesetz (BImSchG) dient die Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) vom 27. Februar 1986 dem Schutz der Allgemeinheit und der Nachbarschaft vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigungen sowie der Vorsorge gegen schädliche Umwelteinwirkung durch Luftverunreinigungen. Sie gilt für die genehmigungsbedürftigen Anlagen, die dem BImSchG unterliegen, und enthält Vorschriften zur Reinhaltung der Luft. Bei der TA Luft wurden nach dem —> Vorsorgeprinzip Auflagen für genehmigungspflichtige Anlagen (—> Genehmigungsverfahren) so formuliert, dass die Anforderungen umso schärfer wurden, je größer das Risikopotential der betroffenen —• Schadstoffe eingestuft wurde. Nach der 1986 novellierten Fassung müssen auch Altanlagen nach

255 unterschiedlichen Übergangsfristen dem jeweiligen —• Stand der Technik für Neuanlagen entsprechen, für die neue Emissionsgrenzwerte festgelegt werden. Aus Papiermaschinen werden zusammen mit dem Wasserdampf auch geringe Mengen organischer Stoffe emittiert, die in der Summe (gemessen als gesamt C-Gehalt) den in der TA Luft vorgegebenen Wert für Stoffe der Klasse I von 20 mg/m 3 nicht überschreitet. GT

Technische Anleitung Siedlungsabfall (TA-Si) (Technical Instruction Municipal Waste) Die dritte Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Abfallgesetz (TA Siedlungsabfall) ist eine technische Anleitung zur Verwertung, Behandlung und sonstigen Entsorgung von Siedlungsabfallen. Sie ist am 01. Juni 1993 in Kraft getreten. Ziele der TA Siedlungsabfall sind: • • •

nicht vermiedene —• Abfälle so weit wie möglich zu verwerten den Schadstoffgehalt der Abfälle so gering wie möglich zu halten eine umweltverträgliche Behandlung und Ablagerung der nicht verwertbaren Abfalle sicherzustellen.

Dabei ist die Entsorgungssicherheit zu gewährleisten. Die Anforderungen erfolgen nach dem —• Stand der Technik sowie den damit zusammenhängenden Regelungen, die erforderlich sind, damit das Wohl der Allgemeinheit nicht beeinträchtigt wird. Der Anwendungsbereich entspricht weitgehend dem der —> Technischen Anleitung Abfall. Die organischen Bestandteile in Siedlungsabfällen unterliegen in der herkömmlichen Mülldeponie (-»Deponie) langandauernden biologischen Abbau- und Zersetzungsprozessen. Die hierbei ablaufenden Reaktionen sind praktisch nicht zu steuern. Sie führen in Gegenwart zahlreicher anderer organischer und anorganischer Substanzen, einschließlich zahlreicher —• Schadstoffe, zu weitgehend unvorhersehbaren Mengen und Zusammen-

setzungen an Deponiegasen und Sickerwasser, deren Entweichen aus solchen Deponien nicht dauerhaft verhindert oder kontrolliert werden kann. Deshalb sieht die TA Siedlungsabfall vor, dass zukünftig auf Deponien nur noch reaktionsträge, inerte Materialien abgelagert werden dürfen. Diese Forderung wird insbesondere dann erfüllt, wenn die abgelagerten Abfälle von mineralischer Beschaffenheit sind, also keine bzw. nur noch möglichst geringe Anteile an organischer Substanz aufweisen. Zur Gewährleistung einer auch langfristig umweltverträglichen Ablagerung enthält Anhang Β der TA Siedlungsabfall Zuordnungskriterien für die Ablagerung, die durch die Abfälle eingehalten werden müssen. Dabei kommt dem Parameter Glühverlust eine zentrale Bedeutung zu. Ein niedriger Glühverlust (bzw. —> TOC) garantiert geringe Anteile an organischer Substanz im Deponiegut und bietet somit die Gewähr, dass unerwünschte Zersetzungs- und Abbauprozesse in der Deponie nicht stattfinden. Anhang Β sieht für den organischen Anteil des Trockenrückstands vor, dass die Originalsubstanz -bestimmt als Glühsubstanz < 5 % sein muss. Das heißt in der Praxis, dass Papier oder Faserschlämme nicht mehr auf Deponien abgelagert werden dürfen. Die TA Siedlungsabfall sieht nach Inkrafttreten eine 12jährige Übergangsfrist vor. Die Zuordnungskriterien müssen daher im Jahr 2005 erfüllt werden. Im Prinzip verlangt diese Vorgabe, dass eine Vorbehandlung, insbesondere eine thermische Vorbehandlung, notwendig ist. Vertreter des Bundesverbands Deutscher Entsorgung e.V. (BDE) weisen inzwischen darauf hin, dass die Kapazität der vorhandenen Müllverbrennungsanlagen nicht ausreicht, um diese Aufgabe zu erfüllen. Sie fordern daher bis zum Jahr 2005 den Bau von mindestens 33 weiteren Müllverbrennungsanlagen. KI

256 Technische Papiere (historisch) (technicalpapers) (historical) Papiere zur technischen Verwendung wurden bereits im alten China hergestellt. Von den traditionellen Sorten, die man noch heute auch in Japan findet, seien z.B. erwähnt: • • •

•

Fensterpapier Ölpapier (für wasserfeste Kopf- und Schulterbedeckungen) Abklatsch-Papier (für die Herstellung von Abklatschen und Abreibungen von Steininschriften) Seidenraupenpapier (Unterlagen für die Gestelle der Seidenraupenzucht).

In Europa beginnt die Herstellung technischer Spezialsorten relativ spät, weil das bis ins 16. Jh. produzierte feste —> Büttenpapier sich für viele Anwendungen eignet. Zunächst wird Pappe ausgerüstet (z.B. feuerfeste Steinpappe, wasserfeste Ölpappe, korrosionsbeständige Teerpappe). Für Schreib- und Rechenformulare werden in Wasserzeichentechnik Papiere mit Linien oder Rechtecken geschöpft. Im 18. Jh. werden neben speziellen oberflächenveredelten Künstlerpapieren u.a. —• Echt Pergament (durch Eintauchen in —> Schwefelsäure), Wachspapier und Nadelpapier (korrosionsfest) hergestellt. Auch die verschiedenen Arten von Tapetenpapieren sind den technischen Papieren zuzuordnen. Ins 19. Jh. fällt die Entwicklung von fotografischen Papieren (—• Fotorohpapier) und von Isolierpapieren (—> Kondensatorpapier) und -pappe (—• Pressspan) für die Elektroindustrie. TS

Teebeutelpapier (tea bag paper) Teebeutelpapier ist ein leichtgewichtiges (12 bis 20 g/m 2 ), hochporöses, nassfestes Filterpapier, das aus langen Fasern pflanzlicher Herkunft (z.B. Manilahanf) und einem kleinen Anteil Synthesefasern (< 30 %) hergestellt wird (DIN 6730). Grundsätzlich gibt es 2 Arten von Teebeuteln: heißgesiegelte und gefaltete. Dementsprechend werden dafür heißsiegelfähige Papiere mit einer flächenbezogenen Masse

von meist 16,5 g/m 2 oder nichtheißsiegelfähige Papiere mit einer flächenbezogenen Masse von meist 12,3 g/m 2 verwendet. Die Papierherstellung erfolgt bei höchster Stoffverdünnung (Stoffauflaufkonzentration unter 0,01 %) auf Schrägsiebmaschinen, wobei die Deckschicht der Papiere bei Bedarf heißsiegelfähige Synthesefasern (z.B. Polyethylen, Polypropylen) enthält. Als Faserstoffe werden Spezialhalbstoffe, wie —> Manilahanf, —• Jute, Sisal und hochreine Zellstoffe verwendet, die einer schonenden Mahlung unterworfen werden. Zur Erzielung einer hohen —• Porosität und damit guter Teediffusion wird die Papierbahn analog der Herstellung von Filtrierpapier nicht zwischen Walzen verdichtet. Die Nassfestigkeit (—• Nassverfestigung) wird durch Zusatz von —> Epichlorhydrinharz zum Faserstoff erzielt. Die Trocknung erfolgt mittels —•Durchström- und Kontakttrocknern bei hoher Temperatur. Die innige Verbindung von synthesefaserhaltigen Lagen wird durch Thermofixierung ermöglicht. Eine Texturierung der Teebeutelpapiere wird üblicherweise mittels Wasserstrahl oder auch durch einen Heißprägekalander (Reliefmuster) (—> Prägekalander) erreicht. Teebeutelpapiere dienen zur Herstellung von Teebeuteln verschiedener Art und Größe und müssen geschmacksneutral sein. RH

Teilbeaufschlagtes Rundsieb (half vat 9 restricted flow vat) —> Rundsieb

Teilstromwäsche (part stream washing) Bei der Teilstromwäsche wird nur ein Teil der —• Stoffsuspension einer —• Wäsche unterworfen, während der andere Teil unbehandelt in Produktionsrichtung weitergeführt wird. Das ist vor allem dann sinnvoll, wenn nur eine teilweise Abtrennung von unerwünschten Feststoffen, z.B. eine Teilentaschung von —» Altpapierstoffen (—• Waschdeinking), erzielt werden soll. Aus wirtschaftlichen Gründen ist dann die Behänd-

257 lung eines Teilstroms sinnvoller als die Wäsche der gesamten Suspension bei niedrigen AC Trennwirkungsgraden.

sich teleskopartig auseinanderziehen (teleskopieren) und eine unebene Stirnfläche der Rolle bilden. KT

Telefaxpapier (fax paper) Telefaxpapier ist ein —• thermosensitives Papier, also ein aufWärme reagierendes Papier. Es besteht aus einem —»holzfreien —• Rohpapier, das mit einem wärmeempfindlichen —> Deckstrich und häufig mit einem wärmeisolierenden —•Vorstrich versehen ist. Der Deckstrich enthält 2 Farbstoffvorläufer, die durch Wärmeeinwirkung schmelzen und so zur Reaktion gebracht werden. Die erzeugte Farbe ist meist Schwarz. In Faxgeräten erfolgt die Zuführung der Wärme durch einen feststehenden Thermodruckkopf, dessen einzelne Segmente, entsprechend angesteuert, erhitzt werden und das darunter vorbeilaufende Papier an den gewünschten Stellen zur Reaktion bringen. Die flächenbezogene Masse liegt zwischen 50 und 60 g/m 2 . PA

Tellermesser (disc knife) Tellermesser sind runde, flache, geschliffene Scheiben aus Stahl, vereinzelt auch aus Keramik, mit einer Schneide. Die Tellermesser werden in der —> Schneidpartie von —• Rollenschneidmaschinen als —» Obermesser eingesetzt. Die Tellermesser können von Hand oder automatisch mit der —• Messerpositionierung auf die gewünschte Bahnbreite eingestellt werden. KT

Telefonbuchpapier (telephone directory paper) Telefonbuchpapier gehört zur Gruppe der —• ungestrichenen —> holzhaltigen —• Druckpapiere, gekennzeichnet durch eine niedrige flächenbezogene Masse von rund 35 g/m 2 . Die Herausforderung ist bei dieser flächenbezogenen Masse, dass die —• Opazität ausreichend ist, damit der beidseitig aufgebrachte Druck beim Lesen nicht durchscheint oder (—> Durchscheinen, sogar durchschlägt —» Durchschlagen). Neuerdings werden Telefonbuchpapiere nicht nur aus —»Holzstoff und —»Zellstoff, sondern auch aus bis zu 100 % Deinkingstoff hergestellt. GG

Teleskopieren (telescoping) Während des Aufwickeins einer Papier- oder Kartonbahn in einer —> Rollenschneidmaschine auf eine —» Wickelhülse können sich die einzelnen Lagen der Papier- oder Kartonbahn axial so gegeneinander verschieben, dass sie

Tenside (surfactants) Tenside ( - • Detergentien, Netzmittel) sind grenzflächenaktive Substanzen, die schon in niedriger Konzentration in einem System in der Lage sind, sich an Oberflächen oder Grenzflächen anzureichern und auf diese Weise dort die freie Energie zu verändern. Durch Lösen von Tensiden in Wasser wird die hohe —» Oberflächenspannung des Wassers herabgesetzt. Wird die Grenzflächenspannung durch ein gelöstes Tensid herabgesetzt, so ist der Energiebedarf zur Ausweitung der wässrigen Grenzfläche verhältnismäßig gering und die Neubildung von Grenzflächen wird damit erleichtert. Solche Lösungen schäumen leicht und zeigen ein erhöhtes Dispergier- und Netzvermögen. Hierzu ist nur so viel Substanz erforderlich, bis alle Grenzflächen mit einer monomolekularen Schicht bedeckt sind. Um an Grenzflächen wirksam sein zu können, müssen Tenside einen charakteristischen Aufbau haben. Ursache für die —• Adsorption und Anreicherung an der Grenzfläche ist die amphiphile Konstitution der Tensid-Moleküle, die sowohl einen hydrophilen als auch einen hydrophoben Teil enthalten. Der hydrophile Teil bewirkt die Wasserlöslichkeit der Tenside, der hydrophobe Teil führt zu einer Adsorption an Grenzflächen (z.B. Luft

258 oder einer hydrophoben Substanz, z.B. Druckfarbenpartikel beim Deinken). In stark verdünnten wässrigen Lösungen liegen Tenside an den Grenzflächen angereichert monodispers vor. Bei Erhöhung der Konzentration wird die Oberfläche des Wassers vollständig belegt. Wird bei voller Belegung der Oberfläche die Konzentration des Tensids weiter erhöht, treten die monodispersen Tensid-Moleküle zu größeren Aggregaten, den Micellen, zusammen. In den Micellen sind die hydrophilen Teile des Tensids der wässrigen Phase zugekehrt, die hydrophoben Teile weisen in das Innere der Micellen (Abb.). Lutt Wasser

M M

•

•

In der Papierindustrie finden Tenside überall dort Verwendung, wo es um Wasch- und Reinigungsvorgänge, Benetzungs-, Entlüftungs- oder andere Grenzflächenvorgänge geht. Im Einzelnen finden sie Verwendung bei:

UM Leimung können dazu nicht alle Tenside angewandt werden. Geeignet sind NaphthalinsulfonsäureFormaldehyd-Kondensationsprodukte. Deinking von —• Altpapier: Hier unterscheidet man zwischen —• Wasch- und —> Flotationsdeinking. Beim besonders in den USA üblichen Waschdeinking wird das Altpapier zunächst unter Zugabe von —• Natronlauge und einem möglichst schaumarmen Tensid sowie —• Bleich-

5 - 20 nm

Grenzflächenaktivität von Tensiden

Die Aggregation von Tensid-Molekülen oder -Ionen zu Micellen setzt in einem eng begrenzten, für jedes Tensid charakteristischen Konzentrationsbereich ein. Diese Konzentration nennt man die kritische Micellbildungskonzentration eines Tensids. Da der Anstieg der Teilchenzahl in einer Tensidlösung mit der Konzentration bei der kritischen Micellbildungskonzentration (CMC) durch das Zusammentreten mehrerer Einzelteilchen zu Micellen schlagartig geringer wird, ändert sich die Konzentrationsabhängigkeit aller kolligativen Eigenschaften (Dampfdruck, osmotischer Druck). Oberhalb der kritischen Micellbildungskonzentration werden Tensidlösungen kolloidal. Tenside lassen sich nach ihrer chemischen Struktur in 4 Gruppen einteilen:

•

• •

•

lenoxid, Fettalkohol/Fettsäure-Polyglykolether, Alkylphenol-Polyglykolether Kationische Verbindungen: Quaternäre Ammoniumsalze, Kondensationsprodukte von Fettsäure und Aminen Amphotere Verbindungen: Verbindungen auf Protein-Basis zeigen je nach pHWert das Verhalten von anionischen oder kationischen Verbindungen.

Anionische Verbindungen: Seifen, Alkylarylsulfonate, Alkylsulfonate, Alkylsulfate, Fettalkoholsulfate und Fettsäurekondensationsprodukte Nichtionogene Verbindungen: Blockpolymerisate aus Propylenoxid und Ethy-

259

•

•

mittein zerfasert. Die Druckfarbenteilchen werden danach durch mehrfaches Waschen entfernt. Beim in Europa üblichen Flotationsdeinking werden bei der ebenfalls im Alkalischen ablaufenden Zerfaserung neben —•Wasserglas und geringer Zugabe eines Tensids zur besseren Benetzung vor allem eine —• Seife oder —> Fettsäure eingesetzt, die im Alkalischen verseift. Diese Seife ist für die Flotation unentbehrlich. Sie reagiert mit den Calcium-Ionen des Wassers zu Kalkseife, die als Sammler für die Druckfarbenteilchen wirkt und diese selektiv an die in der Flotationszelle erzeugten Luftblasen bindet. Dieser mit —> Druckfarben beladene Schaum wird dann kontinuierlich entfernt. Anteigen von Färb- und —• Streichpigmenten: Tenside unterstützen als Netzmittel in Verbindung mit einem —> Dispergiermittel die Herstellung von feinstteiligen Pigmentdispersionen. Insbesondere erleichtern und beschleunigen sie die Benetzung besonders hydrophober Pigmente, wie —• Talkum, und stabilisieren die Anschlämmungen gegen Sedimentation. Die eingesetzten Tenside sollten schaumarm sein. Zur Verbesserung der —> Saugfähigkeit von Papier: Die Saugfähigkeit, z.B. von Bierdeckeln, wird durch Zugabe von Tensiden auf Sulfonatbasis erhöht. NI

Terpentin (turpentine) Terpentin (Kiefernöl) ist ein Bestandteil des —• Harzes, das aus verschiedenen Kiefernarten (hauptsächlich Pinus palustris in den USA, Pinus silvestris in Mitteleuropa und Russland, Pinus maritima in Frankreich) gewonnen wird. Das aus dem angeritzten und ggf. durch Aufbringen einer SchwefelsäurePaste verletzten Stamm ausfließende Harz besteht aus einer Lösung (Balsam) von 70 bis 85 % festen Harzbestandteilen (—• Kolophonium) und 30 bis 15 % Terpentinöl. Terpentin ist eine viskose, trübe, fast weiße oder weißgelbe Masse, die sich beim längeren Stehen in eine untere trübe und in eine obere

klare Schicht entmischt. Der Geruch ist eigenartig harzig, der Geschmack bitter. Am Baum angetrocknetes Harz heißt Galipot (Scharrharz). In analoger Weise kann man aus Lärchen venezianisches Terpentin oder Lärchenterpentin gewinnen. Terpentin fällt auch als Nebenprodukt beim Sulfataufschluss harzreicher Hölzer (z.B. —• Kiefer) im Brüdenkondensat an (ca. 10 kg/t Zellstoff). Ein großer Teil der darin enthaltenen, sehr übel riechenden Schwefelverbindungen wird durch Destillation entfernt. Terpentin findet Verwendung als —•Lösemittel für —>Lacke und —•Druckfarben. Literatur: Römpp Lexikon Chemie. Stuttgart, New York: Georg Thieme Verlag, 1996 GU

Tertiärkreislauf (tertiary circuit) Das in der —• Pressenpartie einer Papiermaschine anfallende —• Filtrat sowie Wasser aus den Filzrohrsaugern und den —> Wasserabscheidern vor der —> Vakuumanlage ist mit —• Störstoffen und papierfremden Bestandteilen (z.B. Filzhaaren) hoch belastet (—• Wasserkreislaufsystem). Aus diesem Grund wäre es sinnvoll, diesen —• Fabrikationswasser-Teilstrom als —> Abwasser direkt in die —> Abwasserreinigungsanlage zu führen. Durch die Verdünnung mit Spritzwässern aus —> Frischwasser ist jedoch das in der Pressenpartie anfallende Filtrat wesentlich geringer mit gelösten Inhaltsstoffen belastet als —• Siebwasser 1 und Siebwasser 2. Darum wird es über Mikroflotation oder zumindest mittels —• Bogensieben gereinigt und dann ins Siebwasser 2 gefuhrt. Nur so kann das Prinzip einer konsequenten Gegenstromwäsche umgesetzt werden. Dies bedeutet, dass kein Abwasser an der Papiermaschine oder im —»Konstanten Teil anfällt, jedoch Frischwasser ausschließlich in diesen Bereich eingespeist wird. SW

260 Testelement (print control bar) —> Druckkontrollstreifen

Testliner (testliner) —> Deckenpapier

Testform (test forme) Eine Testform, auch Testdruckform genannt, ist ein Prüfmittel zur Kontrolle der —> Druckqualität. Die Qualität eines Druckerzeugnisses wird im Wesentlichen durch folgende Kriterien bestimmt:

Textilhülse (textile spool) —> Hülse, die als Wickelkern für textile Materialien wie Garne eingesetzt wird. Textilhülsen sind oft konisch geformte Hülsen aus Papier. WN

•

TGW-Verfahren (thermo grinding) —• ThermoschleifVerfahren

• • • • •

Gleichmäßigkeit der —• optischen Dichte in —• Raster- und —> Volltonflächen ( - > Mottling) gleichmäßige Farbverteilung in Druckrichtung (—• Schieben, —• Dublieren) Tonwertwiedergabe (Tonwertzunahme, —• Rasterpunktvergrößerung) Farbwiedergabe (—• Farbe) —• Passer Detailwiedergabe, Graubalance.

Diese Kriterien sind abhängig von der Funktionsweise und Einstellung der jeweiligen —> Druckmaschine, den Materialparametern, wie —• Druckfarbe, Bedruckstoff, —> Gummidrucktuch, und technologischen Randbedingungen (z.B. —> relative Luftfeuchtigkeit im Drucksaal). Insbesondere bei der Abnahme einer neuen bzw. generalüberholten Druckmaschine, bei der Aufstellung von Druckkennlinien (—• Standardisierung des Offsetdruckverfahrens), bei der Einfiihrung neuer Materialien oder Technologien und fur die Ermittlung der optimalen Maschineneinstellung sowie bei ständig sich wiederholenden Druckschwierigkeiten werden Testformen eingesetzt. Die Zusammenstellung und Montage bzw. Anordnung der —> Testelemente müssen so erfolgen, dass die visuelle und messtechnische Auswertung des Druckergebnisses Rückschlüsse auf die genannten Qualitätskriterien ermöglicht und ggf. auch die Ursachen für Abweichungen erkannt werden können. FA

Thermographie (thermographie printing) Thermographie ist die Bezeichnung für Vervielfältigungsverfahren, bei denen thermosensitive Schichten verwendet werden. Sie werden zur Aufzeichnung bei der Fernübertragung von Texten (Telefon-FaksimileTechnik, Abk.: Telefax), in der Ausgabenperipherie von Messgeräten, bei der Herstellung von Kassenzetteln oder —• Etiketten genutzt. Man unterscheidet zwischen • •

Thermokopierverfahren und Thermotransferverfahren.

1) Beim Thermokopierverfahren erfolgt durch Einwirkung von Wärme auf thermosensitive Schichten des Papiers (Kopierpapier für direktes oder indirektes Thermokopierverfahren, DIN 6730) eine Farbänderung, die ohne weitere Behandlung beständig ist. Je nach Art des Verfahrens wird das Bild direkt auf dem beschichteten Papier erzeugt (Thermofaxverfahren) oder auf eine andere blattförmige Unterlage übertragen, wobei eine unter Wärmeeinwirkung schmelzende, eingefärbte Schicht vom Trägermaterial auf die Unterlage übergeht. Während des Kopiervorgangs befinden sich die Vorlage und das wärmeempfindliche Kopierpapier in engem Kontakt. Die Absorption von Wärmestrahlen, meist Infrarotstrahlen, in den dunklen Berei-

261 ThermoDruckkopf Farbband (Träger) Farbschicht Übertragene Farbe

Flüssigkeiten und Festkörpern dienen. Als Messprinzip können alle temperaturabhängigen Eigenschaften von Festkörpern, Flüssigkeiten und Gasen verwendet werden. Unterschieden wird zwischen Berührungsmessung und berührungsloser Temperaturmessung.

Papier

Thermographie chen der Vorlage erzeugt dort so hohe Temperaturen, dass im Kopierpapier an diesen Stellen eine farbbildende Reaktion abläuft. Es gibt —• thermosensitive Papiere, die bei 2 verschiedenen Temperaturen 2 unterschiedliche Farbreaktionen und —> Farben hervorrufen. 2) Beim Thermotransferverfahren wird von einem Farbband mit thermosensitiver Schicht Farbe auf den —> Bedruckstoff übertragen (Abb.). Kleine, meist punktförmige Thermoelemente werden durch elektrische Impulse kurzzeitig erhitzt. Nach partieller Erwärmung der Farbschicht des Farbbands geht der Farbstoff (—> Farbmittel) direkt auf die Oberfläche des Normalpapiers über. Bei diesem Verfahren ist eine mehrfarbige Bildwiedergabe durch Verwendung mehrfarbiger Farbbänder möglich. NE

Thermomechanischer Holzstoff (thermomechanical pulp) —• TMP

Thermomechanisches Holzstoffverfahren (thermomechanical pulping) - > TMP-Verfahren

Thermometer (thermometer) Thermometer sind Instrumente und Geräte, die zur Messung der Temperatur von Gasen,

1) Das Messprinzip eines Flüssigkeitsthermometers beruht auf der thermischen Ausdehnung einer eingeschmolzenen Flüssigkeit. Je nach dem zu messenden Temperaturbereich werden verschiedene Füllflüssigkeiten benutzt. Am bekanntesten ist das Quecksilberthermometer. Es kann im Bereich von -38,84° C (Schmelzpunkt des Quecksilbers) bis 280° C eingesetzt werden. Flüssigkeitsthermometer werden besonders im Labor verwendet. Bei der Überwachung, Steuerung und Regelung von Produktionsprozessen werden sie jedoch durch Thermoelemente und Widerstandsthermometer ersetzt. 2) Flüssigkeitsfederthermometer bestehen aus einem der Messtemperatur ausgesetzten, meist mit Quecksilber gefüllten Ausdehnungsgefäß und einem ebenfalls quecksilbergefüllten Federmesswerk. Durch die Temperatureinwirkung erfahrt das im Messfühler eingeschlossene Quecksilber eine Druckerhöhung, die über eine quecksilbergefüllte Kapillarleitung zu dem Federmesswerk übertragen wird. Mit dem Quecksilberfederthermometer lassen sich Temperaturen von -35° C bis etwa 600° C messen. Benötigt man zur Temperaturmessung kleine Temperaturfuhler (z.B. an Maschinenlagern, Motoren), so werden diese mit Flüssigkeiten gefüllt, die einen großen Ausdehnungskoeffizienten haben (Xylol, —• Toluol, Petroleum). 3) Dampfspannungsthermometer oder Tensionsthermometer sind ähnlich wie die Flüssigkeitsfederthermometer aufgebaut. Bei ihnen ist der Temperaturfühler teilweise mit einer

262 leicht verdampfbaren Flüssigkeit gefüllt, deren Dampfdruck ein Maß für die Temperatur ist. Dampfspannungsthermometer sind gegen Schwankungen der Außentemperatur unabhängig und werden oft als Messorgane bei Reglern benutzt. 4) Gasthermometer ähneln im Aufbau den Dampfspannungsthermometern. Sie enthalten als Füllmedium solche Gase, die sich wie ideale Gase verhalten (Wasserstoff, Helium, Neon). Zum Messen benutzt man die durch eine Temperaturänderung auftretende Druckänderung bei konstantem Volumen. Gasthermometer dienen vorwiegend als Eichthermometer. 5) Metallausdehnungsthermometer nutzen als Messprinzip die unterschiedliche Wärmeausdehnung zweier fester Körper. Beim Stabthermometer wird meist ein Quarzstab, der gegenüber Messing einen geringeren Ausdehnungskoeffizienten hat, konzentrisch in ein Messingrohr eingesetzt. Die Differenz der Längenänderung bei Wärmeeinwirkung wird über eine große mechanische Übersetzung (Hebel) angezeigt. Stabthermometer sind einfach gebaute Geräte, die man für Temperaturmessungen von etwa -50° C bis etwa 1 000° C verwenden kann. Bimetallthermometer, die mit einer Schreibvorrichtung versehen sind (Thermographen), werden oft zur Registrierung der Raumtemperatur eingesetzt. 6) Die in der Technik am häufigsten verwendeten elektrischen Thermometer sind Thermoelemente mit einem Meßbereich von -260° C bis etwa 1 600° C, in besonderen Fällen bis 3 000° C, und die Widerstandsthermometer, mit denen man Temperaturen von etwa -200° C bis etwa 650° C messen kann. Die Widerstandsthermometer benutzen als Messprinzip die Tatsache, dass Metalle ihren elektrischen Widerstand mit der Temperatur ändern. Besonders Nickel und Platin haben reproduzierbare Widerstands-Temperaturverläufe. Die Messung der von der Temperatur abhängigen Widerstände kann mithil-

fe der Wheatston'schen Brücke (Brückenschaltung) erfolgen. 7) Strahlungsthermometer (—• Pyrometer) dienen zur berührungslosen Messung hoher Temperaturen (über 800° C). EI

Thermoplaste (thermoplastic polymers) Thermoplaste ist eine Sammelbezeichnung für organische Kunststoffe, die bei höheren Temperaturen einen Erweichungs- bzw. Schmelzbereich zeigen, der eine Verarbeitung aus der Schmelze, z.B. durch Spritzgießen, —> Extrudieren oder andere Formgebungsverfahren, wie z.B. Thermoformen, gestattet. Sie lassen sich im Gegensatz zu den —• Duroplasten in geeigneten organischen —» Lösemitteln auflösen. Die genannten Verhaltensweisen lassen sich mit dem molekularen Aufbau begründen, der kettenförmige Strukturen, z.T. mit Verzweigungen, aber ohne gegenseitige Vernetzungsstellen aufweist. Eine Definition des Begriffs Thermoplast gibt DIN 7724-1, auf die nur hingewiesen wird, die aber wegen ihrer wissenschaftlichen Komplexität an dieser Stelle nicht näher erläutert werden soll. Thermoplaste stellen das Hauptkontingent an Kunststoffen dar. Dazu zählen so wichtige Produkte wie Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polystyrol (PS), Polyvinylchlorid (PVC), Polyamide (PA), Polycarbonate (PC) und unvernetzte Polyester, wie z.B. Polyethylenterephthalat (PET). Ihre Eigenschaften lassen sich durch Additive, wie —»Weichmacher, —> Füllstoffe, Stabilisatoren, verbessern bzw. variieren. In der Papierverarbeitung und Papierveredelung spielen Thermoplaste als Material für Kaschierfolien (z.B. für hochveredelte Kosmetikfaltschachteln) und —> Extrusionsbeschichtungen (z.B. für siegelfähige Beutelverschlüsse) sowie als Bindemittelbestandteil von Schmelz- und Dispersionsklebstoffen eine wichtige Rolle. Schmelz- und Dispersionsklebstoffe werden z.B. beim —> Kaschieren von Papier- und Kartonbahnen mit Kunststoff- und Metallfolien, Kleben von

263 —•Faltschachteln, Verschließen von —•Papiersäcken und -beuteln oder in der —• Buchbinderei eingesetzt. KB

Thermoplastische Beschichtung (thermoplastic coating) —• Beschichtung aus thermoplastischem Material, das bei höheren Temperaturen bis hin zum Schmelzen erweicht. Zur Beschichtung werden entweder —• Thermoplaste, wie z.B. Polyethylen, oder Materialformulierungen auf der Basis von Thermoplasten (z.B. Schmelzklebstoffe) verwendet. Die thermoplastische Beschichtung kann durch —•Extrusion oder in Form von Lösungen oder Dispersionen aufgebracht werden. Beispiele für thermoplastische Beschichtungen sind die Innenbeschichtungen von Getränkekartons und Suppenbeuteln oder die siegelfähige Beschichtung von Sackventilen (—• Papiersack). KB

Thermoschleifverfahren (thermo grinding) Ein durch mechanische Zerfaserung von Rundholz (—• Industrieholz) auf einem —• Schleifstein in einem —• Stetigschleifer gewonnener —• Holzschliff, wobei die Schleifzonentemperatur möglichst hoch und konstant gehalten wird. Der wesentliche Unterschied zum konventionellen Stetigschleifer liegt in einem Schachtstau (Wasser) und der Kontrolle der Schleifzonentemperatur über einen Stabilitätsregler. Das dem Schleifer zugeführte Rückwasser wird auf 2 Spritzrohre sowie auf den Schacht und den Trog aufgeteilt. Zum Erreichen eines Wasserstaus im Schacht werden die üblichen Fingerplatten gegen spezielle Abdichtplatten zum Stein hin ausgetauscht. Der Schachtstau dient lediglich der Schwadenkondensation. Eine Wasserversorgung der Schleifzone kann praktisch ausgeschlossen werden. Das „Spritzrohr" vor der Schleifzone, eine spezielle Ausführung, ist in diesem Falle an die Versorgung mit kühlerem Rückwasser angeschlossen. Der Stabilitätsregler registriert die Trogstofftemperatur und

den spez. Energieverbrauch am Stein. Wird einer der vorgegebenen Grenzwerte überschritten, wird die Schleifzonentemperatur über das kühlere Rückwasser entsprechend herabgesetzt. BL

Thermosensitives Papier (thermal paper) Ein thermosensitives Papier ist ein —> holzfreies Papier mit einer flächenbezogenen Masse von 50 bis 180 g/m 2 , das mit einer thermosensitiven Beschichtung versehen ist. Die Beschichtung enthält außer einem —•Bindemittel und einigen Nebenbestandteilen 2 Farbstoffvorläufer (einen Leukofarbstoff und einen Coreaktanden), die, durch Schmelze miteinander in Reaktion gebracht, eine meist schwarze Farbe erzeugen. Die Chemie der Farbbildung entspricht derjenigen der —• Selbstdurchschreibepapiere. Der Schmelzpunkt liegt bei über 70° C und wird durch Zugabe von „Sensitizern" (z.B. —• Wachsen) eingestellt. Die wesentlichen Anwendungsgebiete sind —• Telefaxpapiere, Printer-, Plotter- und —• Etikettenpapiere. Der thermoreaktive Strich wird oft durch einen wärmeisolierenden Vorstrich unterstützt. Für spezielle Anwendungen wird ein öl- und/oder wasserabweisender Strich aufgetragen. Für die Anwendung als —• Etikett kann das Papier mit einer Rückseitenpräparation behandelt sein. PA

Thermostat (thermostat) Ein Thermostat ist ein Gerät zur Konstanthaltung der Temperatur von festen Körpern (z.B. Heizplatten), Flüssigkeiten (z.B. Heiz- oder Kühlbäder) oder Gasen (z.B. Luft in einem Klimaraum). Die Regelung geschieht durch Variation der Heiz- oder Kühlleistung. Bei Verwendung von Flüssigkeiten in Badthermostaten richtet sich die Art der Flüssigkeit nach den einzuhaltenden Temperaturen. Bei Temperaturen unterhalb von 100° C wird Wasser, bei Temperaturen oberhalb von 100° C werden Paraffin- oder Silikonöle

264 verwendet und fur tiefe Temperaturen finden Alkohole und —> Kohlenwasserstoffe Anwendung. Thermostate für tiefe Temperaturen werden als Kryostate bezeichnet und z.B. bei der Kaltmahlung von Hartwachsen, Kautschuk oder oxydationsempfindlichen Substanzen eingesetzt. EI

Thixotropie (thixotropy) Unter Thixotropie versteht man in der Rheologie die Abnahme der —• Viskosität fließender Stoffe (z.B. —• Streichfarben) unter zunehmender Schubspannung oder Schergeschwindigkeit. Dies führt in der Praxis dazu, dass sich thixotrope Stoffe (Gele) bei Einwirkung mechanischer Kräfte (beim Schütteln oder Rühren) verflüssigen und sich nach dem Aufhören der mechanischen Beanspruchung wieder verfestigen. Im Gegensatz zur Strukturviskosität tritt bei der Zu- und Abnahme der Viskosität eine gewisse Verzögerung (Hysterese) ein. Die Viskosität ist auch von der Scherzeit abhängig. Bei thixotropen Flüssigkeiten erniedrigt sich die Viskosität trotz konstantem Schergefalle mit der Scherzeit. Die zur Thixotropie gegensätzliche Erscheinung wird als Rheopexie bezeichnet. Diese Vorgänge sind insbesondere beim —• Bladestreichen von Bedeutung. Streichfarben sollen sich unter dem Biade (bei hohen Schergeschwindigkeiten) thixotrop verhalten, d.h. sich unter dem Blade verflüssigen und sofort nach dem Blade immobilisiert werden. Rheopexe Streichfarben können sich dagegen unter dem Blade verfestigen und damit —> Rakelstreifen bzw. Abrisse der Papierbahn in der —> Streichmaschine verursachen. GZ

Through-Flow-Cleaner (throughflow cleaner) —> Cleaner

Tiefdruck (gravure printing , rotogravure printing) Nach DIN 16528 werden —• Druckverfahren, bei denen die druckenden Elemente gegenüber der Druckformoberfläche vertieft liegen, als Tiefdruck bezeichnet. Die Druckelemente werden durch verschiedene Verfahren, wie Gravieren, Stechen, Ätzen oder Eindrücken, in die Oberfläche der —»Druckform eingebracht. Die elektromechanische Zylindergravur (—• Tiefdruckgravur) ist ein verbreitetes Verfahren zur Bearbeitung von Tiefdruckformen. Ätztechniken (—> Tiefdruckätzung) werden fast nur noch im Verpackungs- und Dekortiefdruck angewendet. Manuelle oder manuell-chemische Verfahren dienen oft als künstlerisches Ausdrucksmittel. Beim Druckvorgang wird die Druckform zunächst vollständig eingefärbt und anschließend die —> Tiefdruckfarbe von der Oberfläche entfernt, so dass diese nur in den Vertiefungen verbleibt und im nachfolgenden Druckvorgang auf den —> Bedruckstoff übertragen wird. Das wichtigste —> Tiefdruckverfahren ist der —• Rakeltiefdruck, der sich Anfang des 20. Jh. aus dem —• Kupfertiefdruck zu einem leistungsfähigen Druckverfahren entwickelt hat. Sein Anwendungsgebiet erstreckt sich von der hochwertigen Faksimilereproduktion über illustrierte Zeitschriften bis zu Massenauflagen der Versandhauskataloge (Illustrationstiefdruck). Ein wesentlicher Teil des Auftragsvolumens im Tiefdruck wird vom Verpackungstiefdruck eingenommen. Die Skala der verarbeiteten Bedruckstoffe reicht vom Karton über Kunststofffolien bis hin zu kaschierten und unkaschierten Metallfolien. Im Dekortiefdruck werden holzähnliche oder andere Strukturen auf einen Bedruckstoff (z.B. —• Dekorpapier) gedruckt, der nach entsprechender Verarbeitung zur Oberflächenveredelung von Werkstoffen in der Möbelindustrie verwendet wird. Beim Rakeltiefdruck wird von geätzten oder gravierten Tiefdruckzylindern auf Bogen- oder Rollenrotations-Tiefdruckmaschinen gedruckt. Nach dem Verwendungszweck unterscheidet man Illustrations-, Verpa-

265 ckungsund Dekor-Tiefdruckmaschinen (—• Tiefdruckmaschine). NE

Tiefdruckätzung (intaglio etching) Bei dieser inzwischen selten gewordenen Herstellungsart eines Tiefdruckzylinders wird für jede Farbe eine Diapositivmontage hergestellt und auf Pigmentfilm kopiert. Dessen lichtempfindliche Schicht besteht aus Dichromat in pigmentierter —> Gelatine. Belichtet wird einmal unter dem Tiefdruckraster zur Stegbildung (—• Rastersteg) und danach unter der Montage. Es entsteht ein Gerbrelief entsprechend der Schwärzung der beiden Vorlagen. Das Relief wird auf die Kupferoberfläche des Tiefdruckzylinders übertragen, ausentwickelt und nach dem Trocknen an den nicht zu ätzenden Stellen mit Asphaltlack bedeckt. Es folgt die Ätzung des Kupfers in Eisen(III)chlorid-Lösung und das Aufgalvanisieren einer Chromschicht zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit der —> Druckform. DO

Tiefdruckfarbe (gravure printing ink) Die —> Druckfarbe für den —> Rakeltiefdruck wird zur Gruppe der Flüssigfarben gezählt. Eine derartige Druckfarbe muss Eigenschaften aufweisen, die es erlauben, die Näpfchen einer Tiefdruckform durch Eintauchen mit Druckfarbe zu füllen, den Überschuss abzurakeln und die Druckfarbe durch Kontakt des Druckzylinders mit dem —> Bedruckstoff auf den Bedruckstoff zu übertragen. Tiefdruckfarben sind daher dünnflüssig (Viskosität: ca. 0,05 bis 0,2 Pa · s). Sie enthalten ca. 4 bis 12% —• Pigment, 10 bis 30 % - > Harze, 2 bis 10% Zusatzstoffe sowie 50 bis 70 % leichtflüchtige —> Lösemittel. Für Illustrationstiefdruckfarben dienen als Bindemittel veredeltes und phenolmodifiziertes —» Kolophonium, Gilsonite-Asphalt sowie verschiedene Kunstharze; als Lösemittel werden leichtflüchtige Aromaten, wie —•Toluol, Xylol und Benzinkohlenwasserstoffe, eingesetzt.

Bei Verpackungstiefdruckfarben werden als Bindemittel Cellulosenitrat und andere Kunstharze herangezogen. Als Lösemittel dienen hauptsächlich Alkohol und Äthylacetat, in jüngerer Zeit auch Wasser. Im Tiefdruck wird in der —• Volltonfläche ein Nassfilm von ca. 3 μηι Dicke auf den Bedruckstoff übertragen. Die Trocknung erfolgt durch Aufblasen von erwärmter (60 bis 80° C) Luft. Beim Illustrationstiefdruck wird das aus dem Druckfarbenfilm verdunstende Toluol zu über 95 % zurückgewonnen und wieder verwendet. RO

Tiefdruckgravur (engraving) Die Tiefdruckgravur ist ein Gravierverfahren zur Herstellung flächen-tiefenvariabler —> Druckformen für den Rakeltiefdruck. Neben der elektromechanischen Gravur mittels Diamantstichel sind Gravierverfahren, bei denen die Druckformzylinderbearbeitung mit Laserstrahlen oder mit Elektronenstrahlen vorgenommen wird, im Einsatz. 1) Die elektromechanische Zylindergravur ist das am häufigsten angewandte Verfahren zur Bearbeitung von Tiefdruckformen. Das Prinzip der elektromechanischen Gravur gliedert sich in die Verfahrensschritte Bilddatenerfassung durch opto-elektronische Abtastung der Text- und Bildvorlage, die Bilddatenverarbeitung und die Bilddatenausgabe durch elektromechanisches Gravieren in die Kupferoberfläche eines Druckformzylinderrohlings. Als Abtastvorlage wird opakes Filmmaterial (Opalfilm, Opal) verwendet, da bei der Bilddatenerfassung die Remission der Vorlage gemessen werden muss. Da keine Farbvorlagen, sondern Schwarzweiß-Vorlagen oder reprofotografisch hergestellte —> Farbauszüge abgetastet werden, sind monochromatische Fotodioden einsetzbar. Die Umwandlung des analogen Vorlagen-Signals in ein digitalisiertes Signal erfolgt in einem Gravierverstärker. Aus dem Gravierverstärker wird das Graviersystem von 2 überlagerten Signalen angesteuert. Zum Aufbau des

266 Bilds wird ein Signal geliefert, das die Eindringtiefe des Stichels in die Druckform steuert. Zum Aufbau des Gravurrasters wird das Graviersystem durch ein zweites Signal mit konstanter Frequenz erregt, das den Stichel in eine ständig senkrecht zur Druckformzylinderoberfläche vibrierende Bewegung versetzt. Die Frequenz der Vibration ist vom Gravierraster abhängig und kann bis zu 4 000 Näpfchen pro Sekunde betragen. Die durchschnittliche Gravierzeit für einen Tiefdruckzylinder (Seitenformat A4) beträgt ca. 1 h. In den dunklen Bildpartien werden vom Stichel Gravurnäpfchen mit einer Tiefe von ca. 40 μιη, also relativ großem Volumen, erzeugt, während die Gravurtiefe im hellen Bildbereich nur etwa 7 μιη beträgt. Zur Vermeidung von —> Moiré und Farbdrift (Schwankungen der Farbnuancen bei Braun- und Grautönen) im —• Mehrfarbendruck werden verschiedene Näpfchenkonfigurationen und —• Rasterweiten in den Teilfarben verwendet. Durch Veränderung des Verhältnisses Zylinderdrehzahl zu Vorschubgeschwindigkeit können Näpfchenform und Näpfchenabstand variiert werden. Die Näpfchenform für —> Magenta wird als „gelängt", für —• Cyan als „gestaucht" charakterisiert. Im Illustrationstiefdruck sind folgende Näpfchenformen und Rasterweiten der einzelnen Druckfarben gebräuchlich: • • • •

Gelb: Grobraster, 58 Linien pro cm Magenta: gelängte Näpfchen, 70 Linien pro cm Cyan: gestauchte Näpfchen, 70 Linien pro cm Schwarz: Feinraster, 100 Linien pro cm.

2) Bei der Elektronenstrahlgravur (Electro Beam Gravur EBG) wird ein kupferbeschichteter Tiefdruckzylinder mit einem exakt gesteuerten Elektronenstrahl bearbeitet. Der Vorteil dieses Mitte der 80er Jahre entwickelten Werkzeugs liegt in seiner großen Leistungsfähigkeit und überlegenen Steuerbarkeit. Ein Druckformzylinder kann in etwa 25 min graviert werden.

3) Die Lasergravur in kupferbeschichteten Tiefdruckzylindern ist ein sehr energieaufwendiges Gravurverfahren, das Mitte der 70er Jahre entwickelt wurde. Neuere Entwicklungen verwenden mit Kunststoff beschichtete Zylinder. Auf die metallische Zylinderoberfläche wird ein speziell entwickeltes Kunststoffmaterial in Form von elektrostatisch aufgeladenem Pulver mit einer Düse aufgesprüht. Nach Härtung des Pulvers durch Hitzeeinwirkung wird der Zylinder bis auf eine Schichtdicke von ca. 0,5 mm abgedreht. Beim Gravieren rotiert der vorbereitete Tiefdruckzylinder mit hoher Umdrehungszahl in der Graviereinheit. Der Lasergravierkopf ist auf die Druckformoberfläche fokussiert, läuft in Vorschubrichtung und graviert tiefenund flächenvariable Näpfchen spiralartig in den Zylinder. Bei einer Auflösungsfeinheit der Gravur von 80 Linien pro cm und einem Zylinderumfang von ca. 1 m ist eine Zylinderbreite von 2 m in etwa 20 min druckfertig graviert. Lasergravur ist seit Mitte der 80er Jahre in Großbritannien und den USA im Einsatz. NE

Tiefdruckmaschine (gravure machine, gravure (printing) press, rotogravure press) Eine Tiefdruckmaschine ist eine —> Druckmaschine, bei der die druckenden Elemente in der —> Druckform vertieft liegen. Sie kann sowohl für die Farbübertragung auf bogenförmigen als auch auf bahnformigen —> Bedruckstoffen konstruiert sein. Eine Tiefdruck-Rollenrotationsmaschine für den —• Illustrationsdruck wird in die Grundelemente Rollenträger, —»Druckwerk und —• Falzapparat unterteilt. Der Rollenträger hat die Aufgabe, die Papierrollen abzuwickeln, einen vollautomatischen Rollenwechsel bei voller Produktionsgeschwindigkeit durchzuführen, eine gewisse —•Bahnspannung herzustellen und diese konstant zu halten sowie die Papierbahn in der Mitte der Druckmaschine zu führen (Bahnkantensteuerung).

267 Im Druckwerk findet der eigentliche Druckvorgang statt. Das Druckwerk einer Tiefdruckmaschine hat folgende Bestandteile: • • • • • • • •

—• Antrieb Druckformzylinder (Tiefdruckzylinder) —• Presseur Rakel —• Farbwerk (Einfârbung) Papierbahnführung Trocknung (—• Trocknen der Druckfarbe) Registersystem (—• Registerregelung).

Die Hauptaufgabe des Druckformzylinders besteht darin, Träger der Bildinformation zu sein (—•Druckbild). Die Bildübertragung in die Oberfläche eines Tiefdruckzylinders erfolgt durch —•Tiefdruckätzung oder —• Tiefdruckgravur. Dabei entstehen Vertiefungen (Näpfchen) mit unterschiedlicher Näpfchengeometrie. Das Farbwerk einer Tiefdruck-Rollenrotationsmaschine besteht aus einem Farbbehälter mit Farbkühlung, einer Farbwanne und einer Farbwalze. Aus dem Farbbehälter wird die niedrigviskose —•Druckfarbe in die Farbwanne gepumpt. In der Farbwanne ist eine Farbwalze, die den Druckformzylinder gleichmäßig mit Druckfarbe einfärbt. Die überschüssige Druckfarbe, die die Rakel vom Druckformzylinder abstreift, wird in der Farbwanne wieder aufgefangen. Der Presseur wird häufig auch als Gegendruckzylinder bezeichnet. Während des Druckvorgangs drückt er die Bedruckstoffbahn an den Druckformzylinder. Je breiter die Druckmaschine ist, desto mehr Druck muss auf den Presseur aufgebracht werden, um die erforderliche —•Druckspannung im Druckspalt zu erreichen. Bei breiteren Maschinen kann die dabei auftretende Durchbiegung des Druckformzylinders durch Einsatz von flexiblen Presseuren kompensiert werden. Die Trocknung der Druckfarbe geschieht in Trocknungssystemen, die über den Druckwerken montiert sind. Es handelt sich dabei um abgeschlossene Bereiche, in denen Luft durch kleine Schlitze mit hoher Geschwindigkeit über die Papierbahn geblasen wird.

Dadurch verdunstet das —•Lösemittel der Druckfarbe und wird von der Luft aufgenommen, bis sie gesättigt ist. Mit Lösemittel gesättigte Luft wird aus dem Trocknungssystem abgesaugt und zur Abluftreinigungsanlage hin abgeleitet, wo ein großer Teil des Lösemittels (—•Toluol) zurückgewonnen und erneut verwendet wird. Abluftreinigungsanlagen mit Toluolrückgewinnung können einen Wirkungsgrad von 99 % erreichen. Die Rückgewinnungsausbeute kann bei Tiefdruckmaschinen mit guter Kapselung über 90 bis 95 % betragen. Registersysteme dienen der Bestimmung von Register- und —• Passerdifferenzen sowie deren Behebung durch entsprechende Regelung der Steuerorgane einer Tiefdruckmaschine. Eine Registeranlage kann auch Bahnspannungsunterschiede des Bedruckstoffs zwischen den Druckwerken ausgleichen. Bei Tiefdruckmaschinen für den Illustrationsdruck werden im Gegensatz zu —• Rotationsdruckmaschinen für den —•Zeitungsdruck immer variable Falzapparate eingesetzt. Im Überbau werden die Papierbahnen zugeführt und gesammelt. Dabei wird die vollbreite Papierbahn in eine Anzahl (5 bis 8) schmaler Stränge geschnitten oder einem Falztrichter zugeführt. Breitere Maschinen sind meistens mit 2 Falztrichtern ausgestattet. In diesem Fall wird die Papierbahn zuvor durch ein Kreismesser in 2 halbe Bahnen geschnitten. Im Zylinderteil des Falzapparats wird geschnitten, gesammelt, gefalzt und ausgelegt. Eine Tiefdruckmaschine wird maßgeschneidert konfiguriert. Sie ist abhängig vom verfügbaren Raum, dem Gebäude, der Art der Druckprodukte sowie der Auflagenstruktur. Für den Druck von Großauflagen werden Maschinen mit 2 bis 10 Druckwerken eingesetzt. Die Arbeitsbreite, d.h. die größtmögliche Abmessung der Bedruckstoffbahn in —• Querrichtung, beträgt bei: • • •

Umschlag-Maschinen: ca. 40 cm Einfachbreiten Maschinen: ca. 80 cm Anderthalbbreiten Maschinen: bis 120 cm

ca.

268 • •

Doppelbreiten Maschinen: von 160 bis 200 cm Überbreiten Maschinen: ab 200 cm.

Die neueste Generation von Tiefdruckmaschinen sind vollautomatische Systeme, die über automatische Rollen- und Farbzuführung, Zylindereinbringung, Formatveränderung sowie Fortdrucksteuerung verfügen. Diese Vollautomaten mit Bahnbreiten bis 3,48 m, Druckformzylinderumfängen von 1,96 m und Bahngeschwindigkeiten über 15 m/s drucken bei 8 Seiten im Umfang im Magazinformat und 13 Einzelsträngen 208 Seiten je Zylinderumdrehung. BG

Tiefdruckpapier (gravure paper , rotogravure paper) Tiefdruckpapiere sind meist holzhaltige, —• gestrichene oder —> ungestrichene Papiere, die zum Bedrucken im —• Tiefdruckverfahren geeignet sind. Neben dem Verpackungstiefdruck und dem Bogentiefdruck gibt es den Rotationstiefdruck, der für die Papierindustrie eine große Bedeutung hat. Rotationstiefdruckmaschinen erreichen Geschwindigkeiten von über 900 m/min und verarbeiten Rollenbreiten bis zu 3,8 m. Sie sind als Verbraucher von Massenpapieren anzusehen. Die Auflagenhöhe liegt bei über 400 000 Exemplaren, für kleine Auflagen ist die Herstellung des Druckzylinders zu aufwendig. Die Anforderungen an Tiefdruckpapiere ergeben sich teilweise aus dem Umgang mit für —> Druckmaschinen großen Rollen und teilweise aus den Anforderungen des —• Druckverfahrens selbst. Die Rollen müssen gleichmäßig sein und dürfen nicht —• teleskopieren. Die Oberfläche des Papiers muss sehr glatt und verformbar sein, damit die —• Druckfarbe aus den Vertiefungen (Näpfchen) des Tiefdruckzylinders vollständig auf das Papier übertragen wird. Findet die Farbübertragung nicht statt, entstehen —• Missing Dots, also Fehlstellen, die das gesamte Druckbild beeinträchtigen können. Die Geschlossenheit der Oberfläche bewirkt einen guten Farbstand und einen möglichst hohen —» Druckglanz.

Da Tiefdruckpapier im Bereich der flächenbezogenen Masse meist unter 80 g/m 2 liegt, muss ein —> Durchschlagen der Druckfarbe vermieden werden. Die bedeutenden Sorten für den Tiefdruck sind im Bereich gestrichener Papiere die —• LWC-Papiere, im Bereich der ungestrichenen Papiere die —> SC-Papiere. Zwischen diesen beiden Gruppen sind die Sorten MFC (machine finished coated) und MFP (machine finished pigmentized) angesiedelt, die einen geringeren Strichauftrag als LWC-Papier aufweisen. Eingesetzt werden Tiefdruckpapiere für Illustrierte, Zeitschriften, Versandhauskataloge, Prospekte und ähnliche Druckerzeugnisse mit niedriger flächenbezogener Masse und hoher Auflage. PA

Tiefdruckraster (intaglio or gravure screen) Durch —> Rasterstege vorgegebene Zerteilung der Oberfläche einer —• Druckform für den rotativen —• Tiefdruck. Bei der —> Tiefdruckätzung entsteht der —> Raster durch das Aufbelichten der Rasterstege, bei der Gravur durch die Frequenz des Stichels in Verbindung mit den Geschwindigkeiten in Umfangs- und Querrichtung. Die —• Rasterfrequenz liegt meist bei ca. 70 Linien pro cm. DO Tiefdruckverfahren (gravure process) Tiefdruckverfahren lassen sich danach unterscheiden, ob das Druckerzeugnis im Einblattoder Vielblattverfahren entstanden ist (Abb. 1). 1) Beim Einblattverfahren ist die —•Druckform eine ebene Platte aus Metall und die —> Tiefdruckfarbe hochviskos (pastenartig). Nachdem die Druckform vollständig mit Farbe bedeckt wurde, wird sie durch einen oder mehrere Wischprozesse an den nichtdruckenden Stellen der Druckformoberfläche entfernt. Je nach Herstellung der —• Druckplatten auf künstlerisch manuelle Art oder unter chemischer Einwirkung durch Ätzung oder durch

269

Tiefdruckverfahren

Vielblattverfahren

Einblattverfahren

Manuelle, trockene oder kalte Verfahren

Radierung, Ätz- oder warme Verfahren

• Kupferstich •Stahlstich •Kaltnadeltechnik •Punzen- und Punktierstich •Schabkunst •Mezzotinto

mit glattem Ätzgrund •einmalige Ätzung •stufenw. Ätzung •Punktmanier •Kreidemanier mit kömigem Ätzgrund •Aquatinta • Reserveverfahren Abreibverfahren •Vernis mou

Lichttiefdruck

Sticheltiefdruck

Rakeltiefdruck

•Asphaltverfahren • Photogalvanog rap hie Verfahren mit Chromkolloiden •Heliographie •Photoglyphie •Heliogravüre

•Stahlstichprägedruck •Stahlstichdruck

•tiefenvariabler (konventioneller) «flächenvariabler (autotypisch) •flächen- und tiefenvariabler (halbautotypisch)

Abb. 1 : Klassifikation und Terminologie der Tiefdruckverfahren fotografische Verfahren unterscheidet man 3 verschiedene Einblatt-Tiefdruckverfahren: •

•

•

Manuelle Verfahren (trockene oder kalte Verfahren): Die druckenden Vertiefungen werden durch Gravierstichel oder andere spanabhebende Werkzeuge in die Druckplatte eingearbeitet (Abb. 2, Punzenstich). Radierungen (Ätzverfahren oder warme Verfahren): Die Druckplatte wird zunächst mit einer säurefesten Schicht abgedeckt. Anschließend wird die Zeichnung in der Weise eingebracht, dass im Ätzgrund unter den Strichen die metallische Oberfläche der Platte freigelegt wird. Durch nachfolgendes Ätzen entstehen die tiefliegenden druckenden Stellen (Abb. 3, Radierung). Lichttiefdruck: Nach dem Entdecken der Lichtempfindlichkeit einiger säurefester, schichtformender Materialien und dem Aufkommen der Fotografie wurden Verfahren entwickelt, die es erlauben, fotografische Tiefdruckformen herzustellen, die echte —> Halbtöne wiedergeben.

Der Lichttiefdruck stellt die Übergangsphase zu den modernen industriellen Vielblattverfahren dar, die erst im 20. Jh. angewandt wurden. 2) Im Vielblattverfahren werden die Druckerzeugnisse maschinell hergestellt; die Druckform ist immer zylindrig. Es wird zwischen

Abb. 2: Punzenstich

270 von Druckmotiven mit feiner Linienführung, z.B. für Wertpapiere, Banknoten und Briefmarken, eingesetzt.

Abb. 3: Radierung

Stichtiefdruck und —> Rakeltiefdruck unterschieden. Nach D I N 16528 ist der Stichtiefdruck ein Tiefdruckverfahren, das eine Druckform verwendet, in die die einzelnen Druckbildelemente ohne Überlagerung eines bildzerlegenden Systems (z.B. —• Raster) vertieft eingearbeitet ist (Abb. 4). Die Druckformherstellung erfolgt nach dem Prinzip des Stahlstichs in eine etwa 13 mm dicke polierte Stahlplatte, wobei die Zeichnung meist nicht unmittelbar manuell in die Platte eingraviert wird, sondern zunächst fotomechanisch auf diese übertragen wird. Das Vertiefen der Zeichnung wird dann entweder durch manuelles Gravieren, durch Ätzen, durch Kombination beider Methoden oder für spezielle Druckerzeugnisse (Banknoten, Wertpapiere) mit Graviermaschinen (Guillochiermaschinen) durchgeführt. Der —• Auflagendruck erfolgt nicht von der Originaldruckform, sondern von Duplikaten auf Rollen-Rotationsdruckmaschinen (Stichtiefdruckmaschinen) mit hochviskosen Druckfarben, die über ein Walzenfarbwerk auf den Druckformzylinder aufgetragen werden. Das Entfernen der Druckfarbe von den bildfreien Stellen geschieht meist mit Wischpapier, das von einer Rolle abgewickelt und über die Druckformoberfläche gezogen wird. Der Stichtiefdruck wird zur Herstellung

Abb. 4: Stahlstichdruck

Der Rakeltiefdruck ist das bedeutendste Verfahren des —• Tiefdrucks. Entsprechend der Geometrie der in die Oberfläche des Druckformzylinders eingeätzten (—• Tiefdruckätzung) oder eingravierten (—» Tiefdruckgravur) Druckelemente unterscheidet man zwischen tiefenvariablem, —• flächenvariablem und flächen-tiefenvariablem Tiefdruck. Das Einfärben der Druckform erfolgt mit niedrigviskoser Druckfarbe. Anschließend wird die vollständig eingefärbte Druckform an den nichtdruckenden Stellen mit einer —> Rakel von der —> Druckfarbe befreit. NE

Tierische Faser (animal fiber) Tierfasern sind im Gegensatz zur vorindustriellen Papierherstellung (—• Büttenpapier) heute als Fasermaterial ganz unüblich. Bekannt ist nur der Einsatz von Wolle (Schafwolle) für die Herstellung von —> Kalanderwalzenpapier, aus dem die —• elastischen Walzen (Papierwalzen) von —> Kalandern bestehen, und von —• Rohdachpappe. GG

271 Tierleim (animal glue , bone glue , animal size) Tierleim diente seit Beginn der europäischen Herstellung von handgeschöpftem Papier (—•Büttenpapier) im 13. Jh. bis zur Erfindung der sauren —• Harzleimung durch den Darmstädter Apotheker Iiiig (1807) als einziges Mittel zur Imprägnierung von —• Schreibpapieren, um beim Beschreiben mit wässriger —•Tinte ein Auslaufen der Schriftzüge zu verhindern. Tierleim wird durch Kochen von Tierabfällen (Klauen, Knochen, Haut) in einem alkalischen Medium als Lösung hergestellt. Die handgeschöpften Papierbögen wurden nach ihrer Trocknung an der Luft einzeln in die Tierleimflotte eingetaucht, so dass eine Undefinierte Menge an Tierleim in die —• Poren des Papierblatts eindringen konnte. Derartig imprägnierte, aber nicht wie bei der Harzleimung hydrophobierte Papierbögen wurden erneut an der Luft getrocknet, bevor das geleimte Büttenpapier als Schreibpapier ausgeliefert wurde. Heute wird Tierleim bei der Herstellung von —• Banknotenpapier verwendet. Die mit der historischen Tierleimherstellung verbundene Geruchsbelästigung war ein Grund dafür, die damaligen Papiermühlen vor den Stadttoren zu betreiben. GG

Tinte (ink) Tinte ist eine wasserbasierende, leichtflüssige Schreib- und Druckfarbe, die heute neben dem Einsatz in Füllfederhaltern und als Prüfflüssigkeit in der Papierprüfung zunehmend in Tintenstrahldruckern (—> InkjetPrinter) ihre Renaissance erfährt. Während bis vor einigen Jahrzehnten die Eisengallustinte, eine Mischung aus Gallussäure, Tannin, Eisen-II-Sulfat, —• Gummi arabicum und einigen weiteren Zusätzen, in Gebrauch war, haben sich heute Farbstofftinten (Farbstoff und Bindemittel) durchgesetzt, die in allen Farbtönen hergestellt werden können und auswaschbar sind. In der Papierprüfung wird Tinte als Prüfflüssigkeit zur Kennzeichnung der —• Tintenfestigkeit besonders für Leimungs- (—• Lei-

mung) und Beschreibbarkeitsuntersuchungen (—• Beschreibbarkeit) herangezogen. KR

Tintenfestigkeit (ink resistance) Ein zum Beschreiben mit wasserbasierender Farbe (z.B. —• Tinte) geeignetes Papier muss eine bestimmte Tintenfestigkeit aufweisen, um ein klares Schrift- oder Druckbild erzeugen zu können, ohne dass die Tinte auf dem Beschreib- bzw. —> Bedruckstoff verläuft. Diese Eigenschaft gewinnt mit dem Vor—> Tintenstrahlmarsch hochauflösender drucker (bis 1440 dpi (dots per inch = Punkte pro Zoll)) zunehmend an Bedeutung. Dabei muss je nach Auflösung der Information (dpi) eine geeignete Tintenfestigkeit eingestellt werden, um ein optimales Verhältnis zwischen Schärfe des Druckbilds und Farbdichte zu erzielen. Dies wird neben einer —• Oberflächenbehandlung und/oder —> Masseleimung insbesondere über Spezialstriche (—• Strich) gewährleistet. Die Tintenfestigkeit ist ein Maß für das Saugvermögen (—> Saugfähigkeit) eines Papiers, was am einfachsten mittels Federstrich geprüft werden kann. Objektivere Aussagen werden durch die Bestimmung der Tintendurchdringungszeit nach der Tintenschwimmprobe (Leimungsgradbestimmung nach ZELLCHEMING-Merkblatt V/16/60) gewonnen. KR

Tintenstrahldrucker (ink jet printer) —> Inkjet-Printer

Tissuemaschine (tissue machine) Eine Tissuemaschine dient zur Herstellung von —• Hygienepapieren (z.B. Toiletten- oder Küchenrollenpapier). Sie besteht aus einer Siebpartie, 1 oder 2 Presswalzen, die gegen den Trockenzylinder (—> Kreppzylinder) wirken, der gleichzeitig zum Kreppen dient, und dem Aufroller (Abb.).

272 Düsenhaube

Stoffauflauf

Krepp- \ zylinder j _ . /fa

Roller

anpresswalze

Schema einer Tissuemaschine (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology)

Der Nassteil einer modernen Tissuemaschine ist durch einen Zweischicht-Stoffauflauf gekennzeichnet, der in 2 getrennten Schichten Fasersuspensionen unterschiedlicher Zusammensetzung der Siebpartie zufuhrt. Das Blattbildungselement der Siebpartie ist die —> Formierwalze. Die —• Bespannung der Siebpartie besteht aus einem äußeren —• Sieb und einem innenliegenden Spezialfilz. Gegenüber früheren Ausführungen von Tissuemaschinen mit 2 Sieben ist demnach eine Abnahme der Bahn durch den —> Filz von einem der beiden Siebe des Doppelsiebformers nicht mehr erforderlich, da der Filz die Papierbahn von Beginn der Blattbildung aus bis zum Kreppzylinder fuhrt. Die mechanische —> Entwässerung der nassen Papierbahn erfolgt durch eine Sauganpresswalze (—> Saugwalze), die gegen den Kreppzylinder wirkt und die Bahn in innigen Kontakt mit der heißen Zylinderoberfläche bringt. Bei einigen Maschinen folgt eine blindgebohrte Anpresswalze, die den Trockengehalt der Bahn weiter erhöht. Der Kreppzylinder ist meist ein innen gerippter Zylinder. Zur weiteren Verbesserung des Wärmetransports vom —> Kondensat an die innere Zylinderoberfläche ist der Kreppzylinder oft mit Turbulenzerzeugern ausgerüstet. Der dampfbeheizte Kreppzylinder wird durch eine —> Düsenhaube überspannt, die mit hohen Luftgeschwindigkeiten und -temperaturen auf die Papierbahn bläst, um die —• Verdampfungsleistung deutlich zu erhöhen. Während des Kontakts der Bahn mit dem Zylinder erreicht sie ihren Endtrockengehalt und wird beim Auflaufen auf den Kreppschaber gekreppt. Die weiteren Schaber

am Kreppzylinder sind der Abschlagschaber zum Abschlagen der Bahn, z.B. beim Wechsel der Kreppschaberklingen, sowie der Putzschaber, der die Zylinderoberfläche von gröberen Verschmutzungen freihalten soll. Er darf jedoch keinesfalls den gewünschten Coat (dünne Schicht aus organischen Substanzen) an der Zylinderoberfläche zerstören, der fur eine optimale Bahnhaftung, gute Kreppung und einen geringen Zylinderverschleiß von hoher Bedeutung ist. Vom Kreppschaber wird die Bahn schließlich zum Aufroller geführt. Tissuemaschinen mit —> Durchströmtrockner erzeugen besonders weiche Produkte. Sie bestehen aus einer üblichen Blattbildungseinheit. Die Bahn wird dann nicht gepresst, sondern vor dem Trocknen nur durch Saugen teilweise entwässert. Der Durchströmtrockner ist kombiniert mit einer Düsenhaube, mit der sowohl eine —> Prallströmtrocknung durchgeführt wird, wie auch die Luft für die Durchströmtrocknung zur Verfügung gestellt wird. Dem Durchströmtrockner folgt ein weiterer Zylinder, auf dem die Bahn geprägt und/oder gekreppt wird. HO

Titandioxid (titanium dioxide) Titandioxid ( T 1 O 2 ) ist ein weißes, recht beständiges Pulver, das, u.a. vermischt mit —• Bariumsulfat, als weiße Anstrichfarbe (Titanweiß) in den Handel kommt. Titandioxid ist ein wichtiges Weißpigment und findet in den Modifikationen Anatas und Rutil Anwendung bei der Papierherstellung und beim —• Streichen bzw. im —• Strich. Aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften, des hohen Brechungsindex (2,55 bei Anatas und 2,72 bei Rutil) sowie der hohen und optimalen Teilchenfeinheit kommt ihm die bekannte Wertschätzung gegenüber anderen —• Pigmenten zu (Abb.). Titandioxid besitzt sowohl saure als auch basische Eigenschaften, wobei der saure Charakter schwächer und der basische Charakter stärker als beim —> Siliciumdioxid ausgeprägt ist. Die Bindung im Kristallgitter hat einen

273 stärker polaren Charakter als beim Siliciumdioxid. Beim Anatas sind die Oktaeder wegen ihrer Vierkantenbindung dichter miteinander verkettet, und die Zahl der entstehenden Hohlräume ist kleiner als beim Rutil. Speziell die Anatasform ist sehr fotosensibel und zeigt einen deutlichen Vergrauungseffekt. Ein Titandioxidteilchen von ca. 0,3 bis 0,5 μιη Durchmesser besteht aus nicht weniger als 2 Mrd Oktaedern.

Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme von Titandioxid

Der Hauptvorteil von Titandioxid ist die hohe —• Opazität, die in dem hohen Brechungsindex von 2,7 gegenüber Luft bzw. 1,8 gegenüber —> Zellstoff den zahlenmäßigen Ausdruck findet. Der Einsatz von Titandioxid gewährleistet aufgrund des hohen Brechungsindex, aber auch wegen seiner Teilchengröße (die höchste Lichtstreuung findet bei einer Teilchengröße von 0,3 μηι statt, d.h. bei der halben Wellenlänge des eingestrahlten Lichts) einen hervorragenden —> Weißgrad und gleichzeitig eine gute Opazität, insbesondere auch Nassopazität und Deckkraft.

Hohe Nassopazitäten können nur durch Pigmente mit hohem Brechungsindex gewährleistet werden, wodurch Titandioxid für Laminat- und —> Dekorpapiere sowie —• Etikettenpapiere unentbehrlich ist. Daneben wird Titandioxid fur Dünndruckpapier (—•Bibeldruckpapier), —> Offsetdruck- und —• Luftpostpapier sowie zur Herstellung von —» Pergaminpapieren eingesetzt. Besonders für die Herstellung von Dekor- und Laminatpapieren mit einem Titandioxidgehalt von über 30 % muss dem Vergrauungseffekt entgegengewirkt werden. Von den Herstellerfirmen wird das Titandioxid dadurch stabilisiert, dass die im Kristallgitter auftretenden Lücken durch andere Ionen ausgefüllt werden, d.h. die Ti02-Grenzflächen werden mit Fremdionen dotiert. Die Art der Dotierung bewirkt eine entsprechende Veränderung des isoelektrischen Punkts (IEP) des Titandioxids und somit der Grenzflächenladung bzw. des Zetapotentials in wässrigen Systemen. Bei gestrichenen Papieren und Karton wird Titandioxid u.a. bei LWC-Offsetdruckpapieren zur Beibehaltung der Opazität bei hohen Satinagedrücken (—• Satinage) eingesetzt. Auch beim Kartonstreichen wird Titandioxid wegen seiner hohen Weiße und Deckkraft verwendet. Diesen offensichtlichen Vorteilen stehen Nachteile, wie ein hoher Preis, ein hoher Bindemittelbedarf und eine schlechte Farbaufnahme, gegenüber. Darüber hinaus wird die Wirksamkeit von —• optischen Aufhellern durch die Anwesenheit von Titandioxid beeinträchtigt, da es —• UV-Licht absorbiert. Diese Eigenschaft führt aber auch gleichzeitig zur Anwendung von Titandioxid als Schutzschild vor dem Vergilben für das —•Rohpapier. Speziell durch seinen hohen Preis und den großen Bindemittelbedarf bedingt, findet Titandioxid hauptsächlich in Spezialpapieren Verwendung, an die hohe Anforderungen bezüglich ihrer Nass- und Trockenopazität gestellt werden. GZ

Titanweiß (tatanium white) —> Titandioxid

274 TMP (thermomechanical pulp) Thermomechanischer —> Refiner-Holzstoff, in Fachkreisen TMP genannt, ist ein durch mechanische Zerfaserung von —• Hackschnitzeln in —•Refinern nach thermischer Vorbehandlung gewonnener Faserstoff. Beim —> Refiner-HolzstoffVerfahren mit thermischer Vorbehandlung (TMP) werden die Hackschnitzel vor der Zerfaserung mit Dampf von 130° C 2 bis 5 min lang vorbehandelt und anschließend unter Überdruck in einem Refiner zerfasert, meist in 2 hintereinander geschalteten Stufen. Dank dieser Vorbehandlung mit Plastifizierung des —•Lignine in der —•Mittellamelle des Faserverbands in den Hackschnitzeln erhält man einen Faserstoff mit einem hohen Anteil langer Fasern (—• Faserlangstoff) bei einer —• Ausbeute von rund 95 %. Zufolge des hohen Faserlangstoffgehalts gewährleistet Papier aus TMP höhere Festigkeitseigenschaften (—• Bruchkraft, —• Weiterreißarbeit) als im Fall von konventionellem —• Holzschliff, während wegen des niedrigen Gehalts an —> Feinstoff die —> Opazität beim TMP geringer ausfällt. BL

TMP-Verfahren (thermomechanical pulping) —> Refiner-HolzstoffVerfahren

Toluol (toluene) Toluol, chemisch Methylbenzol (C6H5CH3), zählt zu den aromatischen Kohlenwasserstoffen und wird bei der fraktionierten Destillation des Erdöls oder Steinkohlenteers gewonnen. Es ist eine klare, wasserähnliche Flüssigkeit mit einem Siedepunkt von 110,8°C und einer Dichte von 0,872 g/cm 3 , ist leicht entzündlich (Flammpunkt: 6,2° C und Einstufung in die Gefahrenklasse AI). Nach den Bestimmungen für die Reinhaltung der Luft (—• Technische Anleitung Luft) wird es in die Klasse I I eingestuft und bezüglich der Wassergefährdung in WGK 2 (wassergefähr-

dend). Die —> maximale Arbeitsplatzkonzentration (MAK-Wert) beträgt 100 ppm. In der Drucktechnik dient Reintoluol nach D I N 16513 mit einem Benzolgehalt < 0,3 % als —•Lösemittel für Illustrationstiefdruckfarben. Dabei besitzt es besondere Vorzüge, da es gute Löseeigenschaften für die Bindemittel hat, leicht verflüchtigt werden kann (Verdunstungszahl 6 nach D I N 53179) und sich zu über 95 % zurückgewinnen und im Prozess wieder einsetzen lässt. RO

Ton (tone) Visueller Eindruck einer einheitlich aussehenden Fläche (DIN 16500). Töne können sich durch —• Helligkeit, —> Sättigung, —• Buntton und —> Glanz unterscheiden. Zur farblichen Beschreibung eines Tons verwendet man die ersten 3 Eigenschaften; sie definieren die —• Farbe. DO

Tonen (scumming) Im —» Offset- und —» Tiefdruck das Mitdrucken von außerhalb des —•Druckbilds liegenden Stellen der —* Druckform. Im Offsetdruck kann es zum Tonen kommen, wenn die Druckform nicht richtig entwickelt wurde oder die Feuchtung nach Filmdicke (—> Feuchtmittel) oder Zusammensetzung nicht auf die Druckform abgestimmt ist. DO

Toner (toner) Als Toner bezeichnet man —> Farbmittel für elektrofotografische Druckverfahren (—> Elektrofotografie). Sie besitzen einerseits farbgebende Eigenschaften und darüber hinaus solche, die es erlauben, sie durch elektrostatische Kräfte gezielt an den gewünschten Ort im Druck zu transportieren. 1) Einkomponententoner bestehen aus einem Kern, meist aus Magnetit, und einer Hülle aus schmelzbarem Kunststoff, der auch das Farbmittel enthält. Beim Druckvorgang wer-

275 den die Tonerpartikel in einem Vorratsbehälter elektrostatisch aufgeladen, so dass sie von den bildmäßig durch einen Laserstrahl gegenpolig aufgeladenen Partien einer Fotoleitertrommel angezogen werden. Von dort gelangen sie wiederum durch elektrostatische Kräfte auf den Bedruckstoff, wo sie bei 200 bis 250° C auf das Papier aufgeschmolzen werden. Diese Art von Tonern wird meist nur in Schwarzweiß-Druckern angewandt. 2) Zweikomponententoner bestehen aus farbneutralen großen Carrierpartikeln und kleinen farbgebenden Tonerpartikeln. Die Carrierpartikel bestehen aus einem Kern, meist aus Magnetit, und einer Kunststoffhülle. Sie lassen sich somit elektrostatisch aufladen. Die zweite Komponente besteht aus kleinen farbgebenden Partikeln eines schmelzbaren Kunststoffs, der auch das Farbmittel enthält. Diese Partikel werden durch triboelektrische Kräfte gegenpolig aufgeladen, so dass sich bei Kontakt die Carrierpartikel mit ihnen beladen. Durch elektrostatische Kräfte werden die Tonerpartikel auf die fotoelektrisch bildmäßig aufgeladene Trommel übertragen und gelangen im nächsten Schritt wiederum durch gegenpolige elektrostatische Kräfte auf das zu bedruckende Substrat, wo sie aufgeschmolzen werden. Die Carrierpartikel gelangen in den Prozess zurück. Da die farbgebenden Tonerpartikel bei diesem Verfahren keinen Magnetitkern besitzen, sind sie kleiner als die Tonerpartikel beim Einkomponentenverfahren und gestatten eine wesentlich höhere Auflösung im Druck. Außerdem eignen sie sich für den Druck von bunten Farben, da sie keinen verschmutzenden Kern enthalten. RO

Tonerde (alum earth) Tonerde ist die allgemeine Bezeichnung für Aluminiumoxid (AI2O3), dem Hauptbestandteil aller Tonsorten. Früher war Tonerde der Grundstoff für die Herstellung von verschiedenen Aluminiumverbindungen, z.B. von —> schwefelsaurer Tonerde. SE

Tontest (scumming test) Der Tontest ist eine Papierprüfmethode, mit der das Mitdrucken eines Farbschleiers an den bildfreien Stellen (—> Tonen) im —> Auflagendruck simuliert werden soll. Beim IGT-Tontest (—• IGT-Probedruckgerät) werden Aluminiumstreifen einer Offsetplatte wie die nichtdruckenden Stellen einer —• Druckform behandelt. Die nassen Aluminiumstreifen werden auf eine Glasplatte gelegt, quer darüber Streifen der zu untersuchenden Papiere (Abb.). Mit einem befeuchteten —> Filterpapier werden die Papier- und die Aluminiumstreifen abgedeckt und für ca. 1 h feucht gehalten. Anschließend werden die Papierstreifen entfernt und die Aluminiumstreifen in der Probedruckmaschine mit einer speziellen Gummischeibe eingefärbt. An den Stellen, wo die Aluminiumstreifen mit den Papierstreifen in Berührung kamen, die Tonen verursachen, nimmt der feuchte Aluminiumstreifen jetzt auch —> Druckfarbe an.

Glasplatte Papierstreifen Aluminiumstreifen

Tontest

Bei dieser sensiblen Prüfmethode müssen immer 2 Papierproben herangezogen werden: ein Referenzpapier, von dem bekannt ist, dass es kein Tonen verursacht, und die zu prüfende Papierprobe. NE

Tonwert (tonal value) Als Tonwert bezeichnet man das Maß für den Ton, also den optischen Eindruck, der von

276 einer Fläche oder Bildstelle von einheitlichem Aussehen ausgeht. Töne können in —• Helligkeit, Farbsättigung (—• Sättigung) und im —> Buntton unterschiedlich sein, d.h. unterschiedliche —> Farben haben (DIN 16544). Der Tonwert wird bei Halbtonbildern und -filmen als —> optische Dichte oder —> Schwärzung, bei Rasterbildern oder -filmen als —> Rastertonwerte angegeben und mit einem —>Densitometer erfasst (—•RasFA terskala).

Total chlorfrei gebleichter Zellstoff (totally chlorin-free pulp) TCF-Zellstoff

Total Organic Carbon

(TOC) Mit Total Organic Carbon wird der Gehalt an organisch gebundenem —> Kohlenstoff als Summe des organisch gebundenen Kohlenstoffs in gelösten und ungelösten organischen Verbindungen in Wässern und —• Abwässern bezeichnet. Grundlage aller Verfahren zur TOC-Bestimmung ist die Oxidation des Kohlenstoffs der organischen Verbindungen zu —• Kohlendioxid (CO2). Diese Oxidation kann sowohl thermisch durch Verbrennung als auch nasschemisch durch geeignete Oxidationsmittel und/oder durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht (—> UV-Licht) durchgeführt werden, wobei die Anwendung von UVVerfahren auf feststofffreie Proben beschränkt ist. Das bei der Oxidation entstehende CO2 wird u.a. mittels InfrarotSpektrometrie, Coulometrie und CO2selektiven Elektroden oder nach Reduktion zu —> Methan mit Wärmeleitfahigkeits- und Flammenionisationsdetektoren bestimmt. Neben dem organisch gebundenen Kohlenstoff können Wässer und Abwässer auch anorganisch gebundenen Kohlenstoff in Form von gelöstem Kohlendioxid oder Ionen der Kohlensäure enthalten. Dieser Kohlenstoff (Total Inorganic Carbon, TIC) muss entweder vor der TOC-Bestimmung durch Austreiben des CO2 aus der angesäuerten Wasserprobe

entfernt werden, oder man ermittelt den TOC aus der Differenz aus dem Gehalt an Gesamtkohlenstoff (Total Carbon, TC) und dem TIC: TOC = T C - T I C Die Durchführung der Analysen ist in D I N 38409-3 beschrieben. In den letzten Jahren wurde immer wieder diskutiert, ob der in vielen Gesetzen, Verordnungen und Verwaltungsvorschriften festgelegte Summenparameter —• chemischer Sauerstoffbedarf (CSB) nicht durch den TOC substituiert werden sollte. Damit sollte zum einen eine kürzere Analysenzeit sichergestellt werden (die Bestimmung des CSB benötigt aufgrund des notwendigen Aufschlusses der Wasserprobe mehr als 2 Stunden, während eine TOC-Bestimmung in wenigen Minuten durchgeführt werden kann). Zum anderen sollte der Einsatz von Quecksilber- und Silbersalzen sowie von hochkonzentrierten Säuren, wie er bei der CSB-Analyse notwendig ist, entfallen. Ringversuche zeigen allerdings, dass die derzeit zur Verfügung stehenden TOC-Apparaturen noch zu große Schwankungsbreiten in der Genauigkeit der Analysenergebnisse aufweisen. Insbesondere die Analyse feststoffhaltiger Wasserproben bereitet Schwierigkeiten. HA

Totalreflexion (total reflection) Fällt ein Lichtstrahl schräg auf eine Grenzfläche zwischen 2 verschiedenen Medien mit unterschiedlichem Brechungsindex, so wird die Richtung des Strahls an der Grenzfläche geändert, der Strahl wird gebrochen (Abb. a). Nach Snellius ist das Verhältnis zwischen dem Sinus des Einfallswinkels ε und dem Sinus des Brechungswinkels ε ' eine Konstante und entspricht dem Verhältnis der Lichtgeschwindigkeiten in den benachbarten Gebieten. Der Quotient zwischen der Lichtgeschwindigkeit c 0 im Vakuum und der Lichtgeschwindigkeit c in der Materie wird üblicherweise als Brechzahl oder Brechungsindex η des betreffenden Materials bezeichnet: n = c0/c

277 PATRA-Glättemessgerät und dem FOGRAKontaktanteilmessgerät genutzt (—> Kontaktanteilverfahren). PR

a) ε'< ε

b) ε < ε'

Brechung und Totalreflexion

a) Beim Übergang von einem optisch dünneren Medium (z.B. Luft) in ein optisch dichteres Medium (z.B. Glas) erfolgt die Brechung zum Lot hin, und der Brechungswinkel ist kleiner als der Einfallswinkel (Abb. a). b) Beim Übergang von einem optisch dichteren in ein optisch dünneres Medium dagegen erfolgt die Brechung vom Lot weg (Abb. b). Mit zunehmendem Einfallswinkel ε steigt ε ' verstärkt an, bis bei einem Einfallswinkel ε β der Brechungswinkel ε ' = 90° wird. c) Man nennt ε β den Grenzwinkel der Totalreflexion (Abb. c). Für ε > ε β gibt es keinen gebrochenen Strahl mehr, sondern nur noch einen reflektierten Strahl. Die gesamte Strahlungsleistung des einfallenden Strahls ist im reflektierten Strahl vorhanden: Das Licht wird total reflektiert. Man spricht dann von der Totalreflexion. Für den Grenzwinkel der Totalreflexion gilt: 8ΐηε β = η7η Hierbei ist η der Brechungsindex des optisch dichteren, n' der Brechungsindex des dünneren Mediums. Ist das dünnere Medium Luft ( m i t n ' ~ 1), so gilt: sin e g = 1/n Das Prinzip der Totalreflexion wird von dem Glättemessgerät nach Chapman, dem

Tracheide (tracheid) Tracheiden (griech. : trachys = rau, uneben, zackig), auch Spindelzelc) ε > ε 9 len genannt, bilden sowohl die Stütz- als auch die Leitungszellen von —> Nadelholz. Die röhrenförmigen, allseitig umschlossenen Zellen, deren Protoplasma (Zellkernmaterie) im —» Lumen abgestorben ist, sind mit Luft oder Wasser ausgefüllt. Sie tauschen ihren Inhalt mit den Nachbarzellen im Baum über dünnere Stellen in der Zellwand aus, die unter dem Mikroskop als behofte Tüpfel erkannt werden können. Während sich im Frühjahr besonders dünnwandige, weitlumige Transportzellen mit ausgeprägter Tüpfel- und Porenstruktur ausbilden (—• Frühholz), entstehen im Sommer vermehrt dickwandige, englumige Stützzellen mit fehlender Tüpfel- oder Porenstruktur (—• Spätholz). Die Tracheiden bilden aufgrund ihrer Länge (3 bis 4 mm bei —• Kiefer) beim Papierherstellungsprozess die Langfaserfraktion und wirken sich positiv auf die —> Weiterreißarbeit wie auch auf andere Festigkeitseigenschaften (z.B. Bruchkraft, —»Reißlänge) aus. KR

Tragetasche, Tragebeutel (carrier bag) Tragetaschen sind Flach- oder Faltenbeutel (—•Beutel) mit ausgestanzten Grifflöchern oder zusätzlich angebrachten Tragegriffen. Als Tragebeutel werden Blockbodenbeutel (Beutel) mit Tragevorrichtung bezeichnet. AN

278 Tragwalze (winder drum) Angetriebene große Walze, von denen 2 in —• Doppeltragwalzen-Rollenschneidmaschinen die aufzuwickelnde —» Rolle oder den —> Rollensatz tragen und über —• Umfangswicklung antreiben (siehe auch —• Linienkraftsteuerung und —• Luftentlastung). KT

Tragzylinder (support roll) Eine —> Stützwalze kann auch als Tragzylinder bezeichnet werden, z.B. im —• Poperoller. KT Transferfilz (transfer felt) Als Transferfilze bezeichnet man —• Nassfilze, die das Papier von einer Presse der —• Pressenpartie in die nächste Presse überführen. Auch die Überführung von der letzten Presse in die —•Trockenpartie kann durch einen Transferfilz erfolgen. Transferfilze widersprechen eigentlich der Forderung, das Papier nach dem Verlassen des Pressnips schnell vom Filz zu trennen, um eine Rückbefeuchtung zu vermeiden. Sie werden aber bei Neubauten von schnell laufenden Papiermaschinen verstärkt Bedeutung bekommen, da mit Transferfilzen eine Bahnführung ohne freie Züge (—•zugfreie Überführung) realisierbar ist. Bei Transferfilzen ist eine sorgfältige Abstimmung von Durchlässigkeit und Oberflächeneigenschaften auf die restliche —• Bespannung besonders wichtig, damit der Filz das Papier zuverlässig übernimmt und an der richtigen Stelle wieder abgibt. AL

Transferpapier (transfer paper) Transferpapiere sind Zwischenträger oder auch Mitläuferpapiere für auf die Papieroberfläche aufgebrachte unterschiedliche Materialien, wie -> Druckfarben, Schmelzen oder Dispersionen, die später möglichst vollständig wieder abgegeben werden (z.B. an andere bahnförmige Materialien).

Hierzu gehören als typische Vertreter die Transferdruckpapiere, die als gestrichene (z.B. mit Calciumcarbonat) oder unbeschichtete Sorten im indirekten Thermodruck (Thermo-Umdruck) eingesetzt werden. Hierbei wird im MehrfarbenOffset- und Tiefdruck (meist Rollentiefdruck) das Papier mit Spezialdruckfarben (Sublimationsfarben) bedruckt, diese dann in speziellen Thermokalandern bei Temperaturen zwischen 180 bis 210° C auf Textilbahnen übertragen und dort fixiert (sublimiert). Es werden dadurch originalgetreue Bildwiedergaben auf Stoff im Endlosdruck mit feinsten Konturen, Halbtönen und anderen Effekten erreicht, wie sie sonst nur im Papierdruck möglich sind. Neben dem Sublimiertransfer-Verfahren gibt es das Wachstransfer-Verfahren. An Transferpapier werden hohe Anforderungen bezüglich Glätte, Weichheit, Festigkeit, Planlage, Farbadsorption und Wärmeresistenz gestellt. Die Papiere werden neben dem Bedrucken von Textilien, wie z.B. T-Shirts, auch für das Bedrucken von Flaschen, Gläsern oder Porzellan eingesetzt. Silikonisierte oder lackierte Papiere mit flächenbezogenen Massen ab 40 g/m 2 werden dagegen als Transferpapiere (Mitläuferpapiere) für Epoxidschichten z.B. für die Karosserieherstellung, für Kleberschichten (z.B. für die Herstellung beidseitig beschichteter Teppich-Klebebänder) oder für Kunstlederbahnen verwendet. Silberhalogentransferpapiere (Kopierbahn-Kombination aus Papieren mit und ohne Silbersalzschicht) oder Basismaterialien für die Transfermetallisierung Metallisieren) sind weitere Beispiele vielfaltiger Anwendungen. RH

Transparentes Zeichenpapier (tracing paper , translucent drawing paper) Transparentes Zeichenpapier ist ein —> holzfreies Transparentpapier, das infolge intensiver —> Mahlung des —• Zellstoffs seine —> Transparenz bzw. eine äußerst geringe —• Opazität erhält. Die flächenbezogene Masse liegt zwischen 40 und 225 g/m 2 , bevorzugt zwischen 80 und 120 g/m 2 , da diese

279 Papiere einen guten Kompromiss zwischen Festigkeit und Transparenz darstellen. Transparente Zeichenpapiere werden hauptsächlich für technische Zeichnungen eingesetzt. Das Bezeichnen erfolgt meist mit Tusche oder Polymerminen, sei es von Hand oder mit Plottern. Wegen der Transparenz können solche Zeichnungen - auch großformatige - mithilfe von —• Lichtpausverfahren vervielfältigt werden. Aus diesem Grunde müssen transparente Zeichenpapiere nicht nur durchlässig für normales —• Licht, sondern auch für —> UV-Licht sein, so dass sie keine —• optischen Aufheller enthalten dürfen. Durch zunehmenden Einsatz schneller Drucker in den letzten Jahren hat die Bedeutung von transparentem Zeichenpapier für die Vervielfältigung abgenommen. Anstelle dieser klassischen Zeichenpapiere werden besonders —> Inkjet-Papiere verwendet. PA

Transparentpapier (transparent paper , translucent paper) Transparente Papiere können auf verschiedenen Wegen erzeugt werden und bilden daher eine sehr vielseitige Gruppe. Eine Gemeinsamkeit der Transparentpapiere ist die Herstellung aus gebleichtem —• Zellstoff und ihre sehr geringe —• Opazität bzw. hohe —> Transparenz. 1) —»Echt Pergament (vegetable parchment) wird durch Behandlung der Papierbahn mit Chemikalien (meist —• Schwefelsäure) fettdicht, nass- und kochfest gemacht und erhält dabei eine hohe Transparenz. Das Haupteinsatzgebiet sind Verpackungen für fettende Lebensmittel, wie z.B. Butter, Käse und Wurst (—> Lebensmittelverpackungspapiere). 2) Pergamentersatzpapier (greaseproof paper) (—• Pergamentersatz) wird für ähnliche Einsatzgebiete verwendet. Allerdings werden die typischen Eigenschaften, wie —• Fettdichtigkeit und Transparenz, durch extremes Mahlen des Zellstoffs und chemische Zusätze in der —> Stoffaufbereitung oder bei der —• Oberflächenbehandlung erreicht. Im Ge-

gensatz zum Echt Pergament ist Pergamentersatzpapier nicht nass- und kochfest. 3) Transparenz kann auch durch starke —• Satinage erzeugt werden (—• satiniertes Papier). Auf diesem Wege wird —> Pergamin (glassine paper) erzeugt. Pergamin wird in niedrigen flächenbezogenen Massen hergestellt (z.B. 40 g/m 2 ) und auch in farbigen Qualitäten angeboten. Pergamin wird z.B. für Briefumschlagfenster und Untersetzer für Gebäck eingesetzt. 4) Eine weitere große Gruppe sind die —> Transparentzeichenpapiere (tracing papers), die für technische Zeichnungen verwendet werden. Die Transparenz wird durch Messung der Reflexionsfaktoren über einer weißen und einer schwarzen Unterlage bestimmt und nach D I N 53147 berechnet. Literatur: Kotte, H.: Welches Papier ist das? 3. Auflage, Stuttgart: Frankh'sche Verlagshandlung, 1982 PA

Transparentweiß (transparent white) Als Transparentweiß oder auch Lasurweiß wird eine pastose —• Druckfarbe bezeichnet, die kein —• Farbmittel enthält, die jedoch in ihren Eigenschaften denjenigen der bunten Druckfarben vollkommen angepasst ist. Transparentweiß wird insbesondere Offsetschmuckfarben zugesetzt, um diese kolorimetrisch auf die gewünschte Farbstärke einzustellen, d.h. sie in einem bestimmten Maß aufzuhellen. Transparentweiß ist somit auch Bestandteil eines Farbmischsystems. —* Tief-, —> Flexo- und Siebdruckfarben wird für diesen Zweck —> Verschnitt zugesetzt. Transparentweiß dient auch als Druckhilfsmittel beim Vierfarben-Offsetdruck und wird in Mengen von 5 bis 10 % einer Druckfarbe zugesetzt, um einen stabileren —•Fortdruck zu erzielen. Durch diesen Zusatz begegnet man einem —> Aufbauen durch zu schnelles —• Wegschlagen insbesondere bei sujetbedingter geringer Farbabnahme.

280 Transparentweiß enthält anstatt des Farbmittels lasierende Weißpigmente, wie —• Bariumsulfat, Aluminium- und —• Magnesiumsilikat oder —• Kieselsäure, und wird mithilfe von Knetern in die Druckfarbe eingemischt. Transparentweiß ist in seiner —> Konsistenz so abgestimmt, dass durch seinen Zusatz zur Druckfarbe keine Veränderung ihrer Verarbeitungsfähigkeit und der Eigenschaften des gedruckten Farbfilms eintritt. RO

Transparenz (transparency) Allgemein bezeichnet Transparenz die Lichtdurchlässigkeit von Materie, wobei deren Lichtstreu- und Lichtabsorptionseigenschaften die primären Einflussgrößen sind. Je kleiner diese beiden Größen sind, je größer ist die Transparenz (z.B. bei —•transparentem Zeichenpapier). Nach D I N 53147 ist die Transparenz fur Papier definiert als: 1/2

T = (Rw - R 0 )

10000 R(w)

"Rn

wobei Ro:

Reflexionsfaktor des Einzelblatts über einer vollkommen schwarzen Unterlage (realisiert am besten durch einen schwarzen Hohlkörper) in [%] Rw: Reflexionsfaktor des Einzelblatts über einer weißen Unterlage bekannten —• Reflexionsfaktors R(w) in [%] R(w): Reflexionsfaktor der weißen Unterlage (z.B. ein lichtundurchlässiger Stapel des Prüfpapiers). Verwendet werden die Y-Reflexionsfaktoren (—> Farbmessung), bestimmt mit —» Normlichtart C oder D65, wobei die Zahlenwerte in Prozent angegeben werden.

Die optische Größe - > Opazität ( DIN 53146) als Maß für die Lichtundurchlässigkeit läuft gegensinnig zur Transparenz, d.h. hohe Opazität entspricht niedriger Transparenz (z.B. bei fullstoffreichem, holzhaltigem —> SC-Papier). KE

Transportverpackungen (transport or tertiary packaging) Transportverpackungen sind gemäß § 3 der —• Verpackungsverordnung Fässer, Kanister, Kisten und Säcke einschließlich Paletten, Kartonagen, geschäumter Schalen, Schrumpffolien und ähnliche Umhüllungen, die Bestandteile von Transportverpackungen sind und die dazu dienen, Waren auf dem Weg vom Hersteller (z.B. Betriebe der Nahrungsmittelindustrie) bis zum Vertreiber (z.B. Supermärkte, Einzelhandelsgeschäfte) vor Schaden zu bewahren, oder die aus Gründen der Sicherheit des Transports verwendet werden. Hersteller und Vertreiber sind verpflichtet, Transportverpackungen nach Gebrauch zurückzunehmen und einer erneuten Verwendung oder einer stofflichen Verwertung (z.B. in der Papierindustrie) außerhalb der öffentlichen -» Abfallentsorgung zuzuführen. Transportverpackungen aus Papier, Karton und Pappe sind in erster Linie Wellpappenverpackungen. (—»Wellpappe). Ihre Rücknahme erfolgt über das RESY-System (Recycling System). KI

Treibhauseffekt (greenhouse effect) Verschiedene Gase in der Erdatmosphäre lassen die einfallende Sonnenstrahlung passieren, behindern aber deren Rückstrahlung von der Erdoberfläche in den Weltraum im infraroten Bereich. Dies fuhrt zu einer Erwärmung der Erdoberfläche, die mit steigender Konzentration dieser Gase zunimmt. Als Klimagase werden insbesondere —• Kohlendioxid, —> Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), —• Methan, Butan und Distickstoffoxid (Lachgas) genannt. Das mengenmäßig bedeutendste Gas ist Kohlendioxid, das bei jeder Verbrennung organischer Stoffe freigesetzt wird. Modellrechnungen ergeben, dass bei einer Verdoppelung des Kohlendioxidgehalts der Atmosphäre, mit der bis zum Jahre 2100 gerechnet werden muss, die Durchschnittstemperatur um 1,5 bis 4,5° C, in den Polgebieten unter Umständen um 8 bis 10° C ansteigen

281 würde. Dies würde zu Klimaveränderungen, Hochwasser und Ausbreitung der Wüsten führen. Auf der Weltklimakonferenz 1997 in Kyoto wurde eine weltweite Reduzierung der klimaschädlichen Gase Kohlendioxid, Methan, Lachgas, teilhalogenierte FCKW, perfluorierte —> Kohlenwasserstoffe und Hexafluorsulfid beschlossen. Das Protokoll von Kyoto sieht für 38 Industrieländer im Schnitt eine Verminderung des Ausstoßes dieser Gase um 5,2 % vor, die in den Jahren um 2010 (2008 bis 2012) erreicht werden muss. Die EU muss gegenüber 1990 die —• Emissionen dieser Gase um 8 % drosseln, die USA um 7 % und Japan um 6 %. Rußland und die Ukraine haben sich zu einer Stabilisierung ihres Ausstoßes verpflichtet. Australien darf 8 % mehr ausstoßen. Den zentralen Konflikt könnten aber die Folgeverhandlungen über den Handel mit Verschmutzungsrechten bilden. Verschmutzungsrechte (Zertifikaten) sind veräußerbar und können z.B. zur Finanzierung von Investitionen zur Luftreinhaltung eingesetzt werden. Die EU will das Ausmaß des Handels beschränken und besteht auf der Einrichtung einer Börse mit einer Aufsichtsbehörde, die den Handel steuern soll. Die deutsche Industrie hatte sich schon vor Kyoto dazu verpflichtet, bis zum Jahre 2005 den Kohlendioxidausstoß gegenüber 1990 um 2 5 % zu senken. Durch diese Selbstverpflichtung soll eine gesetzliche Regelung (z.B. in Form einer —• CC>2-Steuer) vermieden werden. HU

Trennverfahren (separation techniques) Der Begriff Trennverfahren ist eine Sammelbezeichnung für Verfahren, mit denen unter Ausnutzung von physikalischen und chemischen Eigenschaften der reinen Stoffe eine Trennung von Stoffgemischen ermöglicht wird. Wegen der oftmals nur geringen Unterschiede in den Eigenschaften werden die einzelnen Trennverfahren meistens als multiplikative Verfahren oder in Kombination mit anderen Trennverfahren angewendet. Es existieren zahlreiche Trennverfahren, die sich in 4 Gruppen einteilen lassen:

Treibriemen (belt drive) —> Antrieb

Trichterstofffänger (conical saveall, Dunsch saveall) Trichterstofffänger sind konische Zylinder (Konuswinkel ca. 50 bis 60°) mit der Spitze nach unten, die zur —• Faserrückgewinnung und somit gleichzeitig zur internen Kreislaufwasserklärung in Papierfabriken eingesetzt werden. Sie arbeiten nach dem Absetzprinzip (—• Sedimentation), d.h. die Aufströmgeschwindigkeit im Eintrittsquerschnitt muss niedriger sein als die Absetzgeschwindigkeit der Stoffteilchen. Trichterstofffänger sind betriebssicher, u.a. weil sie meist keine beweglichen Einbauten haben (Ausnahme:

Trennmesser (cut-off knive) Trennmesser werden zum Schneiden einer Papier- oder Kartonbahn quer zur Bahnlaufrichtung eingesetzt. Diese Einrichtung findet auch in der —> Abrolleinrichtung und —•Aufrolleinrichtung für Rollenschneidmaschinen vor dem —> Rollenwechsel Verwendung. KT

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Mechanische Verfahren (z.B. Klassieren, Sortieren, —> Filtration, —• Sedimentation, —• Umkehrosmose, —> Flotation) Thermische Verfahren (z.B. Adsorption, Destillation, Sublimation, Kristallisation, Eindampfung, Kondensation, Ausfrierung) Elektrische und magnetische Verfahren (z.B. Elektrophorese, elektrische Entstaubung (—> Elektrofilter) und Magnetscheiden) Chemische Verfahren (z.B. Ionenaustausch, Komplexierung, Verbindungsbildung).

Im Bereich der Abfallwirtschaft werden die Trennverfahren der chemisch-physikalischen —> Abfallbehandlung bzw. der Abfallaufbereitung zugeordnet. HA

282 Stabkrählwerke in der Spitze zur besseren Eindickung und Schaber im unteren Trichter zur Vermeidung von Brückenbildung). Der Abwassereintritt liegt im Zentrum etwa im unteren Drittel und ist meist als Zylinderrohr, evtl. mit seitlichen Schlitzen ausgebildet. Die von hier nach unten sinkenden Feststoffpartikel (Flocken) werden durch die konische Verjüngung zusätzlich eingedickt. Die konische Erweiterung nach oben bewirkt, dass sich feinere Teilchen bei Verlangsamung der Aufstiegsgeschwindigkeit im oberen Bereich in einer schwebenden Schicht (Schwebebettfilter) zu größeren und mithin schwereren Flocken zusammenballen und dann durch den Engpass des Eintrittsquerschnitts hindurch nach unten sinken. Dies setzt gleichmäßige Beschickung und vergleichbare Wasserzusammensetzung voraus, was nicht immer gegeben ist. Bei Störungen der Strömung oder des Schwebebettfilters kann es zum Kippen des Stofffängers kommen, d.h. zum Übertritt von ungereinigtem —> Abwasser oder —» Schlamm über die obere Überlaufkante (meist Rinnensystem oder Zackenwehr) in das —• Klarwasser, das ebenso wie der rückgewonnene Stoff weitgehend wieder verwendet wird. Die verschiedenen Bauformen von Trichterstofffangern unterscheiden sich durch die Einführung des Abwassers, die Strömungsführung im Inneren des Trichters und die Gestaltung des Klarwasserüberlaufs sowie des Schlammabzugs. Dimensionierungsgröße ist die Strömungsgeschwindigkeit im Eintrittsquerschnitt, die nach Art der abzuscheidenden Stoffe bei 0,5 bis 2 m 3 /m 2 h bzw. m/h liegt. Trichterstofffänger werden bis zu etwa 2 000 m 3 Inhalt gebaut und erreichen im Klarwasser Feststoffgehalte von unter 10 mg/1. Der sedimentierte —• Fangstoff weist bis zu 1 % Stoffdichte auf. DA

Triebseite (driving side, back side) Triebseite oder Antriebsseite nennt man jenige Längsseite an Papier-, Karton—• Streichmaschinen, auf der sich —• Antriebe der Walzen und Zylinder

dieund die und

zumeist auch die Zu- und Abluftleitungen befinden. Die entgegengesetzte Seite zur Triebseite ist die —• Führerseite. HC

Trinkbecherkarton (cup board , drinking-cup stock) Trinkbecherkarton entspricht in seiner Zusammensetzung und seinen Eigenschaften im Wesentlichen dem —> Becherkarton. Für die Herstellung von Trinkbechern wird der Karton mit PE beschichtet (—» Extrudieren). Für heiße Getränke erhält der Karton eine PESchicht von mindestens 18 g/m 2 Stärke auf der Innenseite, um einen Flüssigkeitsdurchtritt zu vermeiden. Becher für kalte Getränke werden auf der Außenseite zusätzlich mit einer etwa 12 g/m 2 starken PE-Schicht versehen, um den Becher gegen Kondensationswasser zu schützen. Die äußere PE-Schicht soll außerdem eine verbesserte —»Bedruckbarkeit bewirken, für Anwendungen wie z.B. Partybecher. Häufig auftretende Probleme bei der Herstellung von Trinkbechern sind Faltenbildung bei der Verformung sowie Undichtigkeiten am Boden sowie an der Seitennaht. PA

Trinkwasser (drinking water) Wasser, das zum menschlichen Genuss bestimmt ist, wird allgemein als Trinkwasser bezeichnet. Der Begriff kennzeichnet jedoch vielfach Wasser, das den gesetzlichen Bestimmungen für diesen Verwendungszweck entspricht (—• Trinkwasserverordnung). In Deutschland trifft das immer zu. Diese Vorgaben werden EU-weit regelmäßig den neuesten Erkenntnissen angepasst, wobei insbesondere die Vermeidung von Stoffen, die aus der Landwirtschaft eingetragen werden (Pestizide, Nitrat), eine wesentliche Rolle spielt. Nicht jedes Wasser, das zum Trinken geeignet, ja sogar dafür bestimmt ist, entspricht jedoch den Vorgaben der Trinkwasserverordnung. So können Mineral- und Tafelwässer in einigen Punkten eine deutlich abweichende Zusammensetzung haben (EG-Richtlinie, in

283 Deutschland Mineral- und Tafelwasserverordnung). Für Industriebetriebe, die in ihren sanitären Anlagen selbst aufbereitetes Wasser zur Verfügung stellen, ist die regelmäßige Überprüfung nach der Trinkwasserverordnung zwingend vorgeschrieben. Wenn die festgelegten Anforderungen nicht erfüllt werden, müssen alle Anschlüsse, bei denen der Benutzer normalerweise Trinkwasser erwartet, entsprechend gekennzeichnet werden. MO

Trinkwasserverordnung (Drinking Water Supply Ordinance) Das Bundes-Seuchengesetz (BSeuG) ermöglicht dem Gesetzgeber in § 11 den Erlass der Trinkwasserverordnung (TrinkwV). Diese stellt Anforderungen an die Beschaffenheit von —• Trinkwasser. So muss das Trinkwasser frei von Krankheitskeimen sein, wobei ein bestimmter —» Grenzwert als zulässig erachtet wird. Trinkwasser ist in der Regel das aus der Versickerung von Niederschlagswasser entstandene —• Grundwasser. Daneben wird Trinkwasser aus See- und Talsperrenwasser oder durch künstliche Aufbereitung von —• Oberflächenwasser gewonnen. Mittlerweile ist fast jedes als Trinkwasser in Betracht kommende Wasser mit organischen und anorganischen Stoffen angereichert, deren Menge über die zulässigen Grenzwerte hinausgeht, so dass das Wasser aufbereitet werden muss. Die Maßnahmen für die Aufbereitung sind teilweise technisch schwierig. Neben der mechanischen Entfernung von Schwebstoffen kann das Wasser gefiltert, belüftet oder entsäuert werden. Die Verordnung regelt die Einrichtung, Zulassung, Betreiberpflichten und behördliche Überwachung der Trinkwasserversorgungsanlagen. Weiterhin bestehen Regelungen bei der Verwendung von Wasser in Lebensmitteln. Mineral· und Tafelwasser werden rechtlich nicht als Trinkwasser angesehen. GT

Trockenausschuss (dry broke) —• Ausschuss

Trockenfilz (dryer felt) Trockenfilze, die die Funktion hatten, Feuchtigkeit aus dem zu trocknenden Papier in der —•Trockenpartie von Papiermaschinen aufzunehmen und sie an die —• Filztrockner abzugeben, sind fast vollständig durch —• Trockensiebe ersetzt. Nachteilig bei den Trockenfilzen ist besonders das ungünstige Anschmutzverhalten mit Anlagerung von klebenden Verunreinigungen (z.B. —> Stickies, —• Bitumen, —• Harz, —• Wachs). Eine gewisse Bedeutung haben sie als —• Schonfilze. Sie bestehen meist sowohl im —• Grundgewebe als auch in dem aufgenadelten Vlies (—•Nadelfilz) aus Polyamid oder Polyester. Durch eine besondere Oberflächenbehandlung wird eine vollständig glatte Oberfläche erreicht. Die flächenbezogenen Massen solcher Filze liegen meist bei 1 800 bis 2 200 g/m 2 . AL

Trockengehalt (dry matter content, solids content) Als Trockengehalt, auch Feststoffgehalt genannt, wird der Anteil der Trockenmasse an der Gesamtmasse einer wässrigen Lösung, Dispersion oder eines Festkörpers (z.B. Faserstoff, Papier) bezeichnet. Nach D I N EN 20287 wird der Trockengehalt T m von Papier aus dem Verhältnis von —•Trockengewicht mtr zu Feuchtgewicht m F berechnet:

T m = ^ M 0 0 [%] mF Die Bestimmung des Trockengewichts von Zellstoff in Ballen nach der Wärmeschrankmethode ist in D I N EN 20638 festgelegt. EI

284 Trockengewicht (dry weight) Nach D I N EN 20638 wird das Gewicht (Masse) einer Probe nach dem Trocknen bis zur —> Gewichtskonstanz (Massenkonstanz) als Trockengewicht (Trockenmasse) bezeichnet. Die Ermittlung kann durch Trocknen in einem Wärmeschrank geschehen (—• ofentrocken) oder mittels Trockenmitteln im Hochvakuum (—• Vakuum, —> absolutes Trockengewicht). Für die Bestimmung des Trockengewichts von Zellstoff sind neben der Wärmeschrankmethode (DIN EN 20638) noch andere, nicht genormte Verfahren in Gebrauch. EI

nach automatisiertem Öffnen ein Begehen der Trockenpartie ermöglichen. HO

Trockenhaube (hood) Die Trockenhaube ist Teil der —• Mehrzylinder-Trockenpartie von Papiermaschinen. Sie überspannt die —•Trockenzylinder über die gesamte Länge, Breite und Höhe der Trockenpartie und ermöglicht eine gezielte Zufuhr von heißer Luft und die Abfuhr des bei der Trocknung der Papierbahn entstehenden Wasserdampfs. Die Trockenhaube sollte gegenüber der Maschinenhalle gut abgedichtet sein, um möglichst wenig Falschluft in die Trockenpartie einzubringen. Andererseits sollte das Klima der Maschinenhalle nicht durch Ausblasen von heißer, feuchter Haubenlufit belastet werden. Durch —• Taschenbelüftung, d.h. durch gezielte Luftzufuhr an den Entstehungsort des Wasserdampfes mittels —• Blaskästen oder —> Blaswalzen, kann die eingebrachte Luftmenge gering gehalten werden (Energieeinsparung). Dadurch erreicht die Luft aber auch eine relativ hohe Taupunktstemperatur (—> Taupunkt). Um an den Wänden der Trockenhaube ein Auskondensieren des Wasserdampfs zu vermeiden, muss die Haube wärmeisoliert sein und zusätzlich durch unten liegende Luftkanäle mit heißer Luft gespeist werden. Diese Unterluft nimmt die aus den Taschen mit hohem Wassergehalt ausströmende Luft auf. Die Trockenhaube ist zum Maschinenraum durch Tore abgeschüttet, die

Trockenoffset (dry offset , dry relief offset) Falsche Bezeichnung für den —• indirekten Hochdruck.

Trockenkanal (drying tunnel) Trockenkanal nennt man den Bereich eines —• Kanaltrockners, in dem die Trocknung des feuchten Guts durch die Zufuhr von Wärmeenergie erfolgt. HC

Trockenkreppen (dry crêping) —• Kreppen

Trockenpartie (dryer section) Die Trockenpartie vollzieht mit ihren —• Trockenzylindern den dritten Schritt des Papierherstellungsprozesses mit dem Verdampfen des Wassers aus der feuchten, aus der —> Pressenpartie kommenden Papierbahn durch Wärmeübertragung mit folgenden Hauptaufgaben: •

•

Trocknung der Papierbahn auf einen gewünschten Feuchtegehalt bzw. —> Trockengehalt gleichmäßig in —> Längs- und —• Querrichtung störungsfreier Transport der Papierbahn (möglichst ohne Bahnflattern, Faltenbildung und Abrisse) von der Pressenpartie bis zur —• Schlussgruppe.

Zur Erledigung dieser Aufgaben gelten folgende Arbeitsziele: 1) Trocknung der Papierbahn • gleichmäßiger, guter Kontakt mit Trockenzylindern durch Anpressen Bahn an die heißen Trockenzylinder tels gespanntem —> Trockensieb

den der mitoder

285

• •

durch Walzendruck beim —• Glätt- oder —> Kreppzylinder (—• Kontakttrocknung) Aufheizen der Papierbahn durch dampfbeheizte Trockenzylinder Ausdampfen des Wassers aus der Papierbahn und Abfuhrung des Wasserdampfs (—» Konvektionstrocknung).

2) Führung der Papierbahn • in einer konventionellen zweireihigen Trockenpartie (Abb. 1), auch mit Glättzylinder • in einer zweireihigen Trockenpartie z.T. mit „Slalom"-Kontaktfilzfuhrung (Abb. 2) • in einer einreihigen Trockenpartie fur höhere Geschwindigkeiten (Abb. 3), Stützung der Papierbahn durch das Trockensieb bei Führung über die Trockenzylinder und Ansaugen der Bahn im Bereich der unten liegenden Saugwalzen • durch nur 1 Zylinder, wie z.B. Glättzylinder bei —• Selbstabnahmemaschinen • Abnahme der Papierbahn von den Zylindern mithilfe von Abnahmeschabern. 3) Streifenüberfuhrung • durch Schneiden eines Papierstreifens mit —> Gautschknecht oder mit Spitzenschneider • mithilfe einer Doppel-/Dreifachseilfuhrung (—• Seilfuhrung) • seillos mithilfe von Blasdüsen, Überführschabern und Saugwalzen.

1 = Bahnstabilisatoren 2 « Trockensiebspanner 3 = Trockensieb

Abb. 1: Bahnführung in einer zweireihigen Trockenpartie

1 = Bahnstabilisatoren 2 = Trockensiebspanner 3 = Trockensieb

Abb. 2: Slalom-Kontaktfilzführung

ι Α β | Α (&) Λ

TTTTO;

4) Führung der Trockensiebe durch • —> Zylinder und Leitwalzen • —• Sieblaufregler und —> Siebspanner. 5) Reinigung • der Trockensiebe kontinuierlich mittels Hochdruckwasserstrahl mit Schmutz- und Wassernebelabsaugung • der Trockenzylinder mit Reinigungsschabern • sporadisch durch Einsatz chemischer Reinigungsmittel und nachfolgendes Ausspritzen der Siebe.

L, , _ 1 = Bahnstabilisatoren 2 = Saugwalzen 3 = Trockensieb

Abb. 3: Bahnfuhrung in einer einreihigen Trockenpartie

6) Kontrolle und Regelung zugunsten eines gleichmäßigen Lufthaushalts im gesamten Bereich der —• Trockenhaube (—• Dunsthaube) nach Luftmenge und Luftfeuchte durch

286 • •

Abtransport der feuchten Luft Einbringung frischer, heißer Luft bei Stabilisierung des Bahnlaufs gegen Falten, Bahnflattern und Randumklappen mithilfe geeigneter lufttechnischer Einrichtungen in der Trockenpartie (z.B. Bahnstabilisatoren). Bei einreihiger Trockenpartie Einbringen von Luft durch Blaskästen, Blasrohre, Saugblaskästen, Bahnstabilisatoren.

7) Beheizung der Trockenzylinder (Abb. 4) • nach der fur das Papier verträglichen Heizkurve mit einer intelligenten Schaltung und Regelung des —• Dampf- und Kondensatsystems • im Vakuumbereich zur Erzielung einer sanften Anheizkurve für die ersten Trockenzylinder. Mehrzylinder-Trockenpartien sind je nach Papierqualität antriebsmäßig in Gruppen zusammengefasst. Das Dehnungsverhalten des Papiers richtet sich nach dem Trockengehalt und bestimmt die Zylinderzahl pro Gruppe. Zu beachten sind gleichzeitig die Länge der Ausdampfstrecken zwischen den Zylindern und das zwischen den Zylindern herrschende Taschenklima (Kontakt-, Konvektionstrocknung).

Abb. 4: Dampfdruck und Zylindertemperatur in einer Trockenpartie (schwarze Kurve: Dampfdruck)

Die Zylinder sind angetrieben durch: • Gruppenantrieb bei Verteilung der Antriebsleistung über gekapselte Zahnräder mit Räderkästen

•

•

•

Gruppenantrieb über Einzelantrieb von Trockenfilzleitwalzen (silent drive von Beloit) Aufsteckgetriebe auf den Zylinderzapfen und Verteilung der Antriebsleistung über Antriebswellen Antrieb von einzelnen Zylindern einer größeren Gruppe durch das Trockensieb.

Probleme bei konventionellen zweireihigen Trockenpartien waren: • • • • •

lange Papierzüge Bahnflattern überdehnte Ränder Faltenbildung Abrisshäufigkeit mit hohen Verlustzeiten wegen Ausräumen der Trockenpartie.

Fliehkräfte bei hohen Papiermaschinengeschwindigkeiten mit Abheben der außen liegenden Bahn von den unteren Zylindern bei Slalombetrieb erzwangen das Besaugen der unteren Zylinder, um die Bahn dort festzuhalten. Dazu wurden gebohrte Zylinder (auch mit Rillen und Bohrungen) mit Besaugung eingesetzt. Bei zweireihigen Trockenpartien sind für hohe Geschwindigkeiten zur Verkürzung der Papierzüge die Trockensiebleitwalzen versetzt, was geänderte Konstruktionen für Bahnstabilisatoren zur Haftung der Papierbahn am Sieb und für die —> Taschenbelüftung erfordert. Bei der zweireihigen Trockenpartie ist die Papierbahn nur teilweise gestützt. KL

Trockensieb (dryer fabric) Trockensiebe haben in den —• Trockenpartien nahezu aller Papiermaschinen die Funktion der —• Trockenfilze übernommen. Sie führen die Papierbahn durch die Trockenpartie, pressen die Papierbahn zwecks Erhöhung des Wärmeübergangs an die geheizten Zylinder an und gewährleisten, dass das verdampfte Wasser vom Papier abtransportiert werden kann.

287 Trockensiebe werden meist aus Polyethylenterephthalat (Polyester) hergestellt, wobei —> Monofilamente mit bis zu 0,7 mm Durchmesser oder zur Verminderung der Markierneigung (—> Markierung) flache Monofile eingesetzt werden. Die multifilen Materialien, die noch vor wenigen Jahren häufiger anzutreffen waren, haben aufgrund ihrer größeren Verschmutzungsneigung und ihrer geringeren Stabilität an Bedeutung verloren. Andere Materialien wie Polyphenylensulfid, die dem Polyethylenterephthalat im Bezug auf die Hitzebeständigkeit überlegen sind, haben für Trockenpartien mit Temperaturen von mehr als 150° C Bedeutung. Für markierempfindliche Papiere werden benadelte Siebe eingesetzt. Hierzu wird ein gewebtes Trockensieb oder ein Spiralsieb, wie bei den —> Nadelfilzen beschrieben, mit einem —> Nadelvlies benadelt. Die Siebe können als Gewebe hergestellt werden, wobei man durch geeignete Bindungen eine möglichst glatte Oberfläche erzeugt und außerdem in Verbindung mit einer gezielten Auswahl des Schrumpfes von Längs- und Querfaden (Kett- und Schussfäden) die fur die Einsatzstelle richtige Luftdurchlässigkeit und Laufstabilität erreicht. Das gewebte Sieb muss anschließend noch thermofixiert und mit einer Naht versehen werden. Eine weitere Form der Trockensiebe ist das Spiralsieb. Die Herstellung erfolgt in den Schritten: Wickeln des Monofils um einen ovalen Dorn zu einer Spirale, Zusammenfugen der Spiralen und Verbinden mit einem Steckdraht, erforderlichenfalls Vermindern der Luftdurchlässigkeit durch Einfuhren eines Fülldrahts und Thermofixieren. Eine Naht ist nicht erforderlich, da das Verbinden von Anfang und Ende des Spiralsiebs wie bei der Fertigung durch Einfügen eines Steckdrahts geschieht. Die Laufzeiten von Trockensieben liegen bei 0,5 bis 3 Jahren. AL

Trockensiebreinigung (dryer fabric cleaning) Spiral- und gewebte Trockensiebe können aufgrund ihrer Struktur mechanisch durch

den Einsatz von Hochdruckwasserstrahlen (—» Hochdruckspritzrohr) gereinigt werden. Neuere Systeme arbeiten mit einem über die Siebbreite kontinuierlich traversierenden Hochdruckreinigungskopf. Der Wasserstrahldruck erreicht bei rotierenden Nadelstrahldüsen bis zu 35 bar. Die abgelösten Schmutzpartikel sowie das reflektierte Reinigungswasser werden hierbei sofort wieder abgesaugt, so dass die Reinigung bei laufender Produktion erfolgen kann. Zur Entfernung von klebenden Verunreinigungen (—» Stickles) hat sich auch der Einsatz von Trockeneis bewährt. Dieses kühlt die anhaftenden Verschmutzungen so stark ab, dass diese verspröden und anschließend leicht entfernt werden können. In Ausnahmefällen kann die Reinigung auch außerhalb der Maschine erfolgen. KX

Trockenverfestiger (dry strength agents) Trockenverfestiger sind hochmolekulare Substanzen mit stark hydrophilem Charakter, die in der Lage sind, die Papierfestigkeit zu steigern. Hauptsächlich verwendet werden —> Stärke und Stärkederivate, —• Galaktomannane, —• Cellulosederivate und —> Polyacrylamide. Sie werden an der Oberfläche von —• Fasern, —• Feinstoffen oder —• Füllstoffen adsorbiert und erhöhen den Bindungsgrad vor allem durch Verstärkung der Bindungen bzw. durch Erhöhung der Anzahl von Bindungen zwischen diesen Komponenten. Mengenmäßig dominierend sind modifizierte Stärken und Stärkederivate. Ausgangsmaterial für diese TrockenverfestigerGruppe ist —> native Stärke aus Mais, Kartoffeln und Weizen, die unter Verwendung von quarternären Ammoniumverbindungen oder von Polyvinylamin kationisch modifiziert werden. Verwendet werden auch amphotere Stärken, bei denen neben kationischen Gruppen gezielt anionische Gruppen, bevorzugt als Phosphatgruppe, eingebaut sind. Im Vergleich zu rein —> kationischer Stärke werden amphotere Stärken in stark störstoffbelasteten

288 (—• Störstoffe) und metallsalzhaltigen Stoffsystemen besser reteniert. Von den im Samen vieler Leguminosengewächse vorkommenden Galaktomannanen hat als Trockenverfestiger nur das Guaran (Guar-Gummi) Bedeutung, das aus dem Samen der Guar-Bohne gewonnen wird. Im Vergleich zur Stärke und zu Stärkederivaten kommt es beim Einsatz von Guar-Gummi zu einer verstärkten Ausbildung von festigkeitserhöhenden Wasserstoffbrückenbindungen. Deshalb können zur Erzielung gleicher Festigkeitseigenschaften geringere Mengen an Guaran eingesetzt werden. Der wichtigste Vertreter aus der Gruppe der Cellulosederivate ist —> Carboxymethylcellulose (CMC). Bei ihrer Verwendung als Trockenverfestiger ist eine Fixierung mit —• Aluminiumsulfat oder einem kationischen —• Polymer notwendig. Unter den synthetischen Trockenverfestigern kommt den Polyacrylamiden die größte Bedeutung zu. Als anionische Produkte benötigen sie zum Aufziehen auf die Faser kationische —• Fixiermittel, wie z.B. Aluminiumsulfat oder synthetische —> Retentionsmittel. Heute sind auch kationische Polyacrylamide auf dem Markt erhältlich, die meist durch den Einbau quarternärer Ammoniumverbindungen erzeugt werden. Trockenverfestiger können entweder durch Sprühen, durch Zusatz in der Masse oder durch Oberflächenauftrag in bzw. auf das Papier gebracht werden. Das Sprühen ist auf Papiermaschinengeschwindigkeiten von unter 600 m/min beschränkt und wird fast ausschließlich bei der Verwendung von Stärke zur Herstellung von —> Verpackungspapieren und —• Karton angewandt. Hierbei tritt häufig das Problem auf, dass der Sprühnebel zu einem Verschleimen der —• Siebpartie und zu einer höheren Belastung des —• Fabrikationswassers führt. Dominierend beim Einsatz in der Masse ist kationische Stärke. Ihre Zugabe erfolgt bei 3 bis 4 % Stoffdichte ( - » Stoffdichtebereich). Die Zugabemengen variieren je nach Papiersorte und liegen zwischen 0,4 und 1,4 %, in Ausnahmefällen bei maximal 2 %, bezogen auf —• otro Faserstoff. Zum Einsatz kommen

aber auch amphotere Stärke, Guaran, Carboxymethylcellulose und Polyacrylamide. Nachteilig beim Masseeinsatz ist in eng geschlossenen Wasserkreisläufen die Gegenwart von gelösten anionischen Störstoffen, die die Wirksamkeit der Trockenverfestiger herabsetzen können. Deshalb wurde in den vergangenen Jahren verstärkt auf den Oberflächenauftrag übergegangen, der mit der —• Leim- oder —» Filmpresse erfolgt. In ihrer —• biologischen Abbaubarkeit unterscheiden sich die verschiedenen Trockenverfestiger beträchtlich. Stärkeprodukte und Guar-Gummi sind biologisch gut abbaubar. Im Gegensatz dazu ist die biologische Abbaubarkeit von Carboxymethylcellulose und Polyacrylamiden weniger gut. Da diese Substanzen jedoch fast ausschließlich mit der Leim- oder Filmpresse auf der Papieroberfläche appliziert werden, ist der in das —•Abwasser gelangende Anteil gering. Zudem werden Reste im zu reinigenden Abwasser sehr wirkungsvoll am —• Belebtschlamm biologischer —• Abwasserreinigungsanlagen adsorbiert. HA

Trockenzylinder (drying cylinder , dryer can) Der Trockenzylinder (Abb. 1) als Teil oder Ganzes (—> Tissuemaschine) einer —• Trockenpartie trocknet die aus der —• Pressenpartie kommende feuchte Papierbahn nach dem Prinzip der —> Kontakttrocknung, kombiniert mit —> Konvektionstrocknung im freien Bahnzug zwischen den Trockenzylindern. Der Trockenzylinder besteht aus dem —> Zylindermantel aus Grauguss (in Einzelfällen auch geschweißte Zylinder in Stahl), aus Deckel und Zapfen in Lagern sowie den Dampfzufuhr- und Kondensatabfuhreinrichtungen. Außerhalb des Lagers sind der —• Dampfkopf und der Kondensatkopf aufgesetzt. Es gibt Dampfköpfe, Kondensatköpfe und kombinierte Dampf-/Kondensatköpfe (Abb. 2). Vielfach ist der Zylinder mit einem —• Schaber oder auch mit einem —* oszillierenden Schaber versehen. Der in den Zylinder gelangende Dampf zur Trocknung der Papierbahn gibt seine Wärme

289

Triebseite

Fuhrerseitô

Abb. 1 : Trockenzylinder

•

Vorteile stationärer Siphons: sichere Entwässerung bei kleinem Differenzdruck geringe Durchströmdampfmenge erforderlich

an den Zylindermantel ab und kondensiert. Dampfzufuhr und Kondensatabfuhr müssen unter Berücksichtigung des Durchströmdampfs (der das —• Kondensat aus dem Zylinder transportiert) ausgeglichen sein. Für die Kondensatabfuhr sorgen: • • •

eindeutige Kennlinie stillstehende Zylinder entwässern eindeutig (Siphon steht in 6 UhrPosition)

Schöpfer (in langsamen Maschinen) stationäre Siphons (Abb. 3) rotierende Siphons (Abb. 3).

1) Schöpfer Schöpfer werden nur noch selten und in langsam laufenden Papiermaschinen eingebaut.

Kombinierte Dampfeinu. Kondensatausströmung auf Triebseite

Abb. 2: Dampf- und Kondensatköpfe

2) Stationäre Siphons Stationäre Siphons sind sehr verbreitet, besonders in Europa. Sie arbeiten ohne Begrenzung hinsichtlich der Papiermaschinengeschwindigkeit. Beim Abfuhren des Kondensats wird zur Überwindung von Höhendifferenzen und Reibungsverlusten Durchströmdampf als eine Teilmenge des eingespeisten Heizdampfs benötigt.

Kaskadenheizsystem leicht realisierbar

•

hinsichtlich Trocknungsleistung sehr variabel. Nachteile stationärer Siphons:

Dampfeinströmung auf Triebseite

konstruktiv anspruchsvolle Siphonhalterung Kondensatausströmung auf Führerseite

290 Beschädigung von Siphons durch Fremdkörper im Zylinder möglich thermische Verformung des Halterohrs schwer beherrschbar, wodurch Abstand zur Zylinderwand nicht eindeutig gegeben ist. 3) Rotierende Siphons Rotierende Siphons können gegen die Zylinderwand abgestützt werden. Mit zunehmender Fliehkraft bei erhöhter Papiermaschinengeschwindigkeit nimmt die aufzubringende Druckdifferenz für den Durchströmdampf erheblich zu. •

Vorteile rotierender Siphons: Anordnung im Zylinder beliebig thermische Verformung beherrschbar

•

Wandabstand genau definiert. Nachteile rotierender Siphons: große Durchströmdampfmenge wegen des größeren Differenzdrucks erforderlich keine eindeutige Kennlinie stillstehender Zylinder je nach Stellung nicht entwässerbar.

Stationärer

Rotierender Siphon

τ_ φ f τ

Abb. 3: Stationärer und rotierender Siphon

Wegen der Vor- und Nachteile eignen sich rotierende Siphons mehr für den Papiermaschinenbetrieb bei höheren Dampfdrücken (z.B. Kraftlinermaschinen). Die Siphons werden bei neuen und damit breiten Papierma-

schinen meist paarweise angeordnet, wobei 2 Zylinder den Siphon auf der —•Triebseite, die beiden nächsten Zylinder auf der —> Führerseite haben. Die Dampfzufuhr erfolgt aber nur von einer Seite (d.h. kombinierte Dampfköpfe im Wechsel). Bei Zylindermänteln aus Grauguss entspricht eine größere Härte einer hohen Lebensdauer, aber auch einer geringeren Wärmeleitzahl, d.h. bei gleichem Dampfdruck bzw. gleicher Kondensattemperatur einer geringeren Trocknungsleistung (—• Verdampfungsleistung) und umgekehrt. Härte und Trocknungsleistung lassen sich durch Gusslegierungen optimieren. Zylindermäntel können je nach Einsatzstelle mit verschiedenen Materialien bezogen sein (—> Trockenpartie). Hauptanforderungen an den Trockenzylinder: • Dampfdichtheit • dichtes und gleichmäßiges Guss-/Stahlgefüge • hohe —> Wärmeleitfähigkeit • gleichmäßige Zylinderoberflächentemperatur • hohe Oberflächenhärte bzw. hoher Verschleißwiderstand • geometrisch genaue Zylinderform • hohe Formstabilität • gleichmäßige Rauigkeit der Innenfläche • gleichmäßig hohe Glätte der Zylinderoberfläche • Zentrizität der Zylinderachse zum Außendurchmesser • hohe Wuchtgüte. Durch Störleisten, auch Thermoringe oder Spoilerbars genannt, an der Zylinderinnenwand angebracht, lässt sich die Trocknungsleistung des oder eines Abschnitts des Zylinders dank Zerstörung des Kondensatrings steigern - auch Einsatz bei Feuchteprofilkorrektur. Stauleisten im Zylinder stauen Kondensat an (z.B. im Deckelbereich) und senken dort die ansonsten überhöhte Oberflächentemperatur ab. Zur Profilkorrektur müssen bei Stör- wie Stauleisten ggf. mehrere Zylinder hintereinander entsprechend ausgerüstet werden. KL

291 Trocknen (historisch) (drying) (historical) Traditionell wird Papier an der Luft getrocknet. In Zentralasien werden die Siebe (—• Eingießtechnik) zum Trocknen ans Feuer gestellt. Die ersten Trocknungsapparate sind in China gebaut worden. Es handelt sich um lange, rechteckige, gemauerte Öfen, an deren glattverputzte Außenseite die feuchten Papierblätter aufgebürstet werden. Später wurden zum gleichen Zweck rechteckige, dünne Eisenplatten dachförmig aneinander gestellt und im Zwischenraum beheizt. Erst in der großen Zeit der Manufakturen (17./18. Jh.) beginnt man in Europa, heizbare Hängeböden oder separate Trocknungshäuser zu bauen. Im 19. Jh. werden vorwiegend zum Trocknen der Pappe- und Tapetenbahnen Trocknungsstraßen, die mit Heißluft oder Dampf beheizt werden, gebaut. Erst die Erfindung des dampfbeheizten —• Trockenzylinders (1820, Crompton) und dessen Einsatz in der Trockenpartie der Papiermaschine durch Donkin (kurz nach 1820) löst das Problem endgültig. TS

von Wärmeenergie bewirkt. Die Geschwindigkeit der Verflüchtigung von Lösemitteln wird bestimmt durch ihren Siedepunkt, ihre Verdunstungszahl (VD = Verdunstungszeit der Prüfflüssigkeit/V erdunstungszeit von Ethylether) und ihre Verdampfungswärme in [J/g]. ..

Trocknen der Druckfarbe (ink drying) Als Trocknen einer —• Druckfarbe bezeichnet man den Übergang einer frisch gedruckten Farbschicht vom flüssigen in den festen Zustand mit guter Haftung an den —• Bedruckstoff. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen physikalischer (—> Wegschlagen, —• Verdunsten), chemischer (Oxidation, —» Polymerisation) und Strahlentrocknung (IR, UV, EB), die je nach —• Druckverfahren und Art der Druckfarbe angewandt werden.

•

1) Physikalische Trocknung Trennung von festen und flüssigen Bestandteilen der Druckfarbe durch Verdunstung von flüchtigen —> Lösemitteln oder durch Penetration und —> Adsorption dünnflüssiger Bestandteile der Druckfarbe durch die Kapillarwirkung des Papiers (Wegschlagen). Der erstgenannte Prozess wird durch Beschleunigung des Verdunstens oder Verdampfens der Lösemittel infolge Übertragung

Die Übertragung der Wärmeenergie kann erfolgen durch: •

•

•

Wärmeleitung, die von der —»Wärmeleitfähigkeit des übertragenden Stoffs abhängig ist. Wärmekonvektion, die an die Bewegung von erwärmter, strömungsfähiger Materie, wie Dampf oder Gase, gebunden ist (Beispiel: Heißlufttrockner für Heatsetdruckfarben). Wärmestrahlung, die durch —•Absorption von Strahlung im infraroten Wellenlängenbereich (IR) erfolgt (siehe 3) Strahlentrocknung).

Verdunstung von leichtflüchtigen Lösemitteln oder Ölen durch Aufblasen von erwärmter bzw. erhitzter Luft erfolgt beim:

•

•

Illustrationstiefdruck, Lösemittel: —> Toluol Verpackungstiefdruck und —• Flexodruck, Lösemittel: Ethylalkohol, Ethylacetat Rollenoffset-Heatsetdruck, Lösemittel : leichtflüchtige —»Mineralöle (Siedebereich 240 bis 280° C) und Fettsäuremonoalkylester.

Trocknung ausschließlich durch Wegschlagen von —> Ölen in das Papier erfolgt beim —> Zeitungsdruck. 2) Chemische Trocknung Chemische Verknüpfung von Bindemittelmölekülen zu einem dreidimensionalen Netzwerk durch Polymerisation. Diese Art der Trocknung erfolgt beim —> Bogenoffsetdruck, Blechdruck und Foliendruck, wobei ungesättigte Bindungen der Pflanzelölkomponente (z.B. —> Leinöl, —• Holzöl) des Bindemittels unter Beteiligung von Luftsauer-

292 stoff miteinander reagieren und vernetzen (oxidative Trocknung). Durch Zusatz von Trockenstoff (Sikkativ), der als Katalysator für die Sauerstoffübertragung fungiert, wird dieser Prozess beschleunigt. Beim Verdrucken von modernen Bogenoffsetdruckfarben auf Papier erfolgt eine kombinierte Trocknung: Durch Wegschlagen flüssiger Bestandteile der Druckfarbe in das Papier vollzieht sich eine Vorverfestigung der gedruckten Farbschicht, die ein —> Abliegen verhindert. Die endgültige nagelharte Trocknung erfolgt durch oxidative Polymerisation im —• Stapel. Die Bindemittel für Bogenoffsetdruckfarben werden daher auch als Kombinationsbindemittel bezeichnet. 3) Strahlentrocknung IR-Strahlung: Bei der IR-Trocknung werden konventionelle Trocknungsprozesse, wie Wegschlagen und oxidative Trocknung, durch Absorption von Wärmeenergie lediglich beschleunigt, d.h. die Trocknungszeit im Stapel verringert sich z.B. von ca. 24 auf ca. 12 h. Beim Einsatz energiereicherer Strahlung, wie ultravioletter (UV) oder Elektronenstrahlung (EB), werden nach Absorption der Strahlung chemische Reaktionen im Bindemittel ausgelöst, die zu einer vernetzenden Polymerisation der Moleküle und damit zu einer Härtung des Druckfarbenfilms führen. Die Bindemittel für strahlenhärtbare Druckfarben basieren meist auf präpolymeren Acrylaten, die in reaktiven Verdünnern, meist mehrfunktionellen monomeren Acrylaten, gelöst werden. Letztere dienen einerseits zur Beschleunigung des Härteprozesses; andererseits kann mit ihrer Hilfe die für den Druckprozess korrekte —» Konsistenz eingestellt werden. UV-härtbaren Druckfarben müssen zur Erzielung einer akzeptablen Trocknungsgeschwindigkeit Fotoinitiatoren zugesetzt werden, die nach ihrem sehr effektiven strahleninduzierten Zerfall die genannten Vernetzungsreaktion beschleunigen. Bei der Trocknung durch EB entfällt die Notwendigkeit des Zusatzes von Fotoinitiatoren. Es muss aber unter Inertgas (Stickstoff, Kohlendioxid) ge-

arbeitet werden, da die Gegenwart von Sauerstoff die Vernetzungsreaktion inhibiert. RO

Trockner (dryer) Trockner sind Vorrichtungen zur Entfernung von chemisch nicht gebundenem Wasser aus einem Trocknungsgut (z.B. Papier). Die größte technische Bedeutung hat das thermische Trocknen, bei dem das Wasser durch —> Verdunsten oder —• Verdampfen und Abführen des entstehenden Dampfs abgetrennt wird. Je nach Bauart und verwendetem Verfahren zur Wärmeübertragung an das Trocknungsgut unterscheidet man verschiedene Gruppen von Trocknern, wie z.B. Konvektions-, Kontakt-, —> Strahlungsoder Vakuumtrockner. Jede Trocknergruppe lässt sich weiter unterteilen und umfasst jeweils verschiedene Trocknertypen. Exemplarisch für den Bereich der Papierindustrie seien Zylindertrockner als Hauptvertreter der Kontakttrockner (—• Kontakttrocknung) sowie —• Infrarottrockner als typischer Strahlungstrockner genannt. HC

Trockner für Streichmaschinen (dryer for coaters) Sowohl in —• on-line Streichmaschinen als auch in —> off-line Streichmaschinen werden zum Trocknen der —• Streichfarbe spezielle Trocknungseinrichtungen eingesetzt. Die Aufgaben einer Trocknungseinrichtung sind das Aufheizen des Trägermaterials mit dem Strich auf Verdunstungstemperatur und das Verdampfen des Strichwassers sowie der Abtransport des Wasserdampfs. Dabei wird eine Reihe von Anforderungen an die Trocknungseinrichtungen gestellt. Es muss eine ungleichmäßige —• Bindemittelwanderung vermieden werden bei einer möglichst schnellen Immobilisierung des —• Strichs. Dazu findet die Penetration eines Teils der —> Bindemittel der Streichfarbe in die Papier- oder Kartonbahn statt. Eine schonende Trocknung wird gleichfalls erwartet. Die Verdampfungsleistung sollte bei 20 bis 45 kg Wasser pro m 2 /h liegen. Da-

293 bei dürfen die Bahntemperaturen von 80 bis 90° C nicht überschreiten. Am Auslauf der Trocknungseinrichtung wird ein gleichmäßiges —•Feuchteprofil vorausgesetzt, um eine —• Rollneigung zu vermeiden bzw. zu kompensieren.

Kondensat Frischluft

Papier liischdüse

Abb. 2: Beispiel eines Schwebetrockners mit eingebauter Heißlufterzeugung (Quelle: Jagenberg)

Mischrohr

3) Kombinationstrockner Sie bestehen aus Infrarottrockner in Kombination mit Heißlufttrocknern. Den Heißlufttrocknern wird die Abluft der Infrarottrockner zugeführt, um den Energieaufwand zu senken.

Prallplatte

Gehäuse

4) Zusätzlich werden —• Trockenzylinder wie in der Papiermaschine verwendet (Abb. 3). Hier geschieht die Trocknung durch Wärmeleitung. Abb. 1: Standard-Infrarot-Strahler Abschirmgitter (Quelle: Krieger)

mit Metall-

Die Trockner können in 3 Kategorien eingeteilt werden: 1) —• Infrarottrockner (Abb. 1) Trocknung durch —• Wärmestrahlung. Diese Trockner werden entweder mit Gas oder Strom beheizt und besitzen entweder ein Stahl- oder Keramik-Abschirmgitter. 2) Heißlufttrockner (Abb. 2) Trocknung durch konvektive —> Wärmeübertragung. Hier werden zur Heißlufterzeugung Gas, Dampf oder Heizöl eingesetzt. Die Heißluft wird entweder einseitig über Prallstrahl- oder Schwebedüsen bzw. beidseitig über Schwebedüsen auf das Trägermaterial aufgebracht.

Abb. 3: Trockenzylindergruppe. Trockenzylinder (1), Leitwalze (2), Schaber (3), Filzregler (4), Filzspanner (5), Filz/Sieb (6) (Quelle: Jagenberg)

294 Der Einsatzort der Trockner richtet sich nach der Art des Strichs. Infrarottrockner werden meist als Vortrockner eingesetzt. Für die Endtrocknung werden allgemein Heißlufttrockner verwendet. Die Trockenzylinder dienen nicht nur zum endgültigen Trocknen des Trägermaterials, sondern auch zum Konditionieren des Strichs zugunsten der Planlage des —> gestrichenen Papiers oder Kartons. KT

oder umgekehrt durchströmt. Bei Durchströmung von außen nach innen tritt das —• Filtrat durch das Filtermittel in das Trommelinnere ein und kann dort abgezogen werden. Der sich aus den Schmutzstoffen bildende Filterkuchen bleibt auf dem Filtermaterial zurück und kann mittels eines Schabers entfernt werden.

Trog (vat) —• Rundsieb

Trogrundsieb (cylinder mold and vat) —> Rundsieb

Trommel für Verpackungszwecke (drum for packaging purposes) Abschnitte dünnwandiger, meist spiralgewickelter —• Papierhülsen mit sehr großem Innendurchmesser werden zur Herstellung von Packmitteln eingesetzt, die als Trommeln bezeichnet werden. Entsprechend dem hohen Fassungsvermögen müssen Trommeln mit stabilen Böden und Deckeln, oft aus Blech, ausgestattet werden. Trommeln sind häufig zu findende Verpackungen für Waschmittel. Weitere Anwendungsfelder sind die Verpackung von schütt- und rieselfähigen Produkten der chemischen Industrie, wie z.B. Klebstoffgranulate. WN

Trommelfilter (drum filter) Trommelfilter dienen zur Reinigung von —> Oberflächenwasser von schwimmenden und schwebenden Bestandteilen. Es besteht aus einer horizontal gelagerten, in einen Trog eintauchenden, rotierenden Trommel, die an ihrem Umfang mit Filtermittel (z.B. Vliesstoffe oder feine Siebe) belegte, auswechselbare Rahmen trägt (Abb.). Zur Reinigung des Wassers wird die Trommel entweder von innen nach außen

Prinzip eines von innen angeströmten Trommelfilters. Schmutzwasserzulauf (1), Filtermittel (2), Spritzwasserrohr (3), Schmutzwasserrinne (4), Schmutzabzug (5), gereinigtes Wasser (6)

Wird das Trommelfilter von innen beschickt, fließt das gereinigte Wasser durch die Filterfläche nach außen, während die Verunreinigungen am inneren Umfang der Trommel zurückbleiben und mit Unterstützung von Längsleisten nach oben transportiert werden. Dort wird der Schmutz von einem Spritzrohr in eine Schmutzwasserrinne gespült und über einen Hohlzapfen nach außen abgeführt. HC

Trommelrad (drum delivery) —> Bogenausleger

Tropfenabscheider (drop precipitator ) Ein Tropfenabscheider ist ein Aggregat zur Abscheidung von Tropfen aus der Luft, z.B. durch Umlenkung an Prallblechen. Tropfenabscheider werden insbesondere in Luftbefeuchtern und in Rauchgaswäschern (-> Nassabscheider) zur —• Abgasreinigung eingesetzt. HU

295 Tropfkörper (trickling filter) Tropfkörper sind aerobe biologische Filmreaktoren zur —> Abwasserreinigung (—• aerobe Abwasserbehandlung). Sie werden in der modernen Abwassertechnik der Papierindustrie ausschließlich mit fest eingebauten, vertikal durchflossenen Kunststoffelementen (vertical flow media) als Biomasseträger (—•Biomasse) ausgerüstet und zur Vermeidung verschiedener möglicher Störungen (z.B. Verstopfungen, Geruchsentwicklung) nach dem in der Abbildung gezeigten Prinzip konstruiert. Zulauf plus Rückführung

Tropfkörper mit zulaufunabhängiger Querschnittsflächenbeschickung

Im Bereich der Zellstoff- und Papierindustrie gibt es zahlreiche Beispiele fur den erfolgreichen Einsatz von Tropfkörpern. Durch die Entwicklung von Kunststoff-Füllelementen sind heute viele Anlagen in Betrieb, die bei hohen Raumbelastungen hervorragende Ergebnisse liefern. Die Vorteile dieses Verfahrens für die Abwasserbehandlung in der Papierindustrie sind: Elimination organischer Stoffe mit geringem Energieaufwand, hohe Betriebssicherheit und Temperaturabsenkung bei geeigneter Konstruktion. Während beim

—> Belebungsverfahren häufig Probleme mit der Schlammabtrennung auftreten, bietet der Tropfkörper einen sicheren Betrieb durch das wesentlich bessere Sedimentationsverhalten (—> Sedimentation) des ausgespülten —• Bioschlamms. Der Abbau erfolgt durch einen aeroben Biofilm, der sich auf den vom Abwasser berieselten Füllelementen bildet. Tropfkörper werden in wenigen Fällen in der Papierindustrie zur biologischen Vollreinigung gering belasteter Abwässer angewendet (Schwachlasttropfkörper). Zur Vollreinigung höher belasteter Abwässer dagegen sind Tropfkörper unwirtschaftlich. In solchen Fällen wendet man sie in der Form von Hochlasttropfkörpern (auch Hochlastkühltropfkörper) als erste biologische Stufe an. Insbesondere bei dem Einsatz eines Hochlasttropfkörpers als erste Stufe einer zweistufigen Biologie (dem Tropfkörper folgt ohne Zwischenklärung eine Belebung) ergeben sich Vorteile. Das Absetzverhalten des —> Belebtschlamms in der Belebtschlammanlage kann durch den Abbau von Blähschlamm verursachenden Kohlenhydratverbindungen (—• Kohlenhydrate) bedeutend verbessert werden. Durch ein entsprechendes RücklaufVerhältnis, das sowohl die Verstopfungsgefahr als auch die Zulaufkonzentration herabsetzt, sind die Belastungsgrenzen hoch. So werden die Anlagen mit Kunststoff-Füllelementen in der Papierindustrie mit BSB-Raumbelastungen (—>BSB) zwischen 1,5 und 5 kg/m 3 d (vorzugsweise etwa 2,5 bis 3 kg/m 3 d) und mit Flächenbeschickungen zwischen 1,4 und 5 m/h (vorzugsweise über 3 m/h) betrieben. Eine Zwischenklärung ist bei diesem Einsatz grundsätzlich dann nicht erforderlich, wenn durch eine hohe Querschnittsflächenbeschickung (ca. 2,5 bis 4 m/h) die Stärke des Biofilms gering gehalten wird. Wesentlich ist dabei, dass die Spülkraft im Bereich > 6 mm pro Beregnung liegt. Die entsprechende Beregnungsdichte wird nur mit Drehsprengern, nicht mit Flächenverteilern erreicht. Unter diesen Betriebsbedingungen werden auch keine Geruchsprobleme beobachtet, sofern nicht das Abwasser selbst Geruch abgibt. MÖ

296 Tungöl (tung oil) Tungöl, auch —• Holzöl genannt, ist ein klares, hellgelbliches Öl, das aus den Früchten des Tungbaums (Aleurites) vor allem in China und den USA gewonnen wird. Es zählt, wie —> Leinöl oder Rizinenöl, zu der Gruppe der vegetabilen, trocknenden Öle, die zur Herstellung von —• Firnissen für Bogenoffset- und Buchdruckfarben angewandt werden. Es stellt einen funktionellen Bestandteil dar, um das oxidative —• Trocknen der Druckfarben zu ermöglichen. Der Hauptbestandteil des Holzöls stellt chemisch das Triglycerid der Elaeostearinsäure dar und hat von den genannten vegetabilen Ölen die höchste Zahl von ungesättigten Bindungen in der Fettsäurekette. Es trocknet selbst schnell. Der zunehmende Gehalt in einer —• Druckfarbe bewirkt eine Beschleunigung des oxidativen Trocknungsprozesses. RO Tüpfelprägung (dot embossing) —• Prägen

Turbine (turbine) Turbinen sind Kraftmaschinen, in denen die Strömungsenergie des jeweiligen Fluids (Gas, Dampf, Wasser) in mechanische Arbeit umgewandelt wird. Diese wird über die Welle abgegeben und zumeist zum Antrieb eines elektrischen Generators verwendet. Kernstück einer Turbine ist ein mit gekrümmten Schaufeln versehenes Laufrad, das vom Arbeitsmedium umströmt wird. Die von der Turbine abgegebene Arbeit wird dem Fluid entzogen, indem der Drall der Strömung verkleinert wird. Dieser Drall wird beim Eintritt des Fluids in die Turbine über fest mit dem Gehäuse verbundene Leitschaufeln zunächst vergrößert. Wird anschließend das Laufrad angeströmt, erfolgt über die spiegelsymmetrisch zu den Leitschaufeln geformten Laufradschaufeln eine unmittelbare Umsetzung des Dralls in Rotationsenergie des Turbinenläufers.

Nach der Art des Fluids lassen sich die Turbinen unterteilen in: • • •

—> Dampfturbinen —> Gasturbinen —* Wasserturbinen.

In der Zellstoff- und Papierindustrie findet sich in Werken mit integriertem Kraftwerk häufig der kombinierte Einsatz von Gas- und Dampfturbine zur gleichzeitigen Bereitstellung von Strom sowie Dampf (als Prozesswärme) mit dem gewünschten Druck. HC

Turbo-Separator (turbo separator) Ein Markenname für eine Ausführung eines Sekundär-Pulpers.

Tusche (drawing ink) Tusche besteht aus feinen —> Rußen, die mit Bindemitteln (—• Gummi arabicum, —> Gelatine, wässrige Schelllack-Boraxlösung) zu einer schreib- und zeichenfähigen tief schwarzen Flüssigkeit angerieben sind. 1) Stangentusche enthält mehr Bindemittel als ausziehfähige Tusche. Sie wird zu einem steifen Teig angedickt, geformt, gepresst und getrocknet. Zum Gebrauch wird sie mit Wasser angerieben. 2) Lithographische Tusche dient zum Lithographieren auf Stein und Zink (—> Lithographie). Sie enthält Ruß als Farbmittel, —• Harz und —> Wachs zur Erzielung der gewünschten —> Konsistenz, Talg als fettenden Bestandteil und —• Seife, um das Bindemittel in Wasser emulgierbar zu machen. Tusche war schon den alten Chinesen und Ägyptern bekannt. Sie verwendeten feinsten Sesamölruß, der mit Leimwasser gebunden wurde. Oft war die Tusche mit Moschus und Kampfer parfümiert. Sie wurde mit einem feinen Pinsel oder Rohr aufgetragen. RO

297 Tüte (bag) Beutel

TÜV (MOT) Die TÜV (Technischen ÜberwachungsVereine) sind die größte Gruppe der technischen Überwachungsorganisationen. Sie haben die Aufgabe, die Sicherheit von gefährlichen technischen Systemen zu prüfen und zu überwachen. Es handelt sich bei diesen Systemen um technische Arbeitsmittel nach dem Gerätesicherheitsgesetz, überwachungsbedürftige Anlagen und Kraftfahrzeuge. Die Prüfung und Überwachung dieser Systeme wird entweder von amtlichen Sachverständigen vorgenommen oder von solchen, die amtlich dazu bestimmt sind. Hamburg und Hessen haben amtliche Sachverständige in ihren staatlichen Überwachungsämtern. Die restlichen Bundesländer haben diese Aufgabe neben anderen Organisationen vor allem den TÜV (mit ihren Sachverständigen) als beliehenen Unternehmen anvertraut. Damit üben die TÜV als privatrechtliche Organisationen nach § 21 BGB (Bürgerliches Gesetzbuch) hoheitliche Funktionen aus. Aufgrund des breiten Aufgabenfelds ist jedoch im Einzelfall oft schwierig festzustellen, welche Tätigkeiten der TÜV hoheitlich und welche privatrechtlich sind. Jüngere, neuere Aufgabenfelder der TÜV sind z.B. auf dem Gebiet des E G — • Öko-Audits und der Qualitätsmanagementssysteme nach DIN ISO 9000 ff. Zu diesem Zweck haben die TÜV häufig eigene TÜV-GmbHs und TÜV-AGs gegründet. MR

Twinformer (twin former) Markenbezeichnung für einen —• Doppelsiebformer (Sulzer-Escher Wyss).

Typographisches Maß (typographic unit) Nach D I N 16597-2 besteht die Schriftgröße aus der Schriftbildhöhe und einem zugehörigen Freiraum, der verhindert, dass sich die Schriftzeichen benachbarter Zeilen berühren. Die Schriftbildhöhe ist der Abstand zwischen der Unterkante des kleinen ρ und der höheren der Oberkanten des Η oder des k. Schriftgrade sind Schriftgrößen aus einer genormten Reihe. Maßangaben erfolgen in Millimeter, in nichtmetrischen Ländern auch in Punkt (1mm = 2,66 p). Daneben war früher das Cicero gebräuchlich. Typische Schriftgrade: Bücher 3 mm oder 3,5 mm; Schreibmaschine 4,5 mm = 12 p. DO

Typographie (typography) Typographie bezeichnete ursprünglich die (—> Hochfrüheren Hochdruckverfahren druck), die mit aus Metall (z.B. Blei) gegossenen Lettern ausgeführt wurden. Später wurden auch andere Hochdruckverfahren, wie z.B. Holz- und Metallschnitte, als Typographie bezeichnet. Heute wird der Begriff Typographie für die ästhetische Gestaltung von Druckwerken, wie z.B. die Auswahl des Schrifttyps oder die Anordnung des —> Satzspiegels, verwendet. Als Typographen wurden früher Schriftsetzer bezeichnet. Nach Einführung des maschinellen Satzes wurden die Zeilensetz- und Zeilengießmaschinen so genannt. Die Größe der einzelnen Schriften werden typographisch in Punkt angegeben. Dieses auf Fournier zurückgehende Maßsystem der Typographie ist gesetzlich nicht mehr zugelassen, jedoch im grafischen Bereich immer noch weit verbreitet. Die stilistischen Grundsätze der Typographie hängen in großem Maße von den künstlerischen Auffassungen der jeweiligen Epochen ab. MZ

298 Überdruckflotation (pressurized flotation) Üblicherweise erfolgt die —•Flotation von Druckfarbenpartikeln im Rahmen der —• Altpapieraufbereitung unter atmosphärischen Umgebungsbedingungen. Der entstehende Flotationsschaum wird abgesaugt, abgepaddelt oder läuft über ein Wehr oder ein Überlaufrohr ab. Bis auf eine Ausnahme herrscht in den heute verfügbaren geschlossenen Flotationszellen Atmosphärendruck. Lediglich die Beloit-PDM-Deinkingzelle (PDM = pressurized deinking module) flotiert unter Überdruck, da die gesamte Zelle hermetisch abgedichtet ist. In der Trennzone oberhalb der belüfteten Suspension wird der mit —• Druckfarben beladene Flotationsschaum über ein Rejekt-Drosselventil von der Suspension abgeführt, wobei durch den erzeugten Druckabfall eine Verflüssigung des Schaums erfolgt, so dass dieser ablaufen kann. Der in der Zelle herrschende Überdruck soll dazu dienen, ein breiteres Größenspektrum an Luftbläschen zu erzeugen, das zu einem effektiveren Druckfarbenpartikelaustrag beitragen soll. In der Industrie hat dieser Zellentyp allerdings keine große Bedeutung erlangt. Überdruck wird auch bei der —•Druckentspannungsflotation angewandt, die allerdings keine selektive Flotation zur Entfernung von Druckfarbenpartikeln bezweckt, sondern vielmehr ein Reinigungsverfahren für —• Kreislaufwässer darstellt, dessen Ziel die möglichst vollständige Entfernung von Feststoffteilchen (z.B. - • Feinstoff, - • F ü l l PU stoffe) ist.

Überführungspartie für Querschneider (transfer section for sheet cutter) Die Überfuhrungspartie ist eine Bogentransportstrecke in einem —• Querschneider, mit der die überlappten Bogen oder bei Querschneidern mit —• Mehrfachabrolleinrichtung die mehrlagigen Bogenstapel von der —• Überlappungspartie in den —• Ableger überführt werden. Die Überführungspartie besteht zumeist aus einem maschinenbreiten Transporttuch. Da keine Oberbänder vorge-

sehen sind, ist hier die Möglichkeit gegeben, Probebogen zur Qualitätskontrolle aus dem Strom der überlappten Bogen zu entnehmen. KT Überhängende Gewichte (overhanging loads) Kalanderwalzen mit hohem Schlankheitsgrad (Verhältnis Länge/Durchmesser) biegen sich unter dem Eigengewicht (GE) zwischen den Stützlagern wie ein langer Stahlstab durch (Abb.).

τ t

1

τ ι τ

G e » Eigengewicht der Walze GQ = überhängende Gewichte

Verschiedene Biegelinien von Walzen

Überhängende Gewichte (GÜ) sind die an den Achszapfen der —• Kalanderwalzen (außerhalb der sich aufeinander abstützenden Walzenkörper) hängenden Lasten, also die Gewichte von: • • • •

• •

Walzenzapfen Lager und Lagergehäusen mit den daran angeflanschten —• Leitwalzen mit ihren Lagerungen Schutzvorrichtungen (—• Fingerschutzwinkel) mit Versteileinrichtung —• Dampfblaskästen mit Armaturen und Schläuchen Schaber und Messeinrichtungen.

Diese Lasten wölben die Walzenachse theoretisch nach oben. In Verbindung mit dem

299 Eigengewicht (G E ) entsteht, insbesondere bei schlanken Walzen, eine W-formige, darum auch als W-Profil oder Ochsenjoch bezeichnete Biegelinie, die selbst mit im Randbereich verstellbaren —• Durchbiegungsausgleichswalzen nur gemildert werden kann. Erst mit der Kompensation der überhängenden Gewichte durch Entlastung der Walzenzapfen können wirklich gerade Biegelinien und gleichförmige Linienkraftprofile erreicht werden. Die Kompensation wird durch Entlastungszylinder erreicht, die bei Kalandern mit —• Gleitführung zwischen Spindelmutter (—• Hängespindel) und Walzenlager eingebaut werden können. Bei neueren Kalandern sind sie in die —• Hebelfuhrung integriert. Diese Entlastungszylinder stützen sich auf der Hängespindel ab und heben das Walzenlager so weit an, dass der Walzenzapfen spielfrei im Kugellager läuft. Diesen Zustand kontrolliert das LCR(LoadContRoll-) System (—> Schwimmende Walze), indem es die auf den Walzenzapfen wirkenden Kräfte misst und die Signale zur Steuerung der Kompensationszylinder verwendet. SZ

Überlappungspartie für Querschneider (overlapping section for sheet cutter) Die Überlappungspartie in einem —> Querschneider dient dazu, die Geschwindigkeit der geschnittenen Bogen oder bei Querschneidern mit —• Mehrfachabrolleinrichtung die mehrlagigen Bogenstapel so herabzusetzen, dass diese im —• Ableger ohne Behinderungen gestapelt werden können. Die mit hoher Geschwindigkeit ankommenden, einzeln hintereinander liegenden Bogen oder mehrlagigen Bogenstapel werden an der vorderen Bogenkante durch Bremsrollen oder Bremsbänder gebremst, so dass sie mit niedrigerer Geschwindigkeit auf das untere Transportband gelangen. Die hintere Bogenfläche wird durch Saugluft nach unten auf das untere Transportband gezogen. Dadurch kann der nachfolgende, noch schnelle Bogen oder ein mehrlagiger Bogenstapel mit seiner Vorderkante über den vorauslaufenden Bogen oder Bogenstapel gelangen und dann

ebenfalls gebremst werden. Auf diese Weise entsteht ein schuppen- oder schindelformiger Strom von Bogen oder mehrlagigen Bogenstapeln. Die Saugluft in den Überlappungspartien schnell laufender Querschneider wird durch entsprechende Ventile diskontinuierlich so gesteuert, dass die Saugluft nur dann aktiviert wird, wenn sich die hintere Fläche des Bogens oder mehrlagigen Bogenstapels tatsächlich über dem Saugluftschacht befindet. KT

Überlauf (reject) Rejekt

Überlaufverhältnis (overflow ratio, reject rate) Das relative ÜberlaufVerhältnis eines Reinigungsgeräts (—> Cleaner, —> Sortierer) beschreibt das Verhältnis des Volumenstroms des —• Rejekts zum Volumenstrom des —> Einlaufs: Rei. ÜberlaufVerhältnis = Rejektvolumenstrom EinlaufVolumenstrom

^

Je größer der Rejektvolumenstrom ist, desto geringer ist die Gefahr der Verstopfung durch eine zu starke Eindickung (—• Eindickungsfaktor). Mit wachsendem Rejektanteil steigt der —> Abscheidewirkungsgrad des Reinigungsgeräts, gleichzeitig nimmt aber auch der Faserverlust zu. Um ein optimales Reinigungsergebnis zu erzielen und den Faserverlust zu minimieren, ist daher in der Regel ein mehrstufiger Reinigungsprozess notwendig. HC Überschussschlamm (excess sludge) Überschussschlamm ist der in der biologischen —• Abwasserreinigung gebildete Zuwachs an —> Biomasse, der entfernt wird. Da der Anteil der biologischen Überschussschlämme am gesamten Abfallanfall der Papierindustrie nur bei etwa 11 % liegt

300 (—• Schlamm), kommt dem spez. Überschussschlammanfall bei der Wahl des Abwasserreinigungsverfahrens keine erhebliche Bedeutung zu. Dennoch sei zum Vergleich der spez. Überschussschlammanfall der verschiedenen biologischen Reinigungssysteme genannt (Tab.). System Belebtschlammkaskade Zweistufige Belebung Tropfkörper + Belebung HL-Trägerbiologie + Belebung Schwachlasttropfkörper Biofilter Anaerob + Belebung

ÜS B [kg/kg] 0,6 0,6 0,5 0,5 0,5 0,2 0,1

Spezifischer Überschussschlammanfall, bezogen auf die abgebaute Β SB-Fracht ÜS B für verschiedene biologische Reinigungssysteme

Der Überschussschlamm wird in den meisten Fällen gemeinsam mit dem gesamten anfallenden Schlamm entwässert und entsorgt (—• Schlammentwässerung, —• Schlammentsorgung). In Fällen, in denen dies nicht möglich ist, stellt die Entwässerung des Überschussschlammes allein ein Problem dar, da nur wenige Entwässerungseinrichtungen dieser Aufgabe gewachsen sind. Vorteilhaft ist es, der Biomasse nach Eindickung (Flotations· oder Siebeindicker) zur weiteren Entwässerung Gerüststoffe (wie z.B. Stroh) beizumischen, sofern der mechanische Schlamm aus der Vorklärung nicht verwendet werden kann. Für eine getrennte Verwertung des Überschussschlamms eignet sich die —• Kompostierung besonders gut. Dabei wird auch keine so weit gehende Entwässerung wie bei anderen Verwertungswegen gefordert. MÖ

Übertrocknen (overdrying) Normalerweise wird die Papier- oder Kartonbahn in der Papier- oder Kartonmaschine auf einen —• Trockengehalt getrocknet, der für

die weitere Veredelung (z.B.—> Streichen) oder für die kundengerechte Auslieferung (z.B. an Druckereien) erwünscht ist. In Abhängigkeit von der Papier- oder Kartonsorte liegt der so eingestellte Trockengehalt im Bereich von etwa 90 bis 94 %. Dabei besteht allerdings die Gefahr, dass der Trockengehalt aufgrund ungleichmäßiger Trocknungsvorgänge in der —• Trockenpartie in —• Querrichtung der Bahn ungleichmäßig ausfällt (ungleichmäßiges Feuchtequerprofil). Wenn bei bestimmten Papiersorten (z.B. —• SCPapier) sehr hohe Ansprüche an ein gleichmäßiges Profil des Trockengehalts über die Bahnbreite gestellt werden, dann muss die Bahn in der Trockenpartie bis auf einen Trockengehalt um 98 % übertrocknet werden. Anschließend wird die übertrocknete Bahn gleichmäßig befeuchtet, um den endgültigen Trockengehalt im Bereich von 90 bis 94 % vor dem Aufrollen auf dem —•Poperoller einzustellen. Die (unerwünschte) Übertrocknung erfordert im sog. dritten Trocknungsabschnitt einen überproportionalhohen Energieaufwand in Form von —• Heizdampf. GG

UGRA Verein zur Förderung wissenschaftlicher Untersuchungen in der graphischen Industrie, St Gallen, Schweiz* Die UGRA wurde 1952 als Verein für die wissenschaftliche Forschung in der Druckindustrie gegründet. Die UGRA hat einen Kooperations-Vertrag mit der —• EMPA (Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt) in St. Gallen (Schweiz), die alle Aktivitäten im Auftrag der UGRA durchführt. Schwerpunkte der Forschung und Informationsdienste sind: Reprotechnik, Satzherstellung, Offsetdruck, Tiefdruck, Druckweiterverarbeitung, Druckfarbe und Papier. Dienstleistungen der UGRA: Informationsund Literaturdienst, Gutachten und Beratung, Informationen über Materialien, Einrichtungen, Maschinen und Prüfmethoden, Prüfgeräte-Kalibrierung. FA

301 Ultrafiltration (ultrafiltration) Die Ultrafiltration zählt zu den —» Membranverfahren und wird zur Abtrennung höhermolekularer Substanzen und dispergierter flüssiger und fester Stoffe vom —• Lösungsmittel (Wasser) angewandt. Dabei durchströmt das zu trennende Gemisch eine Membran mit feinen Poren, die nur für das Lösungsmittel und niedermolekulare gelöste Stoffe durchlässig ist. Die Ultrafiltration arbeitet mit Betriebsdrucken von 2 bis 10 bar. Die Größe der abtrennbaren Substanzen liegt mit 1 bis lOnm über der bei der —• Umkehrosmose. Die Ultrafiltration wird hauptsächlich zur Konzentrierung von Emulsionen und ölhaltigen Lösungen, als Reinigungs- und Konzentrationsstufe in der Lebensmittel- und pharmazeutischen Industrie sowie in den letzten Jahren auch zur Behandlung von —> Abwässern eingesetzt. In der Bauform als keramische Rohrmodule oder organische Polymermembranen werden bei Papierfabrikabwässern etwa folgende Abscheideleistungen erreicht: • • • •

TSS (Total Suspended Solids): 100% Kationischer Bedarf: 90 % — CSB: 40 % - > Leitfähigkeit: Quarz oder Bariumtitanplatten erzielen. Die Wellenlänge des Ultraschalls ist kurz (z.B. in Luft kleiner als 1,5 cm), so dass die Beugung üblicherweise vernachlässigt werden kann. Dementsprechend können Gesetzmäßigkeiten der geometrischen Optik angewandt werden. Ultraschall kann auch zu Ultraschall-Richtstrahlen gebündelt werden, deren Reflexion z.B. zur Ortung von Materialunstetigkeitsstellen dienen kann. Klassische Einsatzgebiete für Ultraschall sind die Tiefenbestimmung von Gewässern mithilfe von Echoloten nach dem Sonar-Prinzip, die bildgebende Ultraschalldiagnostik in der Medizin sowie die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung, bei der Diskontinuitäten mit einer Auflösung von bis zu 0,1 mm lokalisiert werden können. Im Papierbereich wird Ultraschall insbesondere in der Bestimmung von Suspensionseigenschaften (z.B. —• Stoffdichte), in der Papierprüfung (z.B. —• Faserorientierung, —> Elastizitätsmodul, —• Penetration) oder zur Reinigung verunreinigter Laborgeräte eingesetzt. KR

Ultraschalldeinken (ultrasonic deinking) Unter dem Begriff Ultraschalldeinken versteht man die Anwendung von —> Ultraschall zum —>Deinken von —> Altpapier. Ultraschall wird aber keineswegs zur Entfernung von Druckfarbenpartikeln aus der Altpapierstoffsuspension eingesetzt, wie es der Begriff suggerieren könnte, sondern lediglich zur Ablösung der Druckfarben von den Fasern bzw. zur Zerkleinerung der Druckfarbenpartikel. Die Entfernung abgelöster Druckfarbenpartikel aus der vorbehandelten Altpapiersuspension erfolgt dann über konventionelle Reinigungsverfahren, wie —> Flotation oder —• Wäsche. Das Verfahren wurde bisher nur im Labormaßstab untersucht und zwar bevorzugt an Drucken, deren Farben sich schlecht von den Papierfasern ablösen lassen, wie z.B. —• Laserdruckpapiere oder UV-gehärtete

302 Druckfarben, und die im deinkten —• Altpapierstoff zu —> Schmutzpunkten führen. Hierzu wird Ultraschall mit Frequenzen zwischen 16 und 54 kHz in die Altpapierstoffsuspension eingeleitet, wodurch eine Reduzierung der sichtbaren Restdruckfarbenpartikel erzielt werden konnte. Der Anwendung von Ultraschall beim Deinken stehen hohe Energiekosten für die Ultraschallerzeugung entgegen. Das Prinzip der Druckfarbenablösung bzw. Druckfarbenzerkleinerung mittels Ultraschall wird folgendermaßen erklärt. Zunächst verursachen Schallwellen in dem beaufschlagten Material Molekülvibrationen longitudinal zur Ausbreitungsrichtung der Schallwellen. Daraus resultieren Druckvariationen, die in einer Flüssigkeit zur —• Kavitation oder zur Entstehung kleinster Luftbläschen von 0,1 bis 0,2 mm Durchmesser führen können. Durch Energieaufnahme der Luftbläschen aus den Kompressions- und Expansionszyklen der Schallwellen können diese in ihrem Durchmesser bis zu einer kritischen Größe wachsen, bei der sie dann die Ultraschallenergie sehr effektiv aufnehmen, dadurch sehr schnell weiterwachsen und dann in weniger als einer Mikrosekunde kollabieren bzw. implodieren. Die implodierenden Luftbläschen übertragen dabei Energie an die sie umgebenden Teilchen und können dadurch Druckfarbe von der Faser ablösen bzw. zur Zerkleinerung von Druckfarbenteilchen beitragen. Literatur: Norman, J. C.; Sell, N. J.; Danelski, M.: Deinking laser-print paper using ultrasound. Tappi J. 77 (1994) Nr. 3, 151 - 158 PU

Ultraviolett-Filter (UV filter) Ultraviolett(UV)-Filter sind Filter, die ultraviolette (UV)-Strahlung (->UV-Licht) passieren lassen. Das Gegenstück dazu sind UVSperrfilter, die gezielt UV-Strahlung zurückhalten. UV-Filter finden Anwendung z.B. in der Mikroskopie, wo einmal - bedingt durch die kürzere Wellenlänge - die Auflösung gegenüber dem sichtbaren Licht gesteigert wer-

den kann, zum anderen die Möglichkeit besteht, auch ohne gesonderte Färbemethoden ausreichend kontraststarke Aufnahmen von manchen Präparaten zu erhalten, was z.B. Untersuchungen an lebenden Objekten ermöglicht. Sie finden ebenfalls Anwendung, um z.B. die Strahlung einer Xenon-Lampe gezielt so zu filtern, dass sie der —>Normlichtart D65 (—»Tageslicht) möglichst nahe kommt. Mit der Normlichtart D65 misst man z.B. optisch aufgehellte Papiere (-> optische Aufheller) nach D I N 53145-2. UR Ultraviolettstrahlung (ultraviolet radiation) Als Ultraviolett bezeichnet man den Bereich der elektromagnetischen —• Strahlung, der an das sichtbare Blau in Richtung zur Röntgenund Gamma-Strahlung anschließt. D I N 50302 macht folgende Einteilung/Zuordnung zu Wellenlängen: Benennung

Kurzzeichen

Vakuum U V Fernes UV Mittleres U V Nahes U V

UV-C (VUV) UV-C (FUV) UV-B UV-A

Wellenlänge [nm] 100 - 200 200 - 280 280-315 315-380

Von Bedeutung ist die UV-Strahlung im Bereich des Papiers und des Druckens in Verbindung mit farbmetrischen Messungen und Weißgradmessungen (—• Weißgrad), Farbechtheiten und —• Vergilbung sowie in letzter Zeit zunehmend in Verbindung mit UVhärtenden Farben und —> Lacken, aber z.B. auch im Bereich von Sicherheitsdrucken bei Verwendung fluoreszierender Farben, die nur unter UV-Beleuchtung (—• UV-Licht) zu sehen sind (z.B. Banknoten, Briefmarken). Bei allen Messungen an Papier oder bedrucktem Papier ist es von Bedeutung, ob in dem Papier oder der Farbe UV-absorbierende Substanzen vorhanden sind, die im UVBereich Strahlung absorbieren und diese im sichtbaren Bereich wieder abstrahlen (z.B. —> optische Aufheller). Das kann bei Remis-

303 sionsgradmessungen dazu führen, dass bei Beleuchtung der Probe mit weißem Licht und Zerlegung der remittierten Strahlung über ein Gitter im sichtbaren Bereich Werte des Remissionskoeffizienten größer 1 auftreten. Führt man die gleiche Messung durch, indem man monochromatisch beleuchtet (—> monochrom), erhält man wegen der Abwesenheit von UV-Strahlung bei der Probenbeleuchtung andere Remissionskurven. Im Bereich der UV-Trocknung von Lacken und Farben wird mittels UV-Strahlung die —• Polymerisation und damit Härtung des aufgetragenen Lacks bzw. der Farbe bewirkt. Angesichts von hohen Energieeinsätzen bei der Trocknung von Wasserfarben (—• Flexodruckfarben) und der zusätzlichen Problematik der Abluftbehandlung bei lösemittelhaltigen Farben (Rückgewinnung oder thermische Nachbehandlung) hat die Ausnutzung von UV-Strahlung in diesem Bereich eine hohe Attraktivität. Zur Erzeugung von UV-Strahlung sind Lichtbogenlampen, Quecksilberniederdruckstrahler (kurzwelliges UV), Quecksilberhochdruckstrahler (langwelliges UV), Xenonlampen oder zur Erzeugung von UVStrahlung von nur einer Wellenlänge Excimer-Strahler in Anwendung. Letztere zeichnen sich besonders vorteilhaft dadurch aus, kalte Strahler zu sein, die keinerlei zusätzlichen Aufwand zur Kühlung (etwa eines Druckprodukts) benötigen.

Umdrehen

UV-Strahlung verdient von Seiten möglicher gesundheitlicher Beeinträchtigungen Beachtung. Diese betrifft einmal die Strahlung selbst, die wellenlängenabhängig eine starke biologische Wirkung hat, aber auch entstehende Produkte, wie die Bildung von —• Ozon (in der Atmosphäre). UR

ULWC-Papier (ULWC paper, ultra light weight coated paper) LWC-Papier

Umdrehen (work and twist) Unter Umdrehen versteht man in der Druckindustrie das Drehen eines Druckbogens um 180° beim zweimaligen Bedrucken der gleichen Bogenseite vor dem zweiten Druckgang derart, dass die Vorderanlage gewechselt wird (auch Eindrehen genannt). Beim Drucken mit Umdrehen muss das Papier allseitig rechtwinklig beschnitten sein (DIN 16500-2) (Abb.). Diese Methode des Umdrehens wurde vor allem im —»Buchdruck angewandt, um auf einem Bogen zweimal die gleiche —> Druckform zu verwenden und damit die zeitraubende und teure Herstellung einer zweiten Druckform im Handsatz bzw. Bleisatz einzusparen. Die schnellen und kostengünstigen Möglichkeiten der Herstellung von Offsetplatten (—» Druckplatte) machen ein Umdrehen überflüssig. FA

Greiferkante Umschlagen Umschlagen, Umdrehen, Umstülpen

Umstülpen

Umdruck ( transfer , lithographic transfer) Der Umdruck ist ein früher angewendetes Verfahren im —•Flachdruck, bei dem eine Originaldruckform auf einen Lithographiestein oder eine —• Druckplatte

304 für den —• Auflagendruck im Stein-, Zinkoder —> Offsetdruck übertragen wurde. Von der Originallithographie wurden mit einer fetthaltigen Farbe Abzüge auf —• Umdruckpapier hergestellt. Diese Umdruckabzüge wurden auf einen Aufstechbogen befestigt und mit der Bildseite auf einen Lithographiestein oder eine Offsetplatte gelegt, mit Kartonbogen und Durchziehblech bedeckt und unter mäßigem Druck durch eine Reiberpresse gezogen. Bei jedem erneuten Durchziehen wurde der Druck langsam gesteigert. Beim nachfolgenden starken Feuchten löste sich das Umdruckpapier ab, wobei die fetthaltige Farbe auf dem Stein zurückblieb. Im Anschluss daran war der Stein oder die Druckplatte zum Druck (—»Lithographie, Steindruck) vorbereitet. Beim Übertragen auf Offsetplatten musste der Umdruck gekontert werden. Dies erfolgte entweder in der Konterpresse oder durch doppeltes Umdrucken auf ein zweites Umdruckpapier. Ein weiteres Umdruckverfahren ist der autographische Druck, der früher vor allem zur Vervielfältigung von Orchesterpartituren und -stimmen angewendet wurde. Als Spirit-Karbon-Umdruckverfahren (Hektographie) wird ein Vervielfältigungsverfahren genannt, das für Auflagen bis zu 100 Abzüge geeignet ist. Benutzt wird spezielles Umdruckpapier, auf dessen Rückseite sich ein Farbträger (Spirit-Karbon-Blätter) befindet. Durch den Typenanschlag einer Schreibmaschine oder durch die Druckkraft beim Schreiben entsteht auf der Rückseite des Papiers das seitenverkehrte Bild (Spiegelschrift). Beim Vervielfältigen wird das Abziehpapier mit einer Entwicklerflüssigkeit auf Spiritusbasis angefeuchtet und gegen die Spiegelschrift des Umdruckoriginals gedrückt. Dabei wird jedesmal ein geringer Teil der Farbstoffe gelöst und auf das Abziehpapier übertragen. NE

Umdruckfarbe (transfer ink) Eine Umdruckfarbe ist eine besonders fettreiche —• Druckfarbe für den —> Umdruck, ein

heute kaum noch praktiziertes Verfahren in der —> Lithographie, das dazu diente, ein wertvolles Original zu schonen und für den —> Auflagendruck auf Stein, Zink- oder Aluminiumplatten zu übertragen. Sie wurde durch Zusammenkochen von Steindruckfarbe, —• Wachs oder Talg sowie Fett und Seife hergestellt. RO

Umdruckpapier (transfer paper) Umdruckpapier ist ein spezielles Papier, das zum heute kaum noch angewandten —» Umdruck im —» Flachdruck dient. Es wird durch Beschichten eines festen, satinierten und geleimten holzfreien Papiers mit —• Stärkekleister hergestellt. Dieser Stärkekleister besteht z.B. aus 250 g Stärkemehl, 250 g —• Gelatine, 125 g —> Gummi arabicum und 250 bis 500 g Glycerin in 1 1 Wasser. Die Bestandteile werden einzeln in warmem Wasser gelöst und danach zusammengekocht. Der Kleister wird in einer möglichst homogenen Schicht auf das Papier aufgetragen. Während des Lagerns und Verarbeitens muss das Umdruckpapier immer feucht sein. Deshalb wird es über einem Wasserbad bei einer relativen Luftfeuchte von 60 bis 80 % aufbewahrt. Zu feuchtes Papier kann durch Einlegen zwischen trockene —• Makulatur, zu trockenes Papier durch Einlegen zwischen feuchte Makulatur den Erfordernissen angepasst werden. RO

Umfangsantrieb (surface drive) Antrieb einer oder beider —> Tragwalzen in einer Doppeltragwalzen-Rollenschneidmaschine oder der - * Stützwalze in einer —> Stützwalzen-Rollenschneidmaschine. K T

Umfangswickler (circumferential — Wickler

winder, pope reeler)

305 Umfangswicklung (surface winding) Wird eine —• Rolle während des —• Wickelvorgangs an ihrem Umfang angetrieben, spricht man von Umfangswicklung. Sie findet Anwendung in —> Doppeltragwalzen- und auch —• Stützwalzen-Rollenschneidmaschinen. KT

Umkehrosmose (reverse osmosis) Die Umkehrosmose ist ein —> Trennverfahren, bei dem durch Anlegen eines äußeren Drucks, der größer als der osmotische Druck des Systems ist, —•Lösungsmittel (Wasser) aus einer höher konzentrierten Lösung durch eine semipermeable Membran in eine niederkonzentrierte Lösung gepresst wird. Man erhält aus einer aufzubereitenden Lösung ein Konzentrat und ein weitgehend von Inhaltsstoffen befreites Permeai. Das Permeai kann als —• Klarwasser drucklos abgezogen werden. Die Umkehrosmose, oftmals auch als Hyperfiltration bezeichnet, wird bei Betriebsdrucken von 10 bis 100 bar durchgeführt. Im Unterschied zur —> Ultrafiltration ermöglicht sie die Abtrennung von niedermolekularen Stoffen und anorganischen Salzen. Druckpumpe

Modul

Drjckkcntroilvontil

HHI^HKflH • Zufuhr fri ι MBBMSÉBBMBMj MliÉli^lMltiìilÉiMìiiÌiiiÌi iri lÌli lÉÌIÉ I

Prinzip der Umkehrosmose

Als Membranmaterialien werden Polyamide, Polysulfane, Celluloseacetate und andere spezielle synthetische Polymere verwendet. Das Einsatzgebiet der Umkehrosmose erweitert sich ständig. Bevorzugt wird sie zur Entsalzung von Meer-, —• Trink- und —• Betriebswasser, zur Reinigung von Deponiesickerwässern (—> Deponie) sowie zur

Rückgewinnung von Metallen aus Abwässern galvanischer Betriebe eingesetzt. Aufgrund des erforderlichen hohen Drucks und der damit verbundenen Energieintensität hat sich die Umkehrosmose bisher zur Reinigung von Kreislaufwässern und Abwässern der Papierindustrie nicht durchsetzen können. Sie wird aber teilweise zur Entmineralisierung von Wässern für spezielle Einsatzzwecke (z.B. —» Kesselspeisewasser, Frischwasser zur Herstellung von —• Kondensatorpapieren) verwendet. SW

Umrechnungskurs (exchange rate) —> Währungskurs

Umreifungsmaschine (strapping machine) Umreifungsmaschinen dienen in Papierfabriken der Ladungs- und Transportsicherung von Papierrollen, eingeriesten Formaten und Formatstapeln (mit Packbrettdeckel) auf Paletten, indem sie diese mit Stahl- oder Kunststoffband umreifen. 1) Rollenumreifung Rollenumreifungsautomaten sind durch platzsparende, schmale Bauart und kurze Taktzeiten von ca. 20 s/Umreifung prädestiniert für den Einbau in —> Rollentransportanlagen. Moderne Umreifungsmaschinen haben einen drehbaren Verschlusskopf für wechselweise Stahl- oder Kunststoffband-Verarbeitung (Abb. 1). Die Kantenumreifung für Rollen von 500 bis 2 000 mm Durchmesser erfolgt ca. 25 mm von der Rollenkante entfernt a) mit Stahlband (12,7 mm breit, z.T. mit abgerundeten Kanten), das durch Bandführungsarme zentriert in die vorgesehene Position geführt und vom Verschlusskopf mit Kerbhülsen bei einem Bandzug von 500 bis 5 400 Ν verschlossen wird. Der Verschluss hat eine Festigkeit von ca. 75 % des eingestellten Bandzugs. b) mit Kunststoffband aus Nylon oder Polyester (11,1 bis 12,7 mm breit), das um die

306 Rolle geführt, vom gleichen, aber gedrehten Verschlusskopf auf einen Bandzug bis zu 800 Ν angezogen und durch einen HitzeSchweißverschluss verschlossen wird.

Abb. 1 : Apparat für die Rollenumreifung

2) Palettenumreifong

*SIGNode

Abb. 2: Apparat für die Palettenumreifung

Die Umreifung von palettierten Gütern und Papierformaten auf Paletten, die auch eingeriest, folienumhüllt (—> Schrumpfen) und mit Brettern abgedeckt sein können, erfolgt ebenfalls in vollautomatischen, in vorhandene und neue Fördersysteme integrierte Umreifungsmaschinen (Abb. 2). Diese Umreifongsmaschine verwendet vorwiegend PolypropylenKunststoffband (9 bis 11,1 mm breit), das unter einem Zug von 44 bis 1 800 Ν durch einen Hitze-Schweißverschluss verschlossen wird. Das Umreifungsmodul wird dabei in einem Rahmen feinfühlig auf die Palettenoberfläche geführt, so dass der Bandeinschuss über ein Führungssystem aus Profillippen und der Bandverschluss in der für die Palette erforderlichen Höhe erfolgt. Für die Umreifung der unterschiedlichen Packstücke kann auch die seitliche Anordnung der Umreifungsköpfe vorteilhaft sein. SZ

Umrollen (rewinding) Umrollen nennt man in der Papierindustrie den Vorgang, bei dem die von der Herstellungsmaschine kommende, auf einen —> Tambour gewickelte Papier- oder Kartonbahn auf dem —> Umroller abgewickelt, die Kanten längs beschnitten und dann wieder maschinenbreit auf einen Tambour aufgewickelt werden. Das Gleiche kann im Prinzip auch für schmalere Rollen gelten, die z.B. zur Beseitigung von —> Rollenfehlern auf einem —• Doktorroller ohne weitere Längsteilung neu gewickelt (umgerollt) werden. Hier wird kein Tambour verwendet, sondern —• achslos oder mit —• Wickelwellen bzw. —» Spannwellen auf —• Wickelhülsen gewickelt. KT

Umroller (rewinder) Der Umroller (Abb.) ist eine —• Rollenschneidmaschine, die im Wesentlichen aus einer —» Abrolleinrichtung (1), geeignet für —• Tamboure (2), einer —• Schneidpartie für den Kantenbeschnitt (3) und einer Aufrolleinrichtung (4), geeignet für Tamboure, besteht.

307 Der aufzuwickelnde Tambour (5) stützt sich während des Wickelvorgangs an einer Walze (6) ab. Kennzeichnend für den Umroller ist, dass er zwischen der Papier- oder Kartonmaschine und der —> Streichmaschine oder auch zwischen Streichmaschine und —•Kalander eingesetzt wird. Wird auf einem —> Doktorroller eine Papier- oder Kartonbahn ohne weitere Längsteilung evtl. nur mit Kantenbeschnitt ab- und aufgewickelt, so spricht man auch hier in vielen Fällen von einem Umroller (siehe auch —> Umrollen).

1

3

Beispiel eines Umrollers (Quelle: Jagenberg)

6 KT

Umschlagen (work and turn) Unter Umschlagen versteht man in der Druckindustrie das Umwenden des bereits auf einer Seite bedruckten Bogens (—> Schöndruck) zum Bedrucken der Rückseite derart, dass die Vorderanlage unverändert bleibt und die Seitenmarke gewechselt wird (DIN 16500-2). Diese Methode ist dann besonders zweckmäßig, wenn die Vorder- und Rückseite auf einer einzigen Druckplatte angeordnet werden können. Im ersten Druckgang wird z.B. in der linken Hälfte des Bogens die Vorderseite und in der rechten die Rückseite gedruckt. Nach Umschlagen treffen beim nächsten Druckvorgang jeweils Vorder- und Rückseiten zusammen. Die beiden —> Nutzen

werden anschließend durch einen Mittenschnitt in Druckrichtung getrennt (Abb. siehe —> Umdrehen). FA

Umstülpen (work and tumble) Unter Umstülpen versteht man in der Druckindustrie das Umwenden des bereits auf einer Seite bedruckten Bogens (—• Schöndruck) zum Bedrucken der Rückseite derart, dass die Vorderanlage gewechselt wird und die Seitenmarke unverändert bleibt. Wie beim —• Umschlagen wird diese Methode zweckmäßig sein, wenn die Vorder- und Rückseite auf einer einzigen —• Druckplatte angeordnet werden können. Im ersten Druckgang wird z.B. in der linken Hälfte des Bogens die Vorderseite und in der rechten Hälfte die Rückseite gedruckt. Nach dem Umstülpen treffen beim nächsten Druckvorgang jeweils Vorder- und Rückseiten zusammen. Die beiden —• Nutzen werden anschließend durch einen Mittenschnitt in Druckrichtung getrennt. Bei den kosten- bzw. zeitsparenden Methoden —> Umdrehen, Umschlagen und Umstülpen müssen hohe Anforderungen an die —• Format- und die Winkelgenauigkeit des —• Bedruckstoffs gestellt werden (Abb. siehe —» Umdrehen). FA

Umverpackungen (grouped or secondary packaging) Umverpackungen sind gemäß § 3 —> Verpackungsverordnung Verpackungen, die als zusätzliche Verpackungen zu Verkaufsverpackungen verwendet werden und nicht aus

308 Gründen der Hygiene, der Haltbarkeit oder des Schutzes der Ware vor Beschädigung oder Verschmutzung für die Abgabe an den Endverbraucher erforderlich sind. Vertreiber, die Waren in Umverpackungen anbieten, sind verpflichtet, bei der Abgabe der Waren an Endverbraucher die Umverpackungen zu entfernen oder dem Endverbraucher in der Verkaufsstelle oder auf dem zur Verkaufsstelle gehörenden Gelände Gelegenheit zum Entfernen und zur kostenlosen Rückgabe der Umverpackung zu geben, es sei denn, der Endverbraucher verlangt die Übergabe der Ware in der Umverpackung. In der Praxis hat sich die Definition der Umverpackung als schwierig erwiesen und daher nicht bewährt. Sie werden daher entweder den Transport- oder Verkaufsverpackungen zugeordnet und in den entsprechenden Systemen gesammelt. Nach Inkrafttreten der Verpackungsverordnung hat sich der Anteil der Umverpackungen stark reduziert. KI

Umwälzpropeller (blend propeller) Ein Umwälzpropeller ist ein Arbeitsorgan in einer —• Bütte, um deren Inhalt in Form von Suspension umzuwälzen und somit intensiv zu mischen (—• Rührwerk, —• Büttenrührwerk, —• Büttenpropeller, —• Propellerrührwerk). HO

Umwälzpumpe (circulation pump) —> Kocher

Umweltbelastung (environmental impact) Unter Umweltbelastung versteht man die Veränderung und Beeinflussung der natürlichen Umwelt (Boden, Luft, Wasser, Pflanzen, Tierwelt) durch physikalische, chemische oder biologische Eingriffe. Dazu gehören die durch —• Abwasser, —•Abfall, —• Abluft, —»Lärm und andere umweltbeeinflussende Faktoren ausgelösten

Veränderungen. Die stoffliche Umweltbelastung bezeichtet man auch als Umweltweltverschmutzung,. Sie wird verursacht durch den Eintrag schädigender Substanzen und Schadstoffe in die Atmosphäre oder die Gewässer. Um Umweltbelastungen zu vermeiden, gibt es eine Vielzahl von Umweltschutzgesetzen, wie z.B. die Umweltverträglichkeitsprüfung (—> Umweltverträglichkeit). Geht von einer Umweltbelastung keine eindeutig negative Wirkung aus, spricht man einer Umwelteinwirkung. DE

Umweltbetriebsprüfung (environmental audit) Die Umweltbetriebsprüfung (—• Öko-AuditVerordnung, Anhang II) ist eine systematische und unabhängige Beurteilung der Leistung und der Wirksamkeit des —•Umweltmanagementsystems am Standort. Dazu gehören eine Bewertung des bestehenden Umweltmanagementsystems, die Einhaltung der geltenden Rechtsvorschriften und die Erfüllung der im Umweltprogramm festgelegten Umweltziele. Die Umweltbetriebsprüfung muss von qualifizierten Mitarbeitern des Standorts oder Unternehmens, die Kenntnis und Erfahrungen in technischen, umweltspezifischen und rechtlichen Fragestellungen haben, durchgeführt werden. Sind diese personellen Ressourcen nicht vorhanden, so kann die Umweltbetriebsprüfung einem externen Umweltbetriebsprüfer übertragen werden. Die Umweltbetriebsprüfung muss sorgfältig geplant werden. Zu diesem Zweck bietet sich ein Umwelt-Audit-Plan an, der die AuditZiele und den Audit-Umfang, die Benennung von Mitgliedern des Teams, Datum und Ort der Durchführung des Audits, die Identifizierung der zu auditierenden Bereiche, Tätigkeiten, Dokumente, Vorschriften und Rechtsnormen sowie den Zeitplan für die Durchführungen des Umwelt-Audits im Zeitrahmen für Einzelprüfungen enthält. Die Umweltbetriebsprüfer - nicht zu verwechseln mit dem —> Umweltgutachter müssen unabhängig von den zu auditierenden spezifischen Tätigkeiten und Bereichen sein,

309 um eine objektive Bewertung abgeben zu können. Die Umweltbetriebsprüfung soll Aufschluss darüber geben, inwieweit das Umweltmanagementsystem in der betrieblichen Praxis eingeführt wurde und auch funktionsfähig ist. Im Rahmen der Prüfung werden Leistungen im betrieblichen Umweltschutz auf Verbesserungsmöglichkeiten überprüft. Die bei der Umweltprüfung gemachten Feststellungen werden bewertet und für die Ausarbeitung von Korrekturmaßnahmen herangezogen. Die Umweltbetriebsprüfungstätigkeiten werden mit der Vorlage des Abschlussberichts und dem Schlussgespräch abgeschlossen. GT

Umwelterklärung (environmental statement) Um die Umweltakzeptanz der betrieblichen Tätigkeit in der Öffentlichkeit zu verstärken, sieht die —> Öko-Audit-Verordnung die regelmäßige Erstellung und Veröffentlichung von Umwelterklärungen vor. Sie sollen die Transparenz und die Glaubwürdigkeit der Unternehmen im Bereich der umweltrelevanten Tätigkeit gegenüber den Behörden und der Öffentlichkeit verstärken. Gleichzeitig ist die Umwelterklärung ein Bestandteil für die Begutachtung des Unternehmens und wird vom Gutachter auf ihre Übereinstimmung mit den Anforderungen der EGVerordnung überprüft und für gültig erklärt. Die Mindestanforderungen an die Umwelterklärung umfassen die Tätigkeitsbeschreibung der Unternehmen am Standort, die Beurteilung aller wichtigen Umweltfragen, die Zusammenfassung von Zahlenangaben über Schadstoffemissionen, Abfallaufkommen, Rohstoff-, Energie- und Wasserverbrauch sowie eventuell Lärm und andere umweltrelevante Aspekte sowie sonstige, den betrieblichen Umweltschutz betreffende Faktoren. Weiterhin ist die Darstellung der —> Umweltpolitik, des Umweltprogramms und des —> Umweltmanagementsystems am Standort vorgesehen. Die Umwelterklärung muss weiterhin den Vorlagetermin der nächsten Erklärung und den Namen des zugelassenen —> Umweltgutachters enthalten. Weiter-

hin soll in der Umwelterklärung auf bedeutsame Veränderungen, die sich seit der letzten Umwelterklärung ergeben haben, hingewiesen werden. Umwelterklärungen sind nach der ersten Umweltprüfung und nach jeder folgenden Betriebsprüfung zu erstellen. Die Umwelterklärung soll einen Dialog zwischen Öffentlichkeit und Unternehmen ermöglichen. GT

Umweltfreundlich (environmentally sound, friendly) —> Umweltschutz, —> Umweltverträglichkeit

environmentally-

Umweltgutachter (environmental verifier) Der von der Deutschen Akkreditierungsgesellschaft für Umweltgutachter mbH (DAU) zugelassene externe Umweltgutachter ist nicht zu verwechseln mit dem Umweltbetriebsprüfer (Umwelt-Auditor). Der externe Umweltgutachter übt seine Tätigkeit aufgrund einer schriftlichen Vereinbarung mit dem Unternehmen aus. Im Rahmen der Begutachtung prüft er, ob die —• Umweltpolitik festgelegt wurde, ein —> Umweltmanagementsystem und ein Umweltprogramm bestehen, eine Umweltprüfung bzw. -betriebsprüfung durchgeführt wurde und die Angaben in der —• Umwelterklärung zuverlässig sind. Über seine Arbeiten hat er einen Bericht an die Unternehmensleitung zu verfassen. Entspricht das Umweltmanagementsystem des Unternehmens den Anforderungen der —• Öko-Audit-Verordnung, so wird die Umwelterklärung vom zugelassenen Umweltgutachter für gültig erklärt und unterzeichnet (Validierung). GT

Umwelthaftung (environmental liability) Auch auf dem Gebiet der Auswirkungen des Betriebs von industriellen Anlagen auf die Umwelt gelten die Haftungsgrundsätze aus dem allgemeinen Zivilrecht, dem Strafrecht

310 und dem Wirtschaftsverwaltungsrecht. Zivilrechtliche Schadensersatzansprüche können sich aus § 823 des Bürgerlichen Gesetzbuches (BGB) ergeben, nachbarrechtliche Ausgleichsansprüche aus § 906 BGB. Das Prinzip der —• Gefährdungshaftung - also Schadensersatzansprüche aus Haftung ohne Verschulden des Anlagenbetreibers - gilt schon seit langem im Wasserrecht beim Einbringen oder Einleiten von Stoffen in ein Gewässer und wurde durch das Umwelthaftungsgesetz (UmweltHG) auf die Umweltmedien Boden und Luft ausgedehnt. Beim Umweltstrafrecht ist von besonderer Bedeutung, dass viele unbestimmte Rechtsbegriffe in den einschlägigen Paragraphen des Strafgesetzbuches (StGB) durch die Beurteilung nach Verwaltungsrecht ausgefüllt werden. Dieses Vorgehen wird mit dem Begriff der Verwaltungsakzessorietät umschrieben. Insoweit kann der genehmigungsgerechte Betrieb der Anlage in Übereinstimmung mit den öffentlich-rechtlichen Bestimmungen direkte Auswirkungen darauf haben, ob der Anlagenbetreiber strafrechtlich zur Verantwortung zu ziehen ist. Wichtige strafrechtliche Einzelregelungen sind etwa § 324 StGB (Gewässerverunreinigung), § 324 a StGB (Bodenverunreinigung), § 325 a StGB (Verursachen von Lärm), § 326 StGB (Umweltgefährdende Abfallbeseitigung) und § 327 StGB (Unerlaubtes Betreiben von Anlagen). Neben der strafrechtlichen Verantwortung aufgrund eigener Handlung kommt für Geschäftsleitungen vor allem die Haftung aufgrund von Organisationsverschulden in Betracht. Deshalb ist es von besonderer Bedeutung, dass zum einen die Verantwortlichkeiten klar zugeordnet, delegiert und kontrolliert werden. Daneben hilft die gesetzeskonforme Einrichtung der Ämter für die verschiedenen —> Umweltschutzbeauftragten. Als Instrument für die Vorsorge gegen die Inanspruchnahme aus Umwelthaftungsgesichtspunkten hat sich der Aufbau einer entsprechenden Organisationsstruktur im Rahmen des EG—> Öko-Audits bewährt.

Literatur: Adams, H. W.; Johannsen, D.: Das „gerichtsfeste" Produktionsunternehmen. Betriebsberater, 1996, 1017 ff. Meißner, S.; Rottenegger, H.-G.: Die ordnungsgemäße Bestellung und der Einsatz der Betriebsbeauftragten als Unternehmeraufgabe. Das Papier 52 (1998), Nr. 3, 119 - 122 Meißner, S.: Haftung der Unternehmen vor dem Hintergrund des EG-Öko-Audits. Das Papier 50 (1996), Nr. 10A, V 71 - V 76 Schmidt-Salzer, J.: Konkretisierungen der strafrechtlichen Produkt- und Umweltverantwortung. NJW, 1996, 1 ff. MR

Umweltinformationsgesetz (Environmental Information Law) Das Umweltinformationsgesetz (UIG) vom 08. Juli 1994 (BGBl. I S. 1490) ist ergangen in Umsetzung der EG-Richtlinie 90/330/EWG vom 07. Juni 1990 (ABl. L 158/56). Das Gesetz regelt den freien Zugang zu den bei den Behörden vorhandenen Informationen über die Umwelt sowie die Verbreitung dieser Informationen. Da nach § 4 UIG grundsätzlich jedermann Zugang zu diesen Daten hat, empfiehlt es sich für Anlagenbetreiber, sich mit den zuständigen Behörden in Verbindung zu setzen, um das zweckmäßige Vorgehen bei entsprechenden Anträgen auf Auskunft und Akteneinsicht zu besprechen. Insbesondere sollte betreiberseitig rechtzeitig erarbeitet werden, welche Daten Betriebs- und Geschäftsgeheimnisse sind, da diese nach § 8 UIG nicht unbefugt zugänglich gemacht werden dürfen. MR

Umweltmanagementsystem (environmental management system) Die Zielsetzung des Umweltmanagementsystems liegt in der Umsetzung der —• Umweltpolitik des Unternehmens für den Standort. Das System hat sicherzustellen, dass alle Rechtsvorschriften und Auflagen eingehalten werden. Ein Umweltmanage-

311 mentsystem muss für alle Tätigkeiten am Standort eingerichtet und umgesetzt werden. Der langfristige kontinuierliche Verbesserungsprozess ist hierbei ein übergeordnetes Ziel. Hierbei werden die Organisationstruktur, die Zuständigkeits- und Verhaltensweise formlicher Verfahren, Abläufe und Mittel für die Festlegung und Durchführung der Umweltpolitik festgelegt. Der Aufbau des Umweltmanagementsystems kann nach der Öko-Audit-Verordnung oder nach der ISO 14 000-Reihe eingerichtet werden. Die Systematik der internationalen Normen zu Umweltmanagementsystemen lehnt sich an die Systematik und Gliederung des Aufbaus der Normen zum Qualitätsmanagement an. Die Normen aus der ISO 14 000-Reihe erfordern nicht nur ein funktionsfähiges Managementsystem, sondern im Gegensatz zur Öko-Audit-Verordnung zusätzlich bereits praktizierte interne Audits. Diese sind nach der Öko-Audit-Verordnung spätestens nach 3 Jahren im Rahmen der —• Umweltbetriebsprüfung notwendig. Im Gegensatz zur ISO 14 000-Reihe stellt die Öko-Audit-Verordnung der Europäischen Union einen inhaltlich höheren Anspruch an die Erfüllung eines Umweltmanagementsystems. Dies betrifft insbesondere die Verpflichtung zur Veröffentlichung einer —• Umwelterklärung. Es ist zweckmäßig, die verschiedenen Managementsysteme (Qualität, Umwelt, Arbeitssicherheit) aufeinander abzustimmen. GT

Umweltpakt (environmental pact) Im Rahmen der neuen Instrumente des —• Umweltrechts haben einige Bundesländer bereits freiwillige Vereinbarungen mit der Industrie zum Schutz der Umwelt geschlossen. Die erste Vereinbarung dieser Art ist der in Bayern zwischen dem Staatsministerium und der bayerischen Industrie abgeschlossene Umweltpakt. Hierbei haben auch einige Branchen spezifische Zusagen gemacht. Die Zellstoff- und Papierindustrie verpflichtete sich etwa zum verstärkten Altpapiereinsatz und die Großunternehmen der Zellstoff- und

papiererzeugenden Industrie sagten die Teilnahme am EG- —> Öko-Audit zu. Die bedeutsamste Gegenleistung des bayerischen Staates sind die Geldmittel, die zur Finanzierung eines Altlastensanierungsfonds zur Verfugung gestellt wurden. In Baden-Württemberg läuft seit 1997 ein ähnliches Vorhaben unter dem Namen Umweltpartnerschaft an. Wesentliche Unterschiede zum bayerischen Umweltpakt sind die weitgehende Beteiligung gesellschaftlicher Gruppierungen (etwa Umweltverbände, Kirchen, Gewerkschaften) und der fast das gesamte Umweltrecht erfassende Ansatz. Die Umweltpartnerschaft läuft darüber hinaus in 2 Strängen: der Umweltpartnerschaft zwischen Land und Wirtschaft sowie zwischen Land und Landwirtschaft. Auch von der letztgenannten Umweltpartnerschaft ist die Zellstoff- und Papierindustrie betroffen durch die Problematik der nachwachsenden Rohstoffe und die Frage der stofflichen und energetischen Verwertung von Wald- und —• Industrieholz. MR

Umweltpartnerschaft (environmental partnership) —» Umweltpakt

Umweltplan (environmental plan) Der Umweltplan ist ein neues Instrument auf dem Gebiet des —• Umweltschutzes, wobei in Wissenschaft und Politik die Konturen noch sehr unbestimmt sind. Baden-Württemberg erarbeitet als erstes Bundesland einen solchen Umweltplan. Er soll ähnlich dem Generalverkehrsplan eine Rahmenvorschrift fur die künftige Umweltentwicklung in diesem Bundesland abgeben. Der Umweltplan ist abzugrenzen von der —• Umweltpartnerschaft in Baden-Württemberg und dem —• Umweltpakt in Bayern. Es ist davon auszugehen, dass auch andere Bundesländer bei dem Bemühen, neue Instrumente im —> Umweltrecht anzuwenden oder gar zu schaffen, ähnliche Vorhaben starten. MR

312 Umweltpolitik (environmental policy) Umweltpolitik kann sowohl eine betriebswirtschaftliche wie auch eine volkswirtschaftliche Aufgabe darstellen. Aus volkswirtschaftlicher Sicht übernimmt der Staat die Aufgabe, im Rahmen der sozialen Marktwirtschaft lenkend einzugreifen. Zwei große Problembereiche werden dabei angesprochen: zum einen die Verknappung natürlicher Ressourcen und zum anderen die Qualität der Umwelt. Es wird zwischen erschöpfbaren und erneuerbaren Ressourcen unterschieden. Bei erschöpfbaren Ressourcen (z.B. Kohle, Erdöl) steht die Suche nach Substituten im Vordergrund, die erneuerbar sind. Da häufig die Alternativen am Markt nicht konkurrenzfähig sind, sind die Maßnahmen des Staats häufig auf eine Subventionierung beschränkt.

Gesamtziele und Handlungsgrundsätze eines Unternehmens, einschließlich der Einhaltung aller einschlägigen Umweltvorschriften". Die Umweltpolitik eines Unternehmens wird für den betreffenden Standort durch die Geschäftsleitung in schriftlicher Form festgelegt, in regelmäßigen Zeitabständen überprüft und ggf. angepasst. Es ist eine wichtige Voraussetzung bei der Formulierung der betrieblichen Umweltpolitik, ökologische und ökonomische Ziele nicht als Gegensatz, sondern vor allem als Einheit zu sehen. Die höchste Managementebene des Unternehmens unterstützt die Verwirklichung der umweltbezogenen Zielvorstellungen aktiv. Sie legt die Umweltpolitik anhand der „guten Managementpraktiken" (EG-Öko-Audit-VO, Anhang 1, D) fest. Die Umweltpolitik soll die Glaubwürdigkeit des Unternehmens in Umweltfragen vermitteln. KI

Bei den erneuerbaren Ressourcen ist die Knappheit nur relativ bedingt, da eine Vermehrung auf natürliche Weise möglich ist. —• Holz als erneuerbarer Rohstoff und möglicher Energieträger wird in Europa und in Deutschland auf vielfaltige Art gefordert. Für die Papierindustrie stellt sich einerseits die Frage, inwieweit dies für sie mit einer Verknappung ihrer Rohstoffe verbunden ist. Andererseits ist die Papierindustrie eine energieintensive Branche, so dass aus der Nutzung dieser Potentiale sich auch Vorteile ergeben könnten, wie z.B. die Senkung der —• Kohlendioxid-Emissionen (—• C0 2 -Steuer). Die Qualität der Umwelt wird durch das Wirtschaften und ihre kostenlose Inanspruchnahme beeinträchtigt. Hierdurch entstehen externe Effekte, die andere betreffen, sich aber nicht in den Marktpreisen widerspiegeln. Die staatliche Umweltpolitik ist auf eine Internalisierung dieser externen Effekte ausgerichtet, d.h. sie versucht durch entsprechende Instrumente (z.B. —• Abfallabgabe, —•Abwasserabgabe, C0 2 -Steuer, —> Umweltzertifikate) eine entsprechende betriebswirtschaftliche Kostenanlastung zu erreichen. Vorbild für eine betriebliche Umweltpolitik ist die Regelung der EG-Öko-AuditVerordnung (—• Öko-Audit). Art. 2 definiert Umweltpolitik als „die umweltbezogenen

Umweltrecht (Environmental Laws) Bislang ist das Bundesrecht auf dem Gebiet des —> Umweltschutzes noch nicht in einem Gesetz zusammengefasst, sondern zumeist nach Umweltmedien geordnet - einzeln geregelt, etwa beim Wasser- und —• Abwasserrecht im —> Wasserhaushaltsgesetz (WHG), beim —> Abfallrecht grundlegend im —> Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz (KrW-/AbfG) und beim Immissionsschutz im —• Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG). Die allgemein gültigen Prinzipien und Grundsätze sollen jedoch nach dem Willen der Bundesregierung künftig in einem einheitlichen Allgemeinen Teil eines Umweltschutzgesetzbuches zusammengefasst werden. Die verschiedenen Sachgebiete werden - soweit keine medienübergreifenden allgemeinen Bestimmungen betroffen sind (etwa bei der Umsetzung der —> IVU) - in einem besonderen Teil dieses Umweltgesetzbuches geregelt. Z.T. besteht eine Rahmenkompetenz des Bundes (Abwasserrecht, —• Wasserwirtschaft), z.T. ist die konkurrierende Gesetzgebung (Abfallrecht) maßgebend. Das Umweltrecht befindet sich zur Zeit in einer Um-

313 bruchphase. In der Vergangenheit wurden auch mit den Mitteln des Ordnungsrechts gerade im Bereich von —> Abwasser und —• Immissionsschutz in Deutschland enorme Verbesserungen bei den Umweltbeeinträchtigungen erreicht. Weitere ökologische Verbesserungen sind zumeist mit einem unverhältnismäßig hohen Aufwand verbunden. Vor diesem Hintergrund verabschieden sich Gesetzgebung und Vollzug soweit als möglich von der Umsetzung des bisher hierarchischen Konzepts ('top down') hin zu dem neuen partizipatorischen Strategiekonzept der EU ('bottom up').

Literatur: Meißner, S.: Der nachhaltige Papierkreislauf - Antwort seitens der Gesetzgebung. Das Papier 51 (1997), Nr. 6A, V 9 - V 1 4

Hierzu gehören vor allem freiwillige Selbstverpflichtungen, wie etwa bei der —•Verpackungsverordnung, im Immissionsschutz (—> C0 2 -Steuer) oder die freiwillige Zertifizierung, wie etwa bei dem EG—• Öko-Audit (—• Umweltzeichen, —> Umweltzertifikat). Von der idealen Vorstellung her soll dies in gemeinsamen Vereinbarungen von Regierung und Wirtschaft umgesetzt werden. Ansätze in diese Richtung sind Umweltpartnerschaften (—• Umweltpakt), wobei aber in der Praxis die Bundesregierung und Landesregierungen konkrete feste Zielfixierungen anstreben (—> Umweltplan). Auch auf internationaler Ebene wird daran gearbeitet, die traditionellen Instrumente Abgaben (—> Abfallabgabe, —> Abwasserabgabengesetz ), Steuern (C0 2 -Steuer), Gebühren (—> Grüner Punkt, —> Wasserpfennig) sowie Haftungs-, Ordnungswidrigkeiten- und Strafrecht (—• Gefährdungshaftung, —• Umwelthaftung) zu ergänzen mit dem Handel von Umweltzertifikaten (etwa mit sog. property rights in Kalifornien) oder mit dem Instrument des joint implementation. Dies bezeichnet die Möglichkeit, auf bestimmte Maßnahmen zur Verbesserung einer konkreten Umweltbeeinträchtigung zu verzichten, wenn der Anlagenbetreiber sich bereit erklärt, stattdessen bei einer anderen Anlage oder zugunsten eines anderen Umweltmediums zu investieren. Dies kann den positiven Effekt haben, dass mit einem bestimmten Investitionsbetrag für die Umwelt bei einer auch medienübergreifenden Betrachtung ein größerer Vorteil erzielt werden kann.

Umweltschutz (environmental protection) Unter Umweltschutz versteht man alle Maßnahmen zum Schutz der Umwelt. Der Umweltschutz hat vorsorgende, zurückdrängende und wiederherstellende Funktionen. Der Umweltschutz wird meist nach den hauptsächlichen Schutzzielen bzw. Aktivitäten unterteilt, wie z.B. Gewässerschutz, Luftreinhaltung, Immissionsschutz, Abfallentsorgung, Strahlenschutz, Landschaftspflege, Bodenschutz und Naturschutz. Der industrielle Umweltschutz kann in produktionsbezogenen (—» produktionsintegrierter Umweltschutz) und produktbezogenen Umweltschutz untergliedert werden. Um Umweltschutzaufgaben zu lösen, müssen diese erkannt werden und eine Analyse der Umweltbeeinträchtigung durchgeführt werden (z.B. Bestimmung der —• Gewässergüte). Zur Bewertung der —» Umweltbelastung kann die —> Umweltverträglichkeit geprüft werden. Zur Realisierung des Umweltschutzes werden technische Maßnahmen, z.B. die —• Abwasserreinigung, —• Abluftreinigung, durchgeführt. Darüber hinaus spielen rechtliche Instrumente (—> Umweltrecht) eine entscheidende Rolle. DE

Meißner, S.: Haftung der Unternehmen vor dem Hintergrund des EG-Öko-Audits. Das Papier 50 (1996), Nr. 10A, V71 - V76 Meißner, S.: Rechtliche Rahmenbedingungen. Das Papier 49 (1995), Nr. 10A, V77 MR V84

Umweltschutzbeauftragter (company environmental health officer) Bei dem Begriff des Umweltschutzbeauftragten handelt es sich nicht um ein bislang gesetzlich geregeltes Amt. Vielmehr wird im allgemeinen Sprachgebrauch dies insbeson-

314 dere als ein Sammelbegriff für die —> Abfallbeauftragten, Gewässerschutzbeauftragten (—> Abwasserrecht), —• Immissionsschutzbeauftragten und —> Störfallbeauftragten gebraucht. Die Aufgaben der Beauftragten lassen sich in 4 Funktionen darstellen: • • • •

Überwachungsfunktion Initiativfunktion Informationsfunktion Berichtsfunktion.

Diese Pflichten wirken alle gegenüber der Geschäftsführung als Anlagenbetreiber. Die Informationsfunktion erstreckt sich auch auf die Belegschaft. Die mit der Berichtsfunktion verbundene Dokumentation kann im Einzelfall zur Entlastung wie auch zur Belastung im Rahmen der —> Umwelthaftung führen. Neben den oben genannten Beauftragten gibt es - vorwiegend auf dem Gebiet der Arbeitssicherheit - weitere Beauftragte: siehe etwa die Ausführungen und Literaturhinweise bei dem —• Brandschutzbeauftragten, dem —• Gefahrgutbeauftragten, dem —> Sicherheitsbeauftragten, den Fachkräften für die Arbeitssicherheit (—• Sicherheitsingenieur), dem —> Störfallbeauftragten und dem —> Strahlenschutzbeauftragten. Die Bestellung von Beauftragten ist in der Regel den jeweils zuständigen Behörden anzuzeigen. Die Umweltschutzbeauftragten sind von den Verantwortlichen für die jeweils einschlägigen Umweltbereiche zu unterscheiden (vergleiche hierzu die Ausführungen unter dem —> Abfallverantwortlichen). Literatur: Dirks, G.: Die Umweltschutzbeauftragten im Betrieb. Der Betrieb, 1996, 1021 ff. Meißner, S.; Rottenegger, H.-G.: Die ordnungsgemäße Bestellung und der Einsatz der Betriebsbeauftragten als Unternehmeraufgabe. Das Papier 52 (1998), Nr. 3, 119 - 122 Meißner, S.: Haftung der Unternehmen vor dem Hintergrund des EG-Öko-Audits. Das Papier 50 (1996), Nr. 10A, V 71 - V 76

Pulte, P.: Betriebsbeauftragte in der gewerblichen Wirtschaft. 2. Aufl., Datakontext: Köln, 1992 MR

Umweltschutzpapier (recycled paper , paper made from ked recycled fibers) —> Recyclingpapier

undein -

Umweltverträglichkeit (environmental compatibility) Um die Umweltverträglichkeit, also die möglichen mittelbaren und unmittelbaren Auswirkungen eines Projekts (z.B. Bau einer —• Abwasserreinigungsanlage) auf die Umwelt beurteilen zu können, ist eine Umweltverträglichkeitsprüfung durchzuführen. Die Auswirkungen eines Projekts auf die Faktoren Mensch, Flora, Fauna, Boden, Wasser, Luft, Klima und die Wechselwirkungen werden im Hinblick auf die Verträglichkeit betrachtet. Schädliche Umwelteinwirkungen sind zu vermeiden. In der Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP vom 12. Februar 1990, BGBl. I 1990, S. 205 ff.) wird geprüft, ob schädliche Umwelteinwirkungen durch ein Vorhaben ausgeschlossen werden können. Ist dies nicht der Fall, wird ermittelt, welche Auswirkungen auf die Umwelt durch das Vorhaben zu erwarten sind. Die Auswirkungen sind zu bewerten. Des Weiteren ist zu prüfen, ob die schädlichen Umwelteinwirkungen zu vermeiden, zu vermindern oder abzugleichen sind. Eine Umweltverträglichkeitsprüfung ist z.B. bei Errichtung einer Abwasserreinigungsanlage, sofern hierfür eine Zulassung nach § 18c WHG (—> Wasserhaushaltsgesetz) erforderlich ist, oder einer Abfallentsorgungsanlage, sofern diese eines Planfeststellungsverfahrens nach § 7 AbfG (—• Abwasserabgabengesetz) bedarf, durchzuführen. DE

Umweltzeichen (eco label) Das ausgeprägte ökologische Bewusstsein der Bevölkerung hat in den letzten Jahren zu

315 einer starken Zunahme umweltbezogener Kennzeichen geführt. Die prinzipielle Möglichkeit jedes Herstellers, ein Umweltzeichen für seine jeweiligen Produkte selbst einzuführen, führt häufig zum Verdacht der Irreführung der Verbraucher. Zwar ist dem durch Einhaltung des Wettbewerbsrechts Einhalt geboten, stellt aber auch besondere Anforderungen an das Ansehen des Trägers bzw. der Firma oder Institution. Als erstes Land führte Deutschland 1977 das inzwischen renommierte „Blaue Engel"Symbol als Umweltzeichen ein. Weitere europäische Länder sowie Kanada und Japan folgten diesem Vorbild. Auch die EGKommission verabschiedete Anfang 1992 eine „Verordnung des Rates über ein gemeinschaftliches System zur Vergabe eines Umweltzeichens". Grundprinzipien des deutschen Umweltzeichens wurden - allerdings angereichert durch komplizierte zusätzliche Verfahrensmechanismen - übernommen. Für Papier wird derzeit für 5 Produktgruppen der „Blaue Engel" vergeben (Stand: Januar 1998) (Tab.): RAL-Umweltzeichen (UZ) im Papierbereich ProduktUZ Zeichen- Anzahl der anwender Einzelprokategorie (Firmen- dukte zahl) Hygiene14 5 182 papiere 14 Grafisches 94 344 Recyclingpapier Tapeten und 35 12 161 Raufaser Recycling56 51 389 karton Zeitungs72 20 31 druckpapier RAL-Umweltzeichen

Die Europäische Kommission hat Vergabekriterien fiir die Produktgruppen Toilettenpapier und Küchenrollen am 31. Dezember

1994 veröffentlicht. Nach dreijähriger Geltungsdauer wurde eine Revision der Umweltkriterien vorgenommen, wobei —• Hygienepapiere in einer Produktgruppe erfasst wurden (Amtsblatt der EG vom 14. Januar 1998). Die Vergabedingungen für die Produktgruppen —• Kopierpapier und —• Schreibpapier wurden am 02. August 1996 veröffentlicht. Weitere für die Papierindustrie wichtigen Zeichen sind der „Nordische Schwan", das niederländische, österreichische, französische, kanadische und das schwedische Umweltzeichen (Bra Miljöval). Literatur: Rentrop, G.-H.: Umweltbezogene Kennzeichnung im Papierbereich. VDP-Umweltmanagement, Themenheft, Bonn, 1994 KI Umweltzertifikat (environmental license) Umweltzertifikate bzw. -lizenzen gelten als marktwirtschaftliches Instrument der —> Umweltpolitik. Sie sollen für die Unternehmer Anreize schaffen, die Umweltbelastungen zu verringern. Der Grundgedanke besteht darin, die Umweltbelastungen von einem gesamten Bereich festzulegen und in handelbare Zertifikate aufzuteilen. Zertifikate sind daher eine Mengenlösung. Der Preis bildet dann den Entscheidungsparameter für den Unternehmer, ob er ein weiteres Zertifikat kauft oder ob er entsprechende Umweltschutzmaßnahmen durchführt, um damit Schädigungen der Umwelt zu vermeiden. Die Anwendung von Umweltzertifikaten als Instrument des —• Umweltschutzes ist in vielen Bereichen möglich. In erster Linie wird an die Reduzierung von Luftschadstoffen (bubble policy, offset policy) gedacht. Aber auch in Flusssystemen ist die Anwendung denkbar. Bekanntestes Anwendungsbeispiel für Zertifikate in der Praxis ist die Einführung innerhalb des amerikanischen CleanAir-Act. Neuerdings ist die Lizenzlösung zur Reduzierung der Einwegverpackungen im Rahmen der —•Verpackungsverordnung ins Gespräch gebracht worden.

316 Literatur: Fees, E.: Umweltökonomie und Umweltpolitik. München: Vahlen, 1995 KI

Unbeschnittene Arbeitsbreite (untrimmed machine width) —• Maschinenbreite

Unbeschnittene Bahnbreite (untrimmed web width) Unter der unbeschnittenen Bahnbreite versteht man nach ZELLCHEMING-Merkblatt II/2/81 die unbeschnittene Bahnbreite nach Papiermaschine, —• Streichmaschine oder —• Kalander, also vor Entfernung des Randstreifens auf beiden Seiten der —• Mutterrollen. TI

Unbrennbarkeit (incombustibility, non-flammable) Als Verbrennung werden exotherme Reaktionen bezeichnet, bei denen z.B. ein kohlenstoffhaltiger Stoff mit elementarem —• Sauerstoff unter Flammenentwicklung in ein Kohlenstoffoxid umgewandelt wird (z.B.: C + 0 2 —•C0 2 ). Papier ist aufgrund seines etwa 50 %igen Gehalts an organischem —• Kohlenstoff leicht brennbar, wobei nur die organischen Anteile verbrennen, während die anorganischen Bestandteile (z.B. —• Füllstoffe, —• Pigmente) als Asche (—• Aschegehalt) zurückbleiben (Veraschung). Für bestimmte Anwendungsfälle ist es erforderlich, dass auch Papier nur schwer oder nicht entflammbar, also unbrennbar ist. In diesem Fall muss das Papier mit geeigneten Mitteln behandelt werden. Dies gelingt z.B. durch Imprägnierung mit Salzen, die beim Erhitzen Flammen erstickende Gase freisetzen oder glasartige Schmelzen bilden, die die Papierfasern schützend umhüllen (—• Flammschutzmittel, —• flammfestes Papier). KR

Unbunt (achromatic) Als unbunt bezeichnet man Farben, die keine Buntheitseigenschaften (—• Buntton, —• Sättigung bzw. —• Buntheit) besitzen. Sie zeigen nur —• Helligkeit. In der —• Farbmetrik gilt eine Lichtfarbe als unbunt, wenn sie die gleiche Farbart hat wie das energiegleiche Spektrum. Das energiegleiche Spektrum stellt eine besondere Art von spektraler Strahlungsverteilung dar, bei dem über alle Wellenlängen λ die gleiche Strahlungsenergie einwirkt. Der durch die relative Strahldichteverteilung 8(λ) Ε des energiegleichen Spektrums bei Selbstleuchtern (—•Lichtquellen) hervorgerufene Farbreiz (—• Farbvalenz) gilt als unbunt U (weiß) und zugleich als Mittelpunktsfarbart E (E = U) im —• CIE-Farbenraum (—• Unbuntpunkt). Lichtquellen anderer Farbart können als unbunt empfunden werden, wenn eine aselektiv reflektierende Fläche nach Einstimmung des Auges auf diese Lichtart als unbunt angesehen wird. Eine Körperfarbe gilt als unbunt, wenn sie die gleiche Farbart wie die beleuchtende, als unbunt empfundene Lichtart hat und mit einem auf diese Lichtart eingestimmten Auge betrachtet wird. Demgemäß sind nicht nur Proben unbunt, deren —•Reflexionsfaktoren wellenlängenunabhängig sind, sondern auch alle bei der gegebenen Lichtart mit ihr bedingtgleichen Proben. Je nach —• Hellbezugswert werden sie weiß, grau oder schwarz genannt. Bei Körperfarben gilt die beleuchtende Normlichtart grundsätzlich als unbunt. NE

Unbuntaufbau (grey component replacement) Eine Verminderung der —• Flächendeckung kann man beim Aufbau des Farbsatzes durch den sog. Unbuntaufbau erreichen. Bei dieser Technik werden nur die bunten Bildstellen mithilfe der Buntfarben (—• Cyan, —• Magenta, Gelb) wiedergegeben. Alle unbunten (grauen) Bildstellen werden mit großen Anteilen der unbunten Druckfarbe Schwarz erzeugt. Dieses Verfahren kann die Druckbildwiedergabe stabilisieren und vermindert die

317 Flächendeckungssumme und damit die Farbschichtdicke erheblich. Die Summe kann bis auf 220 oder 240 % abgesenkt werden und so die Gefahr von —•Abliegen der —• Druckfarbe, Rückspalten und damit —• Dublieren sowie ein verzögertes —• Trocknen der Druckfarbe vermindert bzw. vermieden werden. FA

Unbuntpunkt (achromatic point) In der —• Farbmetrik gilt eine Lichtfarbe (Selbstleuchter als —• Lichtquelle) vereinbarungsgemäß als unbunt, wenn sie die gleiche —• Farbart wie das energiegleiche Spektrum besitzt. In diesem Fall sind die —•Normfarbwertanteile χ = y = ζ = 1/3. Bei Körperfarben (z.B. Papier) wählt man meistens die Farbart der benutzten Lichtquelle (—> Normlichtart) als unbunt (—• Helmholtz-Maßzahlen). Die in der Tabelle aufgeführten —•Normfarbwertanteile der Normlichtarten für den 2°- und 10° • Normalbeobachter und für das energiegleiche Spektrum stellen die Unbuntpunkte dar. Normlichtart A C D65 Energiegleiches Spektrum Gesichtsfeldgröße

Normfarbwertanteile Xn 0,4476 0,3101 0,3127

Yn 0,4074 0,3162 0,3290

Xn 0,4512 0,3104 0,3138

Yn 0,4059 0,3190 0,3310

0,3333

0,3333

0,3333

0,3333

2°

10°

Normfarbwertanteile der Unbuntpunkte verschiedener Normlichtarten für 2°- und 10°-Normalbeobachter und fur das energiegleiche Spektrum

PR

oder standardmäßige Altpapieraufbereitungsanlage (—• Altpapieraufbereitung) als Rohstoff zur Herstellung eines —• Sekundärfaserstoffs ungeeignet oder schädlich sind, oder deren Anwesenheit die gesamte Altpapierlieferung unbrauchbar macht. Im Gegensatz zu früheren —> Altpapiersortenlisten werden in D I N EN 643 oder der deutschen Altpapiersortenliste keine unerwünschten Papier- und Pappesorten mehr aufgeführt. Vielmehr wird darauf hingewiesen, dass eine zunehmende Anzahl von unerwünschten Papieren und Pappen in speziellen Altpapieraufbereitungsanlagen durchaus recycelt werden kann, weshalb Art und Menge unerwünschter Papiere und Pappen individuelle Festlegungen durch einzelne Papierfabriken erfordern. Lediglich in der B.I.R.-Altpapiersortenliste werden ungeeignete oder sogar für den Produktionsprozess schädliche Papiersorten genannt, z.B. bituminierte Pappen, —• Kohlepapier, —> Pergament- und —• Pergamentersatzpapier sowie —• nassfeste oder —• gewachste Papiere. Während z.B. bituminierte Pappe praktisch noch in jeder Altpapieraufbereitungsanlage als unerwünschte Pappe gilt, sind anteilig in —> grafischem Altpapier enthaltene Verpackungsmaterialien nur dann unerwünscht, wenn dieses Altpapier einem Deinkingprozess (—• Deinking) unterzogen wird, da die „braunen" (ungebleichten) Fasern nicht ausreichend aufgehellt werden können und im fertigen Papier ein —> Melieren verursachen. Siehe auch die neue CEPI- und B.I.R.-Altpapiersortenliste im Anhang. Literatur: DIN EN 643 Europäische AltpapierStandardsorten-Liste (Stand: August 1994) CEPI List of European Standard Qualities of Recovered Paper (Stand: Januar 1995)

Unerwünschte Papiere und Pappen (paper and board detrimental to production)B.I.R. - General List of Standard Qualities of Recovered Paper (Stand: März 1996) Unter unerwünschten Papieren und Pappen im —• Altpapier, auch —• produktionsschädliche Papiere und Pappen genannt, sind PaVDP-Altpapier-Liste der Deutschen Stanpier- und Pappesorten zu verstehen, die so dardsorten und ihre Qualitäten (Stand: Juni behandelt wurden, dass sie für eine normale 1997) PU

318 Unerwünschte Stoffe (unusable materials) Gemäß D I N EN 643 und anderer —• Altpapiersortenlisten sind unerwünschte Stoffe im —• Altpapier —•papierfremde Bestandteile sowie —• unerwünschte Papiere und Pappen. Altpapier sollte prinzipiell frei von unerwünschten Stoffen geliefert werden, sofern nicht für einzelne Altpapiersorten ein bestimmter Anteil aufgrund individueller Absprachen zwischen Abnehmer und Lieferanten vereinbart wird. Der maximal zulässige Anteil papierfremder Bestandteile und unerwünschter Papiere und Pappen wird sowohl in den Altpapiersortenlisten nach D I N als auch nach CEPI nicht zahlenmäßig quantifiziert. In der deutschen Sortenliste ist nur für sortierte Sammelware, sortiertes —• gemischtes Altpapier, —• Kaufhausaltpapier und —• Deinkingware der Anteil unerwünschter Stoffe auf maximal 1 % begrenzt. Lediglich die B.I.R.-Sortenliste weist jeder Altpapiersorte (bis auf eine Ausnahme) einen maximal zulässigen Anteil unerwünschter Stoffe von meist 1 bis 2 %, für einzelne Sorten aber auch bis maximal 5 % zu. Dabei wird darauf hingewiesen, dass Altpapier einen Sekundärrohstoff darstellt, der bezüglich seiner Reinheit von der Erfassung und manuellen Sortierung abhängt und nie die Homogenität von —» Primärfaserstoffen erreichen kann. Für unsortiertes gemischtes Altpapier wird in keiner der genannten Altpapiersortenlisten ein Grenzwert für unerwünschte Stoffe im Altpapier garantiert. Literatur: D I N EN 643 Europäische AltpapierStandardsorten-Liste (Stand: August 1994) CEPI List of European Standard Qualities of Recovered Paper (Stand: Januar 1995) B.I.R. - General List of Standard Qualities of Recovered Paper (Stand: März 1996) VDP-Altpapier-Liste der Deutschen Standardsorten und ihre Qualitäten (Stand: Juni 1997) PU

Ungestrichen (uncoated) Als ungestrichene Papiere, auch Naturpapiere genannt, werden —• holzfreie oder —• holzhaltige Papiere bezeichnet, die nicht durch das Aufbringen eines —• Strichs veredelt wurden. Ungestrichene Papiere werden vor allem zur Herstellung von —• Schreib- und —• Druckpapieren (z.B. —• SC-Papier und —•Zeitungsdruckpapier) verwendet. Die für den —• Druck erforderliche hohe —• Glätte wird durch den Einsatz von —• Füllstoffen und anschließende —• Satinage erzielt. Naturpapiere können auch auf der —• Leimpresse leicht pigmentiert werden (—• Pigmentieren). GZ Ungestrichenes Papier (uncoated paper) Alle Papiere, die als sog. —• Naturpapiere weder einseitig noch beidseitig mit einer wässrigen Pigmentschicht (—• Strich) versehen sind oder keine sonstige Veredelung durch Beschichtung erfahren haben, gehören zur Gruppe der ungestrichenen Papiere. Dies gilt für den größten Teil der —• Verpackungspapiere (z.B. —» Decken- und —• Wellenpapiere), für einen Teil der —•Druckpapiere (z.B. —• Zeitungsdruck- und —• SC-Papiere), für alle —• Hygienepapiere und schließlich für einen Teil von —• Karton und —• Pappe (z.B. —• Chromoersatzkarton und —• Graupappe). Auch wenn diese Papiere ungestrichen sind, führen sie dank unterschiedlicher mechanischer Oberflächenveredelung (z.B. —• Satinage) zu einer unterschiedlichen —• Bedruckbarkeit. So erfüllt z.B. das satinierte SCPapier hohe drucktechnische Ansprüche im - • Tiefdruck. GG

Unikat (unique) Das Einzige in seiner Art, nur einmal Vorhandene, besonders bei alten Büchern, Kupferstichen, Holzschnitten usw. In der Druckindustrie spricht man von einem Unikat (lat.: unicus = das Einzige), wenn für eine Nachauflage oder einen Reprint nur noch

319 eine einzige Ausfertigung früherer Auflagen existiert. NE

Unrunde Rolle (eccentric reel, out of round reel) Eine Papierrolle wird als unrund bezeichnet, wenn der Schwerpunkt der Rolle exzentrisch, also nicht auf der Mittelachse der Wicklung liegt. Dadurch ergibt sich eine Unwucht in der Rolle, die bei der Auf- oder Abrollung der Rolle zu Schwierigkeiten, wie Abrissen der Papierbahn (z.B. in der —• Druckmaschine) und zu Lagerschäden führen kann. Die Problematik verschärft sich mit zunehmender Wickelgeschwindigkeit, da die Unwucht auf die inhomogen verteilte Fliehkraft entlang des Rollenumfangs zurückzuführen ist, die proportional zum Quadrat der Drehzahl der Rolle ansteigt. Ursachen für unrunde Rollen können Schwankungen des Längsprofils der —• flächenbezogenen Masse des aufgewickelten Papiers, insbesondere periodisch auftretende Schwankungen, —•Wickelfehler oder Abplattungen durch unsachgemäße Lager- oder Transportbedingungen sein. Während auf der —• Rollenschneidmaschine schlecht gewickelte Rollen anschließend durch einen neuen Arbeitsgang auf —• Umrollern durch Umrollen unter kontrollierten Bedingungen meist wieder in Ordnung gebracht werden können, führen starke Längsprofilschwankungen nicht nur aufgrund dieser Problematik zur Ausmusterung des Papiers. Abplattungen durch Lagerung lassen sich durch Lagern der Rollen auf ihrer Stirnseite vermeiden. KR

Unsatiniert (uncalendered) Das aus der —• Trockenpartie der Papiermaschine laufende Papier ist noch rau (roh), „unglatt", unverdichtet und kompressibel, es hat sein Endvolumen noch nicht erreicht und für die Weiterverarbeitung erforderliche Eigenschaften (vor allem —• Glätte und —• Glanz) noch nicht entwickelt. Diese Gebrauchseigenschaften werden selten allein durch den Papierherstellungsprozess realisiert

und erfordern bei vielen Papiersorten mindestens die Bearbeitung in einem —• Maschinenglättwerk. Ein solches Papier wird dann als maschinenglatt bezeichnet, es ist aber unsatiniert. •

•

•

•

•

Einige gestrichene Mattpapiere (—• Mattsatinage) werden unsatiniert angeboten, obwohl sie dadurch berührungsempfindlich gegen 'fingertips' und Greiferspuren bleiben. —• Zeitungsdruckpapiere werden nur noch in wenigen Fällen maschinenglatt, also unsatiniert ausgeliefert. —• Streichrohpapiere sind meist unsatiniert, in einigen Fällen zur Vergleichmäßigung der Strichauftragsbedingungen (—• Streichen) aber auch leicht vorsatiniert. Die Eigenschaften von unsatinierten, maschinenglatten Papieren sind allein durch den Stoffeintrag und den Herstellungsprozess festgelegt. Die meisten Verpackungspapiere, —• Decken« und Wellenpapiere für die Wellpappenerzeugung (—• Wellpappe) und einige technische Spezialpapiere bleiben meist unsatiniert.

—• Formation des Papiers, —• Dicke und Querprofil der —• flächenbezogenen Masse wurden inzwischen so weit vergleichmäßigt, dass auch —• maschinenglatte Papiere gute Weiterverarbeitungsqualitäten aufweisen, zumal die Gefahr des Speckigwerdens in den harten Spalten des Glättwerks nur noch gering ist. SZ

Untere Glättwerkswalze (king, king roll, bottom roll) —• Unterwalze

Untere Sorten (ordinary qualities) —• Altpapiersorten

320 Unterfarbenverminderung (under-color removal , UCR) Um im —> Offsetdruck Schwierigkeiten bei der —• Farbannahme und ein —> Abliegen der Druckfarbe zu vermeiden, ist man bestrebt, die gesamte Farbschichtdicke auf der Papieroberfläche zu reduzieren. Die Unterfarbenverminderung wird realisiert, indem bei der Herstellung der Kopiervorlagen durch fotografische oder elektronische Maskierung die Schwärzung in den dunklen Bildpartien herabgesetzt wird. Der durch die Unterfarbenverminderung verloren gegangene Tonwertumfang in den Buntfarben (—• Cyan, —• Magenta, Gelb) wird durch einen entsprechend höheren —• Flächendeckungsgrad in der Schwarzdruckform ausgeglichen. Es gilt als Regel, dass diese Gesamtsumme von 400 % beim Buntaufbau auf 280 bis 320 % Flächendeckungsgrad der aufeinander gedruckten Teilfarben (Schwarz, Cyan, Magenta, Gelb) reduziert wird. FA

Unterfilz (bottom felt) Die Unterfilze sind eine Untergruppe der —• Pressfilze, die in der —> Siebpartie von Papiermaschinen der —• Entwässerung der feuchten Papierbahn dienen. Der Name kommt von ihrer Funktion, das Papier oder den Karton nach unten hin zu entwässern. Die Ausführungen von Unterfilzen unterscheiden sich, je nachdem, ob es sich um einen Filz für die erste Presse einer 4Walzenpresse, einen Filz für eine doppelt befilzte —> Legepresse oder eine —> Schuhpresse (—• Nassfilze) oder um einen Unterfilz für eine 2-Filz-Tissuemaschine (—• Oberfilz) handelt. AL

Untermesser (bottom knive) Die Untermesser in der —> Schneidpartie einer —• Rollenschneidmaschine sind in den meisten Fällen Topfmesser aus gehärtetem Stahl oder auch aus Keramik. Zu jedem Untermesser gehört ein Messerschlitten, der einen Motor mit dem aufgesetzten Topfmesser

trägt. Die Geschwindigkeit der Untermesser ist immer etwas höher als die der Papier- oder Kartonbahn. Die Schlitten mit den Untermessern können entweder von Hand oder automatisch über die —• Messerpositionierung auf die gewünschte Bahnbreite eingestellt werden. Anstelle von Untermessern kann auch eine —> Schneidwalze verwendet werden. KT

Untersieb (bottom wire) Das Untersieb ist eine Ausführungsform der Blattbildungssiebe (—• Sieb) in der —> Siebpartie von Papiermaschinen für die Bildung und —• Entwässerung der Papierbahn. Untersiebe entwässern bei —• Gapformern die Papierbahn nach unten. Dank einer Siebpartie mit —• Obersieb und Untersieb wird in der Regel im Vergleich mit einem Langsieb eine wesentliche Verbesserung der —• Zweiseitigkeit und der —> Formation des Papiers erreicht. AL

Unterwalze (king, king roll, bottom roll) Die Unterwalze eines —• Kalanders oder eines —• Glättwerks (untere Glättwerkswalze), auch Königswalze genannt, trägt das Walzenpaket und drückt es gegen die —• Oberwalze, wodurch der obere Walzenspalt geschlossen und die Druckgebung eingeleitet werden. Sie ist meist als —• Schwimmende Walze (vorwiegend X-Type) oder einzonige —• Durchbiegungsausgleichswalze (D.A.-Walze) ausgelegt und trägt wesentlich zum Verlauf des Linienkrafitprofils bei. Die in einer —> Gleit- oder —• Hebelführung gelagerte Unterwalze führt alle für den Kalanderbetrieb und den Walzenwechsel erforderlichen Bewegungen aus, die von den hydraulischen Zylindern im Ständerfuß ausgehen. Bei selbstbelastenden D.A.-Walzen wird die fest stehende Achse der Unterwalze in eine definierte, fixe Position gefahren, von der aus das Walzenpaket über den Mantelhub belastet wird.

321 Mit den Anpassungsmöglichkeiten der D.A.-Walzen sind in —• Superkalandern (SNC-Kalandern) - in Verbindung mit der Kompensation —> überhängender Gewichte Linienkraftprofile möglich, die nahezu frei sind von unerwünschten Biegeeinflüssen. Bei —> Softkalandern wechselt die Auslegung der Unter- und Oberwalzen von —• Nip zu Nip, so dass die Unterwalze eine harte oder eine —» elastische Walze sein kann, also eine —> Heizwalze, S-Walze, D.A.- oder Profilkorrekturwalze, die mit Kunststoff bezogen (—• Kunststoffwalze) und einer sehr glatten, abriebfesten und schaberbaren Beschichtung (—• Hartgusswalze) versehen oder mattverchromt sein kann (—• Mattkalander). In älteren Glättwerken laufen als Unterwalzen oft noch bombierte Vollwalzen mit Kühlluft-Blasdüsen zur Profilbeeinflussung. Die Unterwalzen der —> Prägekalander sind elastische Walzen mit Faserbezügen, die eine auf die vorgesehene Streckenlast genau ausgerichtete —• Bombierung haben. In Kalibrierkalandern (—• Kalander) sind die Unterwalzen meist als Vollwalzen ausgelegt, deren oft sehr starke Bombage durch Schrägstellen der Unterwalze noch verstärkt werden kann. SZ Urkundenpapier (document paper) Urkundenpapier, korrekter als urkundenfähiges Papier bezeichnet, ist ein Papier, das Sicherungen gegen Verfalschungsversuche (siehe auch Sicherheitspapier) enthält, dessen Herkunft und ungefähres Alter durch ein mehrstufiges echtes Wasserzeichen bestimmbar ist und das eine dem Verwendungszweck entsprechende Alterungsbeständigkeit ( - • Alterung) hat (DIN 6730). Zu den Urkundenpapieren zählen u.a. Aktienpapiere, Aktenpapiere und Banknotenpapiere. Es handelt sich stets um holzfreie und —• maschinenglatte Papiere, die z.T. noch auf Rundsiebmaschinen mit echtem Büttenrand ( - • Büttenpapier) hergestellt werden. Sie müssen aufgrund ihrer oft langen Aufbewahrungszeit licht- und alterungsbeständig (-> alterungsbeständiges Papier) sein.

Die flächenbezogene Masse beträgt etwa 130 bis 150 g/m 2 . RH

UV-Filter (UV filter) UV-Filter sind Filter, die im Bereich des —> UV-Lichts wirksam sind. Sie lassen sich einteilen in: •

• •

Bandpassfilter (Durchlässigkeit eines definierten Wellenlängenbereichs, z.B. 200 bis 320 nm für UV-Licht Typ A und B). Tiefpassfilter (Durchlässigkeit unterhalb einer Grenzwellenlänge, z.B. 400 nm) Hochpassfilter (Durchlässigkeit oberhalb einer Grenzwellenlänge, z.B. 400 nm).

Die Filter bestehen meist aus Glas- oder Quarzschmelzen oder Glas-Kunststoffverbundsystemen. Der Zweck der Lichtfilterung ist es, aus dem von den meisten Lampen in kontinuierlicher Form emittierten Strahlungsspektrum einen für die spezielle Verwendung benötigten spektralen Bereich auszublenden. Tiefpassfilter kommen z.B. zum Einsatz bei Testlampen zum Nachweis von fluoreszierenden Stoffen, wo sichtbares Licht in der Beleuchtung der Probe zwecks besserer Erkennbarkeit der —• Fluoreszenz ausgeschaltet werden soll („Schwarzlicht"). Hochpassfilter werden in —> Farbmessgeräten zur Bestimmung der optischen —•Aufhellung durch optische Aufheller verwendet. KE

UV-Licht (UVlight) Die ultraviolette Strahlung (UV-Strahlung oder UV-Licht) umfasst den elektromagnetischen Strahlungsbereich zwischen dem für das menschliche Auge sichtbaren Licht (etwa 380 bis 780 nm) als der niederenergetischen Grenze und der Röntgenstrahlung als der höherenergetischen Grenze. Eine Aufteilung der UV-Strahlung in 3 Bereiche ist üblich, wobei die Bereichsgrenzen nicht immer einheitlich genannt werden:

322 • • •

UV-A:320 - 400 nm UV-B:280 - 320 nm UV-C:200 - 280 nm

Während die extraterrestrische Strahlung noch das gesamte UV-Licht der Sonnenstrahlung enthält, erreicht die Erdoberfläche aufgrund der atmosphärischen Absorption nur noch Strahlung oberhalb etwa 290 nm, nicht zuletzt dank der Ozonschicht. Die obere Grenze dieses optischen Fensters der Atmosphäre liegt bei etwa 1 400 nm, so dass also Strahlung zwischen etwa 290 und 1 400 nm auf die Erde gelangt. Dieser Bereich wird als optisches Fenster I bezeichnet. Darüber hinaus gibt es noch ein zweites optisches Fenster, das im Radiofrequenzbereich liegt. Die Intensität der Himmelsstrahlung (Globalstrahlung) und damit auch des UV-Lichts auf der Erde hängt weiterhin noch von der geographischen Lage, dem täglichen und jahreszeitlichen Zyklus und den Wetterbedingungen ab (wolkenloser oder wolkenverhangener Himmel). Aufgrund der im Vergleich zum sichtbaren Licht kürzeren Wellenlänge und der damit verbundenen höheren Energie der Strahlungsquanten werden gewisse Wechselwirkungen mit Materie erst möglich oder sie laufen beschleunigt ab (fotochemische und biologische Prozesse, z.B. mit Auslösung von Sonnenbrand oder sogar von Hautkrebs). Zur Erzeugung von UV-Licht neben sichtbarem Licht dienen Leuchtstofflampen und Gasentladungslampen. Zu letzteren gehören die Quecksilberdampflampen (Quarzlampen) und die zu spektroskopischen Zwecken (—> Farbmessung, —• Farbmessgeräte, —• Fluoreszenz, —» Aufhellung) verwendeten Xenonlampen. Ein besonders augenfälliger Nachweis von UV-Licht geschieht über den Prozess der Fluoreszenz bei gewissen Stoffen (Luminophore), bei denen UV-Licht absorbiert und sichtbares Licht emittiert wird. Dieser Prozess wird intensiv bei der optischen Aufhellung von Papier, Textil und Kunststoffen mithilfe von —• optischen Aufhellern genutzt. KE

UV-Trocknung (UV curing, UV drying) Die UV-Trocknung ist ebenso wie die —> Elektronenstrahltrocknung ein Verfahren, bei dem die —> Druckfarben nach Bestrahlung durch —•Polymerisation trocknen. Die Pigmente (—> Farbmittel) sind im Wesentlichen die gleichen, die bei konventionellen Druckfarben Verwendung finden. Die —• Bindemittel der Druckfarben sind synthetischer Herkunft und besitzen eine hohe Reaktivität. Verwendet werden meist Acrylate unterschiedlicher chemischer Struktur und variierender —> Viskosität. Eine Ausnahme bilden die Bindemittel UV-kationisch härtender Druckfarben, die vereinzelt im —> Flexodruck eingesetzt werden. In UV-härtenden Druckfarben sind zusätzlich Fotoinitiatoren als Rezepturbestandteile enthalten. Die Fotoinitiatoren dienen als Energieüberträger. Unter Einwirkung von —• UV-Strahlung werden hochreaktive Spaltprodukte (Radikale) gebildet, die auf das reaktive Bindemittel einwirken und die Härtungsreaktion auslösen. Die kurzwellige UVStrahlung (Wellenlänge λ < 300 nm) ist energiereicher und daher für die Vernetzung des Bindemittels wirksamer als langwellige Strahlung. Pigmente mit bis zu 30 % Anteil an der Druckfarbe absorbieren bevorzugt die für die Härtungsreaktion wirksame kurzwellige UV-Strahlung und entziehen somit den reaktiven Bestandteilen in der Druckfarbe (Fotoinitiatoren und Bindemittel) Aktivierungsenergie. Die Eindringtiefe von UVStrahlen in Farbschichten ist demzufolge gering. Sie reicht aber aus, um Druckfarbenfilme mit Schichtdicken bis zu 2 μιη in ausreichender Geschwindigkeit zu vernetzen. Bei dickeren Farbschichten kann es notwendig sein, mehrere UV-Trockner hintereinander zu installieren. Die bereits ausgehärteten Farbschichten werden für die UV-Strahlung wieder durchlässig. Im Gegensatz zu Heatset-Druckfarben (—> Offsetfarben) entstehen keine Lösemitteldämpfe oder Verbrennungsprodukte, bei der Trocknung ist der Energiebedarf erheblich geringer, und der Bedruckstoff erwärmt sich nur leicht. Im —> Farbwerk tritt kein An-

323 trocknen der Druckfarbe auf, ebenso wenig —> Abschmieren oder —• Abliegen. Der getrocknete Druckfarbenfilm ist scheuerfest und beständig gegen —• Lösemittel und Öle. Demgegenüber stehen der höhere Preis der UV-Druckfarben und der UV-Trockner, die erforderlichen Schutzmaßnahmen und Schwierigkeiten beim —* Deinking von Druckerzeugnissen. Als Strahlungsquellen kommen Quecksilberhochdruckdampflampen (HG-Hochdrucklampen) oder Excimer-Strahler zum Einsatz. HG-Hochdrucklampen erzeugen eine Strahlung, die nur einen geringen breitbandigen UV-Anteil enthält. Bis zu 90 % der eingesetzten Energie werden bei diesen Lampen in Wärme umgewandelt. Diese Wärmeenergie trägt nicht zur Trocknung bei und muss bei bestimmten Anwendungsfallen durch Kühlung abgeführt werden. Excimer-Strahler sind Gasentladungslampen, die mit Edelgasverbindungen (XeCl, KrCl) gefüllt sind. Diese Strahler erzeugen je nach Gasfüllung eine reine UV-Strahlung definierter Wellenlänge ohne Infrarotanteil. Die Energieausbeute ist wesentlich besser als bei HG-Hochdrucklampen, und das Problem der Erwärmung entfallt. Die Fotoinitiatoren in den Druckfarben müssen bei Excimerstrahlern jedoch exakt auf die Wellenlänge des Strahlers eingestellt werden. BG

324 Vakufoil (vacuum foil) Unter einem Vakufoil versteht man Foilleisten ( - • Foils) (Foilwinkel: 0,5° bis 1°), die in einem —• Nasssaugkasten in der —• Siebpartie einer Papiermaschine installiert sind. Neben dem Absaugen von —> Siebwasser obliegt dem Vakufoilkasten die Turbulenzerzeugung in der noch sehr nassen Papierbahn zwecks Verbesserung der —• Formation durch Zerstörung von unerwünschten Faserflocken. Der Einsatzbereich liegt vor den Nasssaugkästen, die z.B. vor einem —• Egoutteur (beim —• Langsieb) oder vor dem —• Obersieb eines —• Hybridformers platziert werden. Die Turbulenz generiert in der Papierbahn bei den genannten Einsatzstellen eine Veränderung in der Feinstoff- und Faserverteilung und damit einhergehend eine Entwässerungsbeschleunigung. Im Interesse einer zu kontrollierenden —• Zweiseitigkeit sind deshalb Foilwinkel und Vakuumhöhe zu beachten. KL

Vakuum (vacuum) Physikalisch bezeichnet Vakuum einen völlig materielosen Raum. In der Technik ist Vakuum dagegen gleichbedeutend mit Unterdruck, d.h. einem Druck, der niedriger ist als der Atmosphärendruck. Der Normzustand der Atmosphäre wird dabei mit einer Temperatur von 0° C und einem Druck von 101,3 kPa angesetzt. Somit lässt sich jeder unter dem Wert von 101,3 kPa liegende Druck im technischen Sinn als Vakuum bezeichnen. Um die Höhe eines Vakuums zu quantifizieren, sind 2 Methoden möglich. Entweder wird der Absolutdruck angegeben, alternativ kann die Druckdifferenz zum Atmosphärendruck aufgeführt werden. In der Papierindustrie wird meist die letztere Methode bevorzugt. Dabei ist folgende Einteilung der Vakua üblich: • Niedervakuum 1 : bis 20 kPa (< 0,20 bar) • Niedervakuum 2: 20 - 35 kPa (0,20 - 0,35 bar) • Mittelvakuum: 35 - 60 kPa (0,35 - 0,60 bar)

•

Hochvakuum:

über 60 kPa (> 0,60 bar)

Der größte Vakuumbedarf innerhalb einer Papierfabrik liegt an der Papiermaschine im Bereich der —> Siebpartie vor. Hier werden verschiedene Entwässerungselemente zur Erhöhung ihrer Effektivität mit Vakuumunterstützung betrieben (Tab.). Weitere Vakuumbedarfsstellen finden sich in der —> Pressen· und —• Trockenpartie sowie in der —• Stoffaufbereitung und im —• Konstanten Teil (—• Entlüfitungsanlage) vor der Papiermaschine. Verbraucher Formierwalze (1. Zone) Formierwalze (2. Zone) Nasssaugkasten Siebsaugwalze (1. Zone) Siebsaugwalze (2. Zone) Pick-up-Walze Saugpresswalze (Tissue) Saugpresswalze (andere Papiere) Entlüfitungsanlage

Vakuum fkPal (bar) 4-10(0,04-0,10) bis 18 (bis 0,18) 2 - 8 (0,02 - 0,08) 40 - 50 (0,40 - 0,50) 65 - 80 (0,65 - 0,80) 30 - 50 (0,30 - 0,50) 45 (0,45) 60 - 80 (0,60 - 0,80) 85 - 95 (0,85 - 0,95)

Vakuumverbrauchsstellen in einer Papierfabrik

HC Vakuumanlage (vacuum plant) Um die vielen Vakuumbedarfsstellen einer Zellstoff- und Papierfabrik versorgen zu können, ist eine leistungsfähige Vakuumanlage erforderlich, die zum einen ausreichende Vakua (—•Vakuum) bereitstellen und zum anderen flexibel auf schwankende Betriebsbedingungen reagieren kann. Der größte Vakuumbedarf entsteht an der Papiermaschine. Hier sind in erster Linie die Blattbildungselemente (—> Siebsaugwalze, —• Nasssauger) zu nennen, die zur Erzielung einer wirkungsvollen Entwässerung der Pa-

325 pierbahn in der —• Siebpartie mit Vakuumunterstützung betrieben werden müssen. Weitere Vakuumverbraucher befinden sich in —> Pressenpartie (—> Pick-up-Walze, der —• Saugwalzen), in der —> Trockenpartie (Saugwalzen bei —• einreihiger Trockenpartie, Bahnstabilisatoren) sowie der —• Stoffaufbereitung (—> Entlüftungsanlagen) und der —• Ausrüstung (Vakuumbremsen an —> Rollenschneidmaschinen). Bei der Zellstofferzeugung kommen darüber hinaus noch die Vakuumbehandlung des Holzes bei der Imprägnierung mit —> Kochflüssigkeit und die Eindampfung (—• Eindampfanlage) der —• Ablauge als Vakuumbedarfsstellen hinzu. Zur Bereitstellung des Vakuums kommen entweder volumetrische Pumpen (—• Wasserringluft- oder Wälzkolbenpumpen) oder Radialgebläse zum Einsatz. Während bei den Pumpen bereits geringe Luftmengenänderungen große Vakuumschwankungen verursachen, bleibt bei Radialgebläsen das Vakuum unabhängig von der geforderten Luftmenge praktisch konstant. Die Versorgung der Saugstellen kann separat oder über eine Hauptleitung erfolgen. Prinzipiell sollte jedoch der gemeinsame Anschluss von Verbrauchern aus Sieb- und Pressenpartie vermieden werden, um Betriebsstörungen aufgrund stark schwankenden Vakuumbedarfs (z.B. beim Auffuhren der Bahn) vorzubeugen. HC

Vakuumeindampfer (vacuum evaporator) Vakuumeindampfer sind in der Zellstoffindustrie die meistverwendeten Apparate der —» Eindampfanlagen zur Aufkonzentrierung von —• Ablauge. Sie dienen der Wasserverdampfung unter Anlegen eines —• Vakuums auf der Brüdenseite. Das Verfahrensprinzip ist Folgendes: Über einen integrierten oder separaten —> Wärmetauscher wird die Ablauge erwärmt und dann in ein Entspannungsgefaß bzw. einen Entspannungsraum gegeben, wo ein niedrigerer Druck herrscht, als dem Dampfdruck bei der aktuellen Temperatur entspricht. Das Wasser siedet dadurch. Der Wasserdampf (Brüden, Brüdendampf) wird

unter dem Einfluss des Vakuums abgezogen und in einem Kühler niedergeschlagen oder durch einen Kompressor verdichtet, wodurch das Vakuum im Verdampferraum aufrecht erhalten wird. Als Wärmetauscher werden Lamellen- oder Röhrenwärmetauscher verwendet. Der Verdampfer ist ein einfacher geschlossener Behälter, ggf. mit Einbauten zur Erhöhung der Verdampfungsleistung. Fallfilmverdampfer vereinen Wärmetauscher und Verdampfungsraum in einer Einheit. Der Brüdendampf wird in mehrstufigen Eindampfanlagen jeweils zur Beheizung der nächstniederen Temperaturstufe verwendet. DA

Vakuumfilter (vacuum filter ,suction filter) Vakuumfilter sind Maschinen, bei denen Faserstoff- oder Schlammsuspensionen auf ein Sieb aufgebracht und durch das Sieb hindurch entwässert werden, wobei auf der Filtratseite ein —> Vakuum wirkt. Dabei kann auf das gebildete Vlies zusätzlich Waschwasser aufgegeben werden. Das Vakuumfilter kann also je nach Endzweck als —> Eindicker oder Wäscher arbeiten. Es kann aber auch zur Abscheidung von Feststoffen aus der Suspension dienen und dann als —> Filter arbeiten. Die wesentlichen Elemente des Vakuumfilters sind der Trog, das rotierende Sieb als Trommel oder Scheibenelement, die Abdichtung des Innenraums oder eines Teils des Innenraums und die Absaugung zu einer Einrichtung zur Erzeugung eines Vakuums (Fallrohr oder Vakuumpumpe). Hierbei muss das —> Filtrat durch ein Dichtungselement von dem rotierenden Sieb auf die feste Rohrleitung übertragen werden. Das geschieht durch eine Hohlwelle oder -achse mit dem sog. Saugkopf. Anpresswalzen erhöhen die Dichtigkeit und steigern die Durchsatzleistung des Filters und den Trockengehalt des Filterkuchens. Vakuumfilter können z.B. als —• Trommelfilter, —> Scheibenfilter oder —> Saugfilter ausgebildet sein. Bei einer Ausführung, wo Vakuumpumpen Luft in der Filtertrommel absaugen, sie dann aber druckseitig in den

326 se gelangen darf. Weiterhin sind sie mit einer ebenfalls abgedichteten Raum über dem Luftmengenregelung gegen Über- und UnterFilterkuchen zurückfordern, spricht man von belastung ausgerüstet, so dass man von einer —• Druckfiltern, die z.B. als zweistufige Druckwaschfilter in der —• Wäsche (Zell- —> Vakuumanlage sprechen kann. VO stoff) häufig verwendet werden, obwohl es sich prinzipiell ebenfalls um Vakuumfilter handelt. Valley Beater (Valley beater) Das Vakuum wird durch Fallrohre von 6 bis 10 m Länge erzeugt. Sie können z.B. eine —> Labormahlen Zellstoffsuspension von unter 1 % Stoffdichte auf bis zu 25 % entwässern, wenn AnpressVarianz walzen verwendet werden. Mit Vakuumpumpen lassen sich gleiche Ergebnisse erreichen. (variance) Vakuumfilter werden bei der Zellstoff-, Unter Varianz s 2 einer —> Stichprobe versteht Holzstoff- und Papierherstellung vielfältig man die Summe der Quadrate der Abweiangewendet, z.B. als Eindicker, —•Waschchungen der Einzelwerte vom arithmetischen filter und —• Stoffrückgewinnungsanlagen bei Mittelwert χ (—• Durchschnitt), dividiert Fasersuspensionen, zur —• Schlammentwäsdurch die um 1 verminderte Anzahl η der serung und zur Klärung von —• Frischwasser, Messwerte. —> Abwasser, Rohsäure, —• Grünund Weißlauge. DA Σ(χί-χ)2 2 s =^ n-1 Vakuumheber (vacuum lift) Die Varianz stellt somit das Quadrat der —• Rollenlager —> Standardabweichung s dar. Im Gegensatz zur Standardabweichung können Varianzen addiert werden. Bei unabhängigen Zufallsvariablen X und Y mit den Varianzen s x 2 und Sy2 errechnet sich die Gesamtvarianz s 2 der Summe

Vakuumpumpe (vacuum pump) Vakuumpumpen dienen zur Erzeugung von Unterdruck (—> Vakuum) bzw. zum AbsauZ=X + Y gen von Luft und Gasen aus Unterdruckräumen. Sie werden in der Papierindustrie eingezu setzt, um Vakua sowohl in der —• Nasspartie (—> Vakufoils,—• Nasssauger, —• Flachsauger, —> Siebsaugwalze, —> Saugpresswalze oder Ο2 _ υχ2 'ι Oy2 —> Rohrsauger) als auch in der —» Trockenpartie (Saugwalze, Bahnstabilisatoren) von Aufbauend auf dieser Erkenntnis, gibt es das Papiermaschinen zu erzeugen. Verfahren der —> Varianzanalyse. PR Für die Vakuumerzeugung werden sowohl —• Wasserringluftpumpen (—• Pumpe) als auch Gebläse (—• Kompressor) eingesetzt, Varianzanalyse wobei sich beide Systeme hinsichtlich Kenn(analysis of variance) linien und Anforderungen an die Luft (WasMithilfe des statistischen Verfahrens der serfreiheit) sehr stark unterscheiden. Den Varianzanalyse lassen sich verschiedene Gebläsen müssen mehrstufige —• WasserEigenschaften (z.B die —> flächenbezogene abscheider (Vor- und Nachabscheider) vorgeMasse), die an Probestreifen aus Papierbahschaltet werden, da - im Gegensatz zur Wasnen ermittelt wurden, in folgende 3 Komposerringluftpumpe - kein Wasser in die Geblänenten als —• Varianzen zerlegen:

327 • • •

Varianz in —• Querrichtung der Papierbahn Varianz in —> Längsrichtung der Papierbahn Restvarianz der Papierbahn.

In diesem Zusammenhang ist die Restvarianz von besonderer Bedeutung, da sie ein Kriterium für die Instabilität des —• Stoffauflaufs und der —• Siebpartie von Papiermaschinen darstellt. Vor und nach Umbauten an den genannten Elementen einer Papiermaschine überprüft man deshalb die Güte der —> Blattbildung u.a. durch eine Varianzanalyse.

(Abb. 1). Aus den einzelnen Messwerten der Querprofile können, wie in Abb. 2 verdeutlicht, ein mittleres Längsprofil und ein mittleres Querprofil errechnet werden, das sich aus den Mittelwerten (—• Durchschnitt) der Querprofile bzw. den Mittelwerten aus den Einzelwerten der Querprofile an gleicher Messposition zusammensetzt. Aus diesen Profilen berechnet man anschließend die —> Standardabweichungen in Querrichtung s q , in Längsrichtung Si, als Reststandardabweichung s r und Gesamt-Standardabweichung s der —• Stichprobe.

t ( s . ·-m) S

— Bahnbreite -e

M 1

s Ω. u. Φ

q =

X--1

Ι

i

9 cm2

σ \ -k M H Ì

2

iÌ

-Γ$ M I α ι -t H? 2) to b b to (0 2) -6 H Χ

S, =

i rk 9—

4

4

i(s q=l

q

-m)2

y - -1

Σ Ê(mql ~mi - m q + Sr = 1=1 q=l (x-l)(y-l)

ν--

m

)2

b «0 ζΗ

1 2 3 1 Längsprofil - Nr.

^—

3 — α

χ

a= Abstand zwischen Querprofilen bs Abstand zwischen Längsprofiten

Abb. 1 : Indizierung der Eigenschaftswerte m^ für die Varianzanalyse

Voraussetzung für die Durchführung der Varianzanalyse sind Probestreifen, die quer zur —• Laufrichtung der Papierbahn aus den äußeren Lagen eines —» Tambours entnommen werden. In den einzelnen Querprobestreifen, die den Abstand a in Laufrichtung voneinander haben (Tambourumfang), misst man dann in einem bestimmten Abstand, z.B. von 40 mm, die flächenbezogene Masse m q i

s=

Σ ΣΚ,ι-™)2 1=1 q=l y-1

mit χ: Anzahl der Meßwerte je Querprofil y: Anzahl der Meßwerte je Längsprofil m q i: Messwert aus dem Querprofil q am Ort des Längsprofils 1 m] : Mittelwert der Messwerte eines Längsprofils m q : Mittelwerte der Messwerte eines Querprofils m : Gesamt-Mittelwert aller Messwerte Als Schätzwert für die Varianzen in Laufrichtung σι 2 , in Querrichtung σ ς 2 und als Restvarianz σ Γ 2 der —• Grundgesamtheit gilt:

328 rungen sind nicht gezielt zu beeinflussen. Der systematische Varianzanteil im Verhältnis zur Gesamtvarianz S =100 (σι 2 + σ ς 2 ) / σ 2 wird als maximale Steuerfähigkeit S bezeichnet. Je größer der Wert ausfällt, umso eher sind durch Maßnahmen an der PapiermaschiDie Gesamtvarianz σ 2 der Grundgesamtheit ne noch Verbesserungen, z.B. hinsichtlich der Vergleichmäßigung der Massenverteilung, zu errechnet sich über: erzielen. Die Reststandardabweichung der _ 2 __2, 2 , 2 flächenbezogenen Masse steigt bei —• Langσ - σι + Gq + σ Γ siebpapiermaschinen mit der Papiermaschi2 nengeschwindigkeit an, während bei —> GapEine Aufteilung der Gesamtvarianz σ in formern diese Reststandardabweichung mit einen systematischen Anteil, nämlich die 2 2 zunehmender Maschinengeschwindigkeit Quer-(o q ) und Längsvarianz (σι ), sowie PR einen zufalligen Anteil, die Restvarianz (σ Γ 2 ), nahezu konstant bleibt. gestattet eine Aussage über die Beherrschbarkeit bzw. Steuerbarkeit einer Papiermaschine. Nichtsystematische Verände-

I Mittleres Querprofil |

Variationskoeffizient (coefficient of variation) Das Verhältnis der —> Standardabweichung s zum Mittelwert χ (—> Durchschnitt) wird Variationskoeffizient genannt und mit V bezeichnet:

χ

(

o m° o» Röchen bezogen· Mass·. g / m* m 1

10 20 30

40 50 60

längsprofilnummer II)

Der Variationskoeffizient ist ein relatives, dimensionsloses Streuungsmaß. Üblicherweise gibt man jedoch den Variationskoeffizienten in Prozent an:

I Mittleres Längsprofil

Abb. 2: Schema einer Varianzanalyse am Beispiel der flächenbezogenen Masse

V - — 100

[%]

329 In nicht zu kleinen —• Stichproben aus normal verteilten —•Grundgesamtheiten dürfte V nicht größer als 33 % sein. Im Rahmen der physikalischen Papierprüfung zeichnet sich z.B. die —• breitenbezogene Bruchkraft durch ein niedriges Niveau des Variationskoeffizienten aus (um 5 %), während bei anderen Eigenschaften (Merkmalen), wie z.B. der —> Falzzahl, Variationskoeffizienten über 20 % normal sind. PR

Vegetabilisches Pergament (vegetable parchment) Echt Pergament

Velinsieb (plain weave wire , woven mold) Der Begriff Velin stammt aus dem Französischen und bedeutet Leinwand (-bindung). Im Unterschied zu den früheren gerippten Sieben, die immer einen linienförmigen Abdruck und damit eine Art —» Wasserzeichen mit dünneren Stellen im Papier hinterließen, VDP Verband Deutscher Papierfabriken e. V., verfugt das gewebte —• Sieb über eine einheitlichere Kontaktfläche, mit der eine Bonn. Der Verband Deutscher Papierfabriken ist der gleichmäßige Papieroberfläche ohne regelindustrielle Spitzenverband der deutschen mäßige Strukturen (z.B. Linien) erzeugt werZellstoff- und Papierindustrie. In ihm haben den kann. Siebe für Papiermaschinen, mit sich 96 Unternehmen zusammengeschlossen, Ausnahme der allerersten Maschinensiebe, die 132 Produktionsstätten mit Standort bestehen immer aus Velinsieben. Der Begriff Deutschland haben (1997). Der VDP repräVelinsieb wird heute nur noch bei Handsentiert 90 % der Branche nach Produktionsschöpfsieben verwendet (—> Schöpftechnik). menge und Umsatz. 1997 wurde mit 16 Mio KX produzierten Tonnen Papier, Karton und Pappe ein Umsatz von 20 Mrd D M erzielt. Venta-Nip-Presse Hinzu kommen 0,7 Mio t Zellstoff, die zu (grooved press, venta-nip press) 70 % integriert zu Papier und Karton verar—» Rillenpresse beitet werden. Damit ist der VDP Sprecher und Interessenvertreter der größten nationalen Papierindustrie Europas. Ventil (valve) Die wesentliche Aufgabe des VDP, seiner Ventile gehören zu den —»Armaturen und Gremien und seiner Geschäftsstelle in Bonn werden zur Regelung von Fluidströmen (z.B. liegen in der Betreuung und Beratung der Stoffstrom, Luftstrom) eingesetzt. Ein AbMitgliedsfirmen sowie in der Interessenversperrkörper (Platte, Kegel, Kolben oder Kutretung gegenüber staatlichen Institutionen, gel) gibt mit einer Abhebebewegung parallel den Medien, anderen Verbänden und internazur Strömungsrichtung einen zylindrischen tionalen Organisationen. Die Betreuung und Ringquerschnitt der —• Rohrleitung frei. Beratung der Mitgliedsfirmen umfasst Ventilähnliche Absperrorgane, in denen wemarktorientierte und themenbezogene Zugen besonders günstiger Strömungsverhältsammenarbeit in 16 Fachvereinigungen und nisse oder besonderer Aggressivität des 11 Ausschüssen. 7 Landesverbände sowie 2 Fluids eine Membrane zusammengedrückt auf Initiative des VDP gegründete Gesellwird, sind Membranventile und Ringkolbenschaften unterstützen den Verband bei seinen ventile (tropfenformiger Körper im Rohr, Aufgaben: Die Gesellschaft für Papierrecycling (—> GesPaRec) sowie die Initiative Um- fälschlicherweise auch als Stoffschieber bezeichnet) mit rotationssymmetrischer Ströwelt und Papier (IUP), beide ebenfalls mit mungsfuhrung. Sitz in Bonn. NE Unabhängig von ihrer Funktion, werden Ventile als Geradsitz-, Schrägsitz- oder Eckventile ausgeführt. Aufgrund vielfältiger

330 Funktionsweise gibt es eine Vielzahl von Ventilbezeichnungen: •

•

•

•

Rückschlagventile (Rückflussverhinderer) lassen das Fluid nur in eine Richtung passieren. Beim Druckminderventil (Reduzierventil) wird der Vordruck (hoher Druck) auf einen einstellbaren Hinterdruck (Minderdruck) reduziert, wobei dieser unabhängig von Vordruck und Durchflussänderung mit großer Genauigkeit erreicht wird. Hierbei macht man sich die Drosselwirkung des Ventils zunutze. Ein Sicherheitsventil verhindert das Steigen des Betriebsdrucks über einen zulässigen Druck. Beim Schwimmerventil hebt oder senkt ein angelegter Schwimmkörper die Ventilspindel bzw. den Ventilteller. VO

Ventilator (ventilator) —> Kompressor

Verbandzellstoffwatte (surgical cellulose wadding) Verbandzellstoffwatte ist eine besonders keimfreie Spezialform der —•Zellstoffwatte zum Verbinden von Wunden. WN

Verbundfolie (composite film) Die Verbundfolie ist eine —•Folie, die aus mindestens 2 oder mehreren Schichten unterschiedlicher Materialien aufgebaut ist. Verbundfolien werden durch —• Kaschieren, —• Laminieren, - > Beschichten (z.B. —> Metallisieren) oder durch Coextrusion verschiedener thermoplastischer Kunststoffe (—• Thermoplaste) hergestellt. Durch die Materialkombination entstehen Eigenschaften, die mit einem Basismaterial alleine nicht erzielt werden können, wie z.B. Aromadichte, Feuchtigkeits- und Sauerstoffdurchlässigkeit, mechanische Stabilität und Siegelfähigkeit (—• Heißsiegeln).

Verbundfolien werden vielfach zur Herstellung —> flexibler Verpackungen (z.B. für Süß- und Backwaren, Fleisch, Wurst, Fisch, Käse, Kaffee, Tee und Tabak) eingesetzt. Sie gleichen die Nachteile von Einzelfolien aus. Wichtige Kombinationsmöglichkeiten sind: • • • • •

Polyethylen-Polyamid (PE-PA) Polyethylen-Polyvinylidenchlorid (PE-PVDC) Polyethylen-Zellglas Polyethylen-Polypropylen (PE-PP) Polyethylen-Polyethylenterphthalat (PE-PET).

Die komplexen Anforderungen an moderne Verpackungen erfordern häufig die Kombination von mehr als 2 verschiedenen Schichten. Moderne Coextrusionsanlagen erlauben die Kombination von bis zu 9 unterschiedlichen Thermoplasten (—• Extrudieren). KB

Verbundmaterial (composite material) Allgemeine Sammelbezeichnung fur Werkstoffe, die durch Kombination unterschiedlicher Materialien erhalten werden. In der Papier- und Kunststoff-Folienverarbeitung versteht man darunter vor allem Kombinationen von mindestens 2 Materialien aus folgender Liste: Papier bzw. Karton, Metallfolie (insbesondere Aluminiumfolie), —> Kunststofffolien, —• Klebstoffe, insbesondere Hafitklebstoffe, —> Beschichtungen (z.B. —• Extrusionsbeschichtungen, —• Metallisierungen). Weiterhin zählen zu den Verbundmaterialien alle —• Verbundfolien. Durch die Materialkombination entstehen Eigenschaften, die mit einem Basismaterial alleine nicht erzielt werden können. Die bekanntesten Beispiele auf der Basis von Papier oder Karton sind: • • •

Flüssigkeitsverpackungen für Säfte, Milch und Wein Beutel für Suppen und Instantgetränke Metallisiertes Einschlagpapier für Schoko- und Tabakwaren. KB

331 Verdampfen ( evaporation , vaporizing) Als Verdampfen wird der Übergang eines Stoffs aus dem flüssigen in den gasformigen Aggregatzustand bezeichnet. Erfolgt dieser Übergang in allen Teilen der Flüssigkeit (erkennbar an der lebhaften Entwicklung von Gasblasen) nach Erreichen der Siedetemperatur, dann spricht man von Sieden. Findet der Übergang dagegen nur an der Flüssigkeitsoberfläche unterhalb der Siedetemperatur statt, dann handelt es sich um —> Verdunsten. Führt man einer Flüssigkeit Wärmeenergie zu, so steigt ihre Temperatur zunächst bis zur Siedetemperatur an und bleibt dann trotz weiterer Wärmezufuhr so lange konstant, bis die Flüssigkeit vollständig in den gasformigen Zustand übergegangen ist (Abb.). Temperatur

Siedetemperatur

flüssig und gasformig

gasformig

zugefuhrte Wärmemenge Vorgang beim Verdampfen

Die während des Siedens zugeführte Wärmemenge dient also nicht der Temperaturerhöhung der flüssigen Phase, sondern wird lediglich zur Änderung des Aggregatzustands verwendet. Sobald der letzte Flüssigkeitstropfen verdampft ist, fuhrt eine Wärmezufuhr wieder zu einem Temperaturanstieg der gasformigen Phase. In der Papierindustrie finden sich Verdampfungsvorgänge bei der Trocknung der feuchten Papierbahn in Papier- und —> Streichmaschinen. Durch die Zuführung thermischer Energie wird das Wasser innerhalb der Bahn zunächst in Dampf umgewandelt. Anschließend verlassen die Wasserdampfmoleküle aufgrund des Partialdruckgefälles zur Umge-

bung über Diffusionsvorgänge die Papierbahn und können über die Entlüftung entfernt werden. Da diese Vorgänge meist bei Temperaturen ablaufen, die unter dem Siedepunkt des Wassers liegen, handelt es sich im physikalisch exakten Sinn um Verdunstungsvorgänge. HC

Verdampfung (evaporation) Die Verdampfung lässt sich als thermisches —•Trennverfahren bei Stoffgemischen einsetzen, die aus einem —> Lösungsmittel und einem oder mehreren gelösten Feststoffen bestehen. Durch Verdampfen des Lösungsmittels wird eine Konzentrierung der festen Lösungsbestandteile erzielt, sofern die Feststoffe einen sehr geringen Dampfdruck besitzen. Von Verdampfung spricht man, wenn die Gewinnung des Lösungsmittels das Ziel ist. Bei der Eindampfung steht die Gewinnung eines Feststoffs bzw. eines Konzentrats im Vordergrund. In der —» Abwasserreinigung ist die Gewinnung des Lösungsmittels, in diesem Fall Wasser, das vorrangige Ziel. Deshalb spricht man in diesem Anwendungsbereich von Verdampfung, von der allerdings auf diesem Gebiet bisher kaum Gebrauch gemacht wird. Dem —• Abwasser wird in einem für den Anwendungsfall geeigneten Verdampfer durch direkte oder indirekte Beheizung so viel Energie zugeführt, dass dieses in die dampfförmige Phase übergeht. Da zur Wasserverdampfimg große Mengen Energie benötigt werden (pro m 3 Wasser sind 2,3 · 106 kJ notwendig), ergibt sich die Forderung nach einer effizienten Energierückgewinnung. Dies gilt zum einen für den Einsatz von Heizdampf zum Verdampfen, zum anderen für die Bereitstellung von Kühlenergie zur Kondensation des verdampften Wassers. Die bei der Abwasserverdampfung entstehenden Brüden enthalten neben Wasserdampf auch flüchtige Abwasserinhaltsstoffe. Deshalb ist eine direkte Ableitung der Brüden in den —> Vorfluter, aber auch ein direkter Wiedereinsatz als —• Prozesswasser oft nicht möglich.

332 Zur Gewinnung einer maximalen Brüdenmenge pro eingebrachter Energieeinheit werden folgende Methoden angewandt: • • •

Vorwärmung des Abwassers (Feedlösung) mit heißen Prozessströmen Mehrstufige Verdampfung Einsatz eines Brüdenverdichters.

Durch Nutzung des Energieinhalts des kondensierten Brüdenstroms über —• Wärmeaustauscher zur Vorwärmung des Abwassers können bis zu 80 % der dazu notwendigen Energie eingespart werden. Die mehrstufige Verdampfung nutzt die Kondensationswärme der erzeugten Brüden zur erneuten Verdampfung. Da Wärme nur von einem warmen zu einem kalten Medium übertragen wird, muss die Verdampfung in der zweiten Stufe und den nachfolgenden Stufen bei einer jeweils niedrigeren Temperatur erfolgen. Dazu wird der Druck in den folgenden Stufen abgesenkt. So reduziert sich der Energiebedarf einer 4-stufigen Anlage auf etwa ein Viertel der bei einer 1-stufigen Verdampferanlage benötigten Energie. Solche mehrstufigen Verdampfungsanlagen werden u.a. zur Eindickung der bei der Zellstofferzeugung entstehenden —• Ablauge eingesetzt (—• Eindampfanlage). Bei der Brüdenverdichtung wird die zur Wärmeübertragung notwendige Temperaturdifferenz durch eine Druckerhöhung mittels Kompressor bereitgestellt. Bedingt durch die Vielfalt der Aufgabenstellung bei der Verdampfung von Prozesswässern und Abwässern wurden verschiedenste Verdampfertypen entwickelt. Dazu zählen z.B. Rohrbündelverdampfer, DurchlaufVerdampfer, Fallfilmverdampfer und Dünnschichtverdampfer. Kennzeichnend für alle diese Verdampfertypen ist der Aufbau aus 2 konstruktiven Teilen: dem Heizkörper zur Wärmeübertragung und dem Brüdenraum, in dem die Phasentrennung Dampf/ Wasser erfolgt. In der Papierindustrie werden Verdampfungsanlagen zur internen Abwasserbehandlung bisher nur sehr selten eingesetzt. Die Gründe sind neben einem im Vergleich zu

biologischen Wasserbehandlungsverfahren höheren Energieverbrauch auch in der Zusammensetzung von Papierfabrikabwässern zu suchen. Ungelöste Feststoffe, die entweder im Abwasser enthalten sind oder durch Ausfällung während der Verdampfung entstehen, fuhren zu Verkrustungen der Wärmeübertragungsoberflächen. Belagsbildung und Verharzungen treten auch bei thermisch zersetzbaren Inhaltsstoffen auf. Wasserdampfflüchtige Bestandteile des Abwassers tragen zu einer Belastung der Brüden bei. Grenzflächenaktive Stoffe begünstigen ein Schäumen des zu verdampfenden Abwassers mit der Folge eines schlechteren Wärmeübergangs und einer Verunreinigung der Brüden. Literatur: Dahlskog, K.; Söderman, J.; Eklund, D.: Eindampfung zur internen Behandlung von Prozesswässern in einer Papierfabrik. Wochenblatt für Papierfabrikation 124 (1996), Nr. 10,469-471 HA

Verdampfungsleistung (Zylinder) (drying/evaporation rate of cylinders) Als Verdampfungsleistung (Trockenleistung) eines —> Trockenzylinders der —> Trockenpartie von Papiermaschinen wird diejenige Masse des Wassers bezeichnet, die durch die Wärmeleistung des Zylinders aus der Papierbahn pro Zeiteinheit verdampft wird. Die spez. Verdampfungsleistung in [kg Wasser/ m 2 h] wird z.T. nur auf die papierumschlungene, z.T. aber auf die gesamte, während eines Umlaufs berührte Zylinderfläche bezogen. Nach TAPPI TIS (Technical Information Sheet) liegen industrielle Trockenleistungen für —• Verpackungspapiere und —• grafische Papiere bei 20 bis 35 kg Wasser/m 2h, bezogen auf die gesamte papierberührte Zylinderfläche. Die Trocknung ist ein kombinierter Prozess von Wärme- und Stoffaustausch (Stoff als Wasser bzw. Wasserdampf). Somit hängt die Verdampfungsleistung eines Trockenzylinders einerseits von den Wärmetransportbedingungen (Dampfdruck, Kondensationswärmeübergang, Wärmeleitung im Zylinder-

333 mantel, Wärmeübergang an die Bahn) des Zylinders, andererseits aber auch von den lufttechnischen Gegebenheiten (Temperatur, Feuchte und Geschwindigkeit der Luft) seiner Umgebung ab. Den größten Einfluss auf die spez. Verdampfungsleistung hat meist der Stofftransportwiderstand in der Papierbahn selbst. Daher sind die spez. Verdampfungsleistungen bei dünnen und porösen Papieren am höchsten, bei dicken oder dichten Papieren bzw. Kartons am geringsten. Die Verdampfungsleistung steigt, wenn die beheizte Papierbahnseite zwischen den aufeinander folgenden Zylindern (in den freien Zügen) immer wieder mit heißer, relativ trockener Luft in Berührung kommt. Dies geschieht z.B. in der —• Mehrzylinder-Trockenpartie durch —> Taschenbelüftung. Die Verdampfungsleistung ist begrenzt durch eventuelle Qualitäts- oder Betriebsstörungen. So kann z.B. eine zu hohe Heizleistung des Zylinders zum Abblasen der Bahn vom Zylinder, zum Spalten der Bahn (z.B. bei Karton) durch zu starke Dampfentwicklung im Bahninneren oder aber zum —• Rupfen führen. Unter Rupfen versteht man ein Herausreißen von Fasern aus der Bahn, was durch Festbacken dieser Fasern an der heißen Zylinderoberfläche geschieht. HO

Verdichter (compressor) —> Kompressor

Verdickung (gelling) In manchen Fällen ist ein —• Firnis zur Herstellung von pastösen —• Druckfarben für den —• Offset- oder —• Buchdruck, der durch Lösen von —> Harzen in pflanzlichen —• Ölen hergestellt wird, für die direkte Anwendung bei der Anreibung einer Druckfarbe zu dünn, so dass er verdickt werden muss. Dazu wird der Firnis teilweise geliert. Die Gelierung erfolgt durch eine chemische Reaktion von Aluminiumalkoholat mit der ungesättigten Pflanzenölkomponente (z.B. —> Leinöl,

—• Holzöl), wobei eine teilweise vernetzende —> Polymerisation der Fettsäuremoleküle eintritt. Der Firnis erhält dabei mehr Körper, so dass die auf seiner Basis angeriebene Druckfarbe eine geeignete —> Konsistenz aufweist. Auch durch Zugabe von Weißpigmenten (Extendern) kann die Druckfarbe geringfügig verdickt werden. Im Allgemeinen ist jedoch der Feststoffanteil in der Druckfarbe, insbesondere durch ihren Gehalt an Farbpigment, schon so hoch, dass eine weitere Erhöhung nur wenig zur Verdickung beitragen kann. Außerdem würde die Druckfarbe dadurch eine zu hohe Kürze (Konsistenz) erhalten, so dass ihre Laufeigenschaften sowie ihr Druckverhalten beeinträchtigt werden würden. RO

Verdickungsmittel (thickeners) Verdickungsmittel werden als ein —• Streicherei-Hilfsmittel in —• Streichfarben eingesetzt, insbesondere zur Erhöhung der —• Viskosität. Sie werden aus natürlichen und synthetischen Rohstoffen hergestellt, die sowohl wasserlöslich als auch in Dispersionsform vorliegen. So gehören —• Stärke, —• Carboxymethylcellulose, —> Kasein und —> Alginate zu den Verdickungsmitteln auf Basis natürlicher Rohstoffe. Die synthetischen Verdicker sind Polymerdispersionen auf Basis Acrylsäure / Acrylester / Styrol. Sie liegen im sauren pH-Bereich als Dispersionen vor und entfalten ihre Wirkung bei der Lösung im alkalischen Milieu der Streichfarbe. Es gibt 2 Gruppen von Verdickungsmitteln: •

•

als Viskositätsregler mit gleichzeitiger Beeinflussung der Wasserretention von Streichfarben mit zusätzlichem Beitrag zur Bindekraft und zur Aktivierung des —• optischen Aufhellers. ME

Verdrängungspumpe (positive displacement pump) —> Pumpe

334 —• flächenbezogenen Masse und des FeuchVerdruckbarkeit tegehalts sowie der —• Querschrumpfung auf. (runnability) Bei Bogenpapieren ist die —• Format- und Unter Verdruckbarkeit versteht man bei —» Bedruckstoff und —> Druckfarbe die Ge- Winkelgenauigkeit von Bedeutung. Winkelbzw. Formatabweichungen können zu Dopsamteigenschaft, die die Eignung zum Drupelbogen und damit zu sog. Stoppern fuhren. cken im Hinblick auf ein störungsfreies Verhalten dieser Werkstoffe in der —»DruckAuch die Weiterverarbeitung durch —»Falmaschine kennzeichnet (DIN 16500). zen, —» Schneiden, —• Stanzen oder —* Prägen verlangt die Einhaltung vorgegebener Unter diesem komplexen Begriff werden Toleranzen der Format- und Winkelgenauigalle Eigenschaften zusammengefasst, die auf einen störungsfreien und —• Makulatur ver- keit. Unebenheiten des Druckbogens durch meidenden Lauf der Papierbahn oder des Randwelligkeit und ungenügender Planlage Bogens in der Druckmaschine bei möglichst können zur Faltenbildung führen und Ursache hoher Druckgeschwindigkeit Einfluss nehvon Stoppern im Bogenlauf sein. Papier soll men. keine übermäßige Neigung zeigen, statische Elektrizität aufzunehmen, da dies zu SchwieEs ist jedoch nicht möglich, die Verdruckrigkeiten beim Bogentransport und im barkeit eines Papiers in der Druckmaschine —> Bogenauslager durch ungewolltes Haften vorherzusagen oder durch Festlegung einzelder Bogen am —• Stapel, am Anlegetisch im ner physikalischer Eigenschaften zu einer Bogenleger oder auf dem Druckzylinder bestimmten Druckmaschine in Beziehung zu setzen, z.B. durch Empfehlung, wie die führen kann. Schwierigkeiten im Bogenlauf —• Bahnspannung einzustellen ist. Papierkönnen auch durch eine —• Rollneigung des mängel, die zu Schwierigkeiten bei der VerPapiers entstehen, die besonders bei einseitig druckbarkeit führen, werden gewöhnlich erst gestrichenen Papieren (z.B. —> Etikettenbeim Einsatz in der Druckmaschine entdeckt. papier) besteht. Im —> Offsetdruck ist die —• Rupffestigkeit Aus der Sicht des Druckers ist die Anzahl der —> Bahnreißer ein wichtiger Aspekt der des Papiers eine Eigenschaft, die sowohl die Verdruckbarkeit insbesondere beim —>Zei—» Bedruckbarkeit als auch die Verdruckbartungs-, beim —> Rollenoffsetdruck und beim keit beeinflusst. Bei der Übertragung der Tiefdruck. Eine hohe Reißerzahl wirkt sich Druckfarbe auf das Papier werden mechaniunmittelbar auf die Ausschussmenge, den sche Kräfte wirksam, die die Oberfläche des Produktionszeitverlust und die DruckmaschiPapiers aufreißen und Faser und/oder Strichneneffizienz aus. Zwar werden —> Bruchkraft, partikel herauslösen können. Diese Partikel —• Bruchdehnung und —> Durchreißwidersetzen sich als Papierstaub auf dem Gummistand als wichtige Labor-Festigkeitsprüfwerte druckzylinder oder Druckformzylinder ab. genannt, die die Verdruckbarkeit beeinflusDie Folge davon können Fehler in der sen, sie stehen aber nicht in kausalem ZuFarbübertragung sein, was zu einer Verkürsammenhang zur Reißerzahl, die maßgeblich zung der Waschintervalle der —• Gummivon Fehlstellen (z.B. Löcher, —» Splitter) im drucktücher und im Extremfall zu einem Papier bestimmt wird. Maschinenstopp führen kann. FA Außer von der Reißerhäufigkeit hängt das LaufVerhalten einer Papierbahn in der Druckmaschine von der —> Rollenqualität (gleich- Verdünnen mäßige Wicklung, Faltenbildung, Klebstel(dilution) lenanzahl) und der Stabilität der Bahn, die Beim Verdünnen wird durch die Zugabe von sich durch das —• Elastizitätsmodul beschrei- Verdünnungswasser eine Abnahme der ben lässt, und der Maßhaltigkeit unter Ein—• Stoffdichte von —• Suspensionen (z.B. von wirkung von Feuchtigkeit ab. Papierbedingte —> Faserstoffen oder —> Füllstoffen) mit dem Ziel verfolgt, die Effizienz nachfolgender Schwankungen der Bahnspannung treten infolge ungleichförmiger —• Querprofile der Prozessstufen in der —> Stoffaufbereitung,

335 z.B. bei der —> Feinreinigung oder bei der Druckfarbe zuweilen eine geringe Menge (2 bis 5 %) —»Druckol zugesetzt, allerdings —• Flotation, bzw. die Bedingungen fur die —• Blattbildung (in der —> Siebpartie) im nicht zum Verdünnen der Druckfarbe, sondern um beim Bedrucken von rupfempfindli—• Konstanten Teil zu verbessern. chen Papieren (—> Rupfen) ihren —• Tack Zur Minimierung des für die PapiererzeuRO gung erforderlichen —> Wasserbedarfs wer- herabzusetzen. den geeignete —• Fabrikationswässer, die bei der —• Eindickung bzw. —> Entwässerung von Verdunsten Stoffsuspensionen anfallen, als Verdünnungs(evaporation) wasser genutzt. Üblicherweise werden die Verdunsten nennt man den Übergang eines —• Rückwässer in engen Kreisläufen (loops) Stoffs vom flüssigen in den gasförmigen geführt, in denen sie in Abhängigkeit von der Aggregatzustand bei Temperaturen, die unerforderlichen Wasserqualität entweder direkt oder nach einer —• Reinigung (z.B. —• Druck- terhalb der Siedetemperatur liegen. Im Gegensatz zum Sieden erfolgt die Verdunstung entspannungsflotation) zu Verdünnungsnur an der Flüssigkeitsoberfläche. Sie geht zwecken wieder verwendet werden. Auf umso rascher vor sich, je größer die Oberflädiese Weise lassen sich auch unverbrauchte che der Flüssigkeit ist und je näher ihre TemProzesschemikalien, die sich im —• Kreislaufperatur an der Siedetemperatur liegt. Der wasser anreichern, erneut nutzen, wodurch Verdunstungsvorgang dauert so lange an, bis Chemikalienkosten eingespart werden könder Partialdruck des entstandenen Dampfs nen. AC über der Flüssigkeitsoberfläche gleich dem Dampfdruck der verdunstenden Flüssigkeit ist. Verdünnungsmittel ( thinner , reducer) Werden die in die Dampfphase gelangten Moleküle (z.B. Wassermoleküle) stetig abgeVerdünnungsmittel dienen zum Verdünnen von —> Druckfarben, eine Maßnahme, die im führt (z.B. durch Anlegen eines —• VaBedarfsfall der Anpassung der —• Viskosität kuums), lassen sich Trocknungsprozesse bei der Druckfarbe an die Druckbedingungen relativ niedrigen Temperaturen ausführen. dient. Als Verdünnungsmittel dienen —> Lö- Dieses Prinzip macht man sich bei der semittel, wie —> Toluol, Alkohol, Wasser Trocknung bzw. Eindampfung thermisch ( - • T i e f - und —>Flexodruck), Glykole und empfindlicher Lösungen in der pharmazeutiGlykolether (—> Siebdruck) und —• Mineralschen oder Lebensmittelindustrie zunutze. sowie Pflanzenöle (—• Offset- und —> BuchIn der Papierindustrie sind Verdunstungsdruck). vorgänge dort anzutreffen, wo Papier bei Unerlässlich ist die Verdünnung der Druckeiner Temperatur getrocknet wird, die unter farbe im Tief- und Flexodruck, da die Druckdem Siedepunkt des Wassers liegt. Das ist farbe in konzentrierter und hochviskoser z.B. am Anfang der —•Trockenpartie der Form (Originalfarbe) angeliefert wird und Fall, wo die Oberflächentemperatur der entsprechend der Druckgeschwindigkeit und —> Trockenzylinder zur schonenden Aufder Gravur des Druckformzylinders auf die wärmung der Papierbahn bei etwa 70 bis erforderliche Druckviskosität eingestellt 80° C liegt, um ein Kleben der feuchten Bahn werden muss. Ein ähnliches Vorgehen ist an den Zylindern zu vermeiden. HC auch im Siebdruck üblich bzw. erforderlich. Beim Offset- und Buchdruck wird die Druckfarbe druckfertig geliefert, wobei die Vergilbung korrekte Viskosität bereits durch einen ent(yellowing) sprechenden Zusatz von Mineral- oder PflanUnter Vergilbung wird die Farbveränderung zenöl bei der Druckfarbenherstellung einge- vorwiegend in Richtung des gelben Bestellt ist. In der Offsetdruckerei wird der reichs - eines Papiers, Kartons oder von

336 cher ermöglichen oder unterstützen (Serviceverpackungen) sowie Einweggeschirr und Einwegbestecke. Der Vertreiber ist verpflichtet, vom Endverbraucher gebrauchte Verkaufsverpackun1) Ursache der lichtinduzierten Vergilbung ist gen in oder in unmittelbarer Nähe der Verder UV-Anteil des Lichts ( - • UV-Licht), kaufsstelle (z.B. Einzelhandelsgeschäft) koswodurch Bestandteile des —»Lignins, vortenlos zurückzunehmen. Hersteller und Verwiegend über Radikalreaktionen, fotochetreiber sind verpflichtet, die Verpackungen misch auf die Strahlung reagieren. Dies gilt zurückzunehmen und einer erneuten Verbesonders ausgeprägt für —• Holzstoffe mit wendung oder einer stofflichen Verwertung ihrem hohen Ligningehalt und damit auch für —> holzhaltige Papiere (z.B. —> Zeitungs- (z.B. in der Papierindustrie) außerhalb der öffentlichen —• Abfallentsorgung zuzuführen. druckpapiere). Die Verpflichtungen entfallen für solche Hersteller und Vertreiber, die sich an einem 2) Bei der hitzeinduzierten Vergilbung stellt System beteiligen, das flächendeckend im die Bildung von Phenoxyradikalen ebenso die Initialreaktion (direkte Reaktion zwischen Einzugsgebiet eine regelmäßige Abholung Phenol und Luftsauerstoff) dar. Diese Art der gebrauchter Verkaufsverpackungen beim Vergilbung ist weit weniger relevant, da Endverbraucher oder in der Nähe des EndPapier im täglichen Gebrauch in den meisten verbrauchers in ausreichender Weise geFällen keinen derartig kritischen Temperatuwährleistet und bestimmte Anforderungen ren (von z.B. > 100° C) ausgesetzt wird. erfüllt. Das System ist auf vorhandene Sammel- und Verwertungssysteme der entsorZur Messung der Vergilbung wird die Vergungspflichtigen Körperschaften, in deren gilbungszahl V herangezogen, vor deren Bereich es eingerichtet wird, abzustimmen. Bestimmung Papiere bestimmten BehandlunMit der Einrichtung des —• Dualen Systems gen, die zu einer Vergilbung fuhren, ausgeDeutschland (DSD) wurde diese Bedingung setzt werden. Danach werden nach DIN 6167 erfüllt. Verkaufsverpackungen aus Papier aus den —> Normfarbwerten X, Y und Ζ die sind überwiegend Kartonverpackungen (z.B. Gelbwerte der unbehandelten (G u ) und der —> Faltschachteln), die im Rahmen des DSD behandelten Proben (Gb) ermittelt. Die Diffeerfasst und einer Verwertung zugeführt werrenz der beiden Gelbwerte ergibt die Vergilden. KI bungszahl V. EI

—> Halbstoffen verstanden. Man unterscheidet zwischen lichtinduzierter und hitzeinduzierter Vergilbung.

Verkaufständer (display) —• Display

Verkaufsverpackungen (sales or primary packaging) Verkaufsverpackungen sind gemäß § 3 —• Verpackungsverordnung Verpackungen, die als eine Verkaufseinheit angeboten werden und beim Endverbraucher anfallen. Verkaufsverpackungen im Sinne der Verordnung sind auch Verpackungen des Handels, der Gastronomie und anderer Dienstleister, die die Übergabe von Waren an den Endverbrau-

Vernadelungsmaschine (needle loom) Auf der Vernadelungsmaschine oder Nadelmaschine werden —• Grundgewebe und —* Nadelvliese oder unvernadelte Faservliese aus 50 bis 120 mm langen Fasern zur Herstellung von —> Nadelfilzen innig miteinander verbunden. Heute gibt es keinen —• Pressfilz, der nicht mit einer Nadelmaschine bearbeitet wird. Durch wiederholte Einstiche der —> Filznadeln werden die Fasern im Grundgewebe verankert. Die Nadeln befinden sich in Brettern von etwa 25 cm Breite mit 1 300 bis 5 000 oder mehr Nadeln pro m Brettlänge, d.h. Filzbreite. Je nach Art der Filznadeln und Einstichtie-

337 fe können 300 Einstiche pro cm 2 und mehr erfolgen. Zu wenige Einstiche fuhren in der Papiermaschine zu einem Haaren des —• Filzes. Zu viele Einstiche fuhren zur Verminderung der Festigkeit des Grundgewebes und zu einem Abbrechen von Faserstücken. Die gleichmäßige Auflage des Nadelvlieses und die Vernadelung, wobei sich das Grundgewebe unter einer definierten Spannung befindet, sind wesentlich für ein gleichmäßiges Entwässerungsverhalten und einen vibrationsfreien Lauf des Filzes in der —• Pressenpartie von Papiermaschinen. Nadelmaschinen werden in Breiten bis zu 15 m hergestellt und haben bis zu 6 Nadelzonen, mit denen der Filz von der Papierseite und von der Walzenseite bearbeitet werden kann. Neuentwicklungen von Nadelmaschinen gestatten nicht nur Einstiche senkrecht zur Filzebene, sondern auch schräg. Vorteile, insbesondere bei höheren Vernadelungsgeschwindigkeiten von 1 000 Hüben des Nadelbalkens pro Minute, ergeben sich durch eine dem Warentransport folgende Horizontalbewegung des Nadelbretts während des Einstichs. AL

ben Aluminium Kunststoffe, wie Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, sowie eine ganze Reihe von —• Verbundfolien, die zur Erreichung von Schutz- und Barriereeigenschaften für bestimmte Verpackungsgüter maßgeschneidert werden. Z.B. wird zum Verpacken von Wurstwaren eine dreilagige Folie mit folgender, durch Coextrusion erzeugter Schichtfolge verwendet:

Vernetzungsmittel (crosslinking agents) —• Härtungsmittel

Verpackungsmaschine (packaging machine) Unter Verpackungsmaschinen versteht man nach DIN 8740 Maschinen, die zum Verpacken gehörende Vorgänge ausführen. Hierzu gehören Hauptvorgänge, wie Füllen, Verschließen und Einschlagen, sowie vorund/oder nachgeschaltete Vorgänge, die dazu dienen, versand-, lager- und/oder verkaufsfähige Verpackungen herzustellen. Formmaschinen, Aufrichtmaschinen und Maschinen für vor- und/oder nachgeschaltete Vorgänge, die mit dem Verpackungsvorgang in Verbindung stehen, zählen zu den Verpackungsmaschinen, nicht dagegen Maschinen, die nur Packmittel oder Packhilfsmittel herstellen, wie z.B. Packmittelherstellmaschinen. Verpackungsmaschinen werden funktionsbezogen zusammengefasst und analog zu den Verpackungsvorgängen untergliedert in:

Verpackungseinsatz (insert) Verpackungseinsätze sind Inneneinrichtungen von Verpackungsmitteln zum Schutz des Packguts vor mechanischen Beanspruchungen, Verschiebungen und gegenseitiger Berührung und unterteilen in der Regel das Volumen des Verpackungsmittels in vertikaler Richtung. AN

Verpackungsfolie (packaging film) —> Folie, die zur Herstellung von Verpackungen oder zur Verwendung als —• Verpackungsmaterial bestimmt ist. Wichtige Materialien für Verpackungsfolien sind ne-

1. Schicht: Ethylen-co-vinylacetat (EVA) 2. Schicht: Polyvinylidenchlorid (PVDC) 3. Schicht: Ethylen-co-vinylacetat (EVA). Die EVA-Schichten ermöglichen das Siegeln (—> Heißsiegeln) der Verpackung und erzeugen die notwendige Stabilität. Die PVDCSchicht sorgt für die erforderliche Sauerstoffund Feuchtigkeitsbarriere. KB

Verpackungslinie (packaging line) Unter Verpackungslinien versteht man Verkettungen von Verpackungsmaschinen mit automatischem Arbeitsablauf. AN

338 • • • •

• •

•

•

Füllmaschinen Verschließmaschinen Einschlagmaschinen Mehrfunktions-Verpackungsmaschinen - Füll- und Verschließmaschinen - Form-, Füll- und Verschließmaschinen - Aufricht-, Füll- und Verschließmaschinen Verpackungsmaschinen in sonstigen Kombinationen Maschinen zum Reinigen, zum Trocknen sowie zum Abwehren von —•Mikroorganismen Maschinen zum Ausstatten, zum Kennzeichnen sowie zum Sichern von Packungen und Packstücken Maschinen zum Herstellen und Auflösen von Sammelpackungen und Ladeeinheiten. AN

Verpackungspapiere (packaging papers) Die große Gruppe der Verpackungspapiere beinhaltet in erster Linie die für die Wellpappenherstellung (—• Wellpappe) benötigten -•Decken- und —•Wellenpapiere, die im englischen Sprachgebrauch allerdings dem Bereich der —• Kartons zugerechnet werden. Mengenmäßig von geringerer Bedeutung sind z.B. —• Lebensmittelverpackungspapiere oder —• Kraftpapiere (Sackpapiere), aber auch einseitig glatte Papiere wie z.B. —• Blumenseidenpapiere. Lebensmittelverpackungspapiere werden teilweise zugunsten von Barriereeigenschaften (z.B. —• aromadichtes Papier) mit wasserdampfdichten oder aromadichten Kunststoffbeschichtungen versehen. Der größte Teil der Verpackungspapiere wird aus —• Altpapier hergestellt. Die flächenbezogene Masse bewegt sich zwischen rund 20 GG und über 200 g/m 2 .

Verpackungspapiere (historisch) (wrapping papers) (historical) Funde in chinesischen Gräbern der älteren Han-Zeit (206 v. Chr. - 9 n. Chr.) legen die Vermutung nahe, dass die ältesten Papiere vorwiegend zu Verpackungszwecken genutzt

worden sind. Papiere aus ungekürzten Langfasern von Papiermaulbeerbaum und —• Hanf haben in Ostasien als Hüllen für die verschiedensten Zwecke, oft künstlerisch ausgestaltet, bis heute unverändert große Verbreitung gefunden. Europa hat sich hingegen lange Zeit gesträubt, das kostbare Papier derart zu verschwenden. Auch verlangten die Transportverhältnisse robuste Verpackungen, wie Fässer oder textilumhüllte Ballen. Das minderwertige Schrenzpapier sowie Ausschuss wurden zu Tüten verarbeitet. Doch erst im 18. und 19. Jh. entstanden Spezialpapiere zum Verpacken bestimmter Güter (z.B. Nadelpapier, Zuckerpapier). Mit der maschinellen Massenproduktion auf billiger Rohstoffbasis wurde es in der zweiten Hälfte des 19. Jh. möglich, Verpackungspapiere und —• Karton zu günstigem Preis herzustellen, die nach der Jahrhundertwende erlaubten, Markenprodukte in Fabrikpackungen abzufüllen. Daneben hielt sich die aus alten Zeitungen improvisierte oder oft in Handarbeit konfektionierte Papiertüte als einzige Verpackung neben Großmengen-Transportkartons noch lange, bis die Einführung der Selbstbedienungsläden die Herstellerpackung zur Norm werden ließ. TS Verpackungsschlauch (packaging tube) Durch Siegeln oder Verkleben erzeugter Folienschlauch, der in der Abpackmaschine mit Füllgut befüllt, verschlossen und in Einzelverpackungen (z.B. für Schokoriegel) geschnitten wird. KB

Verpackungsstahlband (steel strap for packaging purposes) Stahlband zum Umreifen von Verpackungseinheiten. In speziellen Umreifungsmaschinen werden die Stahlbänder auf die erforderliche Länge zugeschnitten und unter hoher Zugspannung um die Verpackungseinheit gelegt. An der Überlappungsstelle der Enden erfolgt der Verschluss mittels eingepresster Metallklammer. WN

339 Verpackungsverordnung (Packaging Ordinance) In den 80er Jahren stand die Entsorgung von Hausmüll im Blickpunkt des Interesses. Deponieraum (—»Deponie) wurde knapp, der Bau neuer Müllverbrennungsanlagen war politisch nicht durchsetzbar. Um 1990 bestand der Haus- und Gewerbemüll zu 30 Gewichts-% aus Verpackungen, gemessen am Volumen sogar zu 50 %. Auf der Basis des § 14 Abfallgesetz reagierte der Gesetzgeber durch die Vorlage der Verordnung über die Vermeidung von Verpackungsabfällen (Verpackungsverordnung - VerpackV), die am 12. Juni 1991 in Kraft trat. Folgende abfallwirtschaftlichen Ziele werden verfolgt: Diese Verordnung bezweckt, die Auswirkungen von Abfällen aus Verpackungen auf die Umwelt zu vermeiden. Im Übrigen wird der Wiederverwendung von Verpackungen, der stofflichen Verwertung sowie den anderen Formen der Verwertung Vorrang vor der Beseitigung von Verpackungsabfällen eingeräumt. Bis zum 30. Juni 2001 sollen von den gesamten Verpackungsabfällen 65 Masseprozent verwertet und 45 Masseprozent stofflich verwertet werden. Zur Erreichung der Ziele wurde in der Verpackungsverordnung erstmalig das Prinzip der —• Produktverantwortung festgeschrieben. Hersteller und Vertreiber sind danach verpflichtet, —> Transport-, —> Um- und —• Verkaufsverpackungen zurückzunehmen und einer erneuten Verwendung oder einer stofflichen Verwertung zuzuführen. Bei Verkaufsverpackungen kann der Vertreiber, d.h. der Handel, von der individuellen Rücknahmepflicht freigestellt werden, wenn er sich an einem System beteiligt, das flächendeckend eine regelmäßige Abholung gebrauchter Verpackungen beim Endverbraucher gewährleistet. Diese Klausel bildet die Rechtsgrundlage für die Tätigkeit des —»Dualen Systems Deutschland (DSD). Bedingung für die Zulassung des DSD ist die Erfüllung bestimmter Quoten. Für Papier, Karton und Pappe gilt seit 01. Juli 1995, dass

80 % der Verkaufsverpackungen erfasst und davon wiederum 80 % stofflich verwertet werden müssen. Mit der am 28. August 1998 in Kraft getretenen 1. Novelle der Verpackungsverordnung ist eine stoffliche Verwertung aller Verkaufsverpackungen aus Papier, Karton und Pappe von 70 % ab dem 01. Januar 1999 gefordert. Für Verkaufsverpackungen aus Papier, Karton und Pappe werden diese Quoten in Deutschland seit langem übertroffen. In Umsetzung der EU-Verpackungsrichtlinie werden 3 zeitliche Abstufungen für die Konzentration an Schwermetallen in Verpackungsmaterialien festgelegt. Danach dürfen diese nur in Verkehr gebracht werden, wenn die Konzentrationen von —»Blei, —»Cadmium, —> Quecksilber und —• Chrom V I kumulativ folgende Werte nicht überschreiten: • • •

600 ppm nach dem 30.06.1998 250 ppm nach dem 30.06.1999 100 ppm nach dem 30.06.2001.

Einschränkungen für Verpackungen aus Papier, Karton und Pappe ergeben sich hieraus nicht. KI

Verreibewalze (smoothing roll) Eine Verreibewalze dient dazu, in speziellen —> Walzen-Auftragswerken die —> Streichfarbe zu verreiben, um dadurch einen gleichmäßigen Streichfarbenauftrag auf Papieroder Kartonbahnen zu erreichen. KT

Versanddose (shipping fiber can) Spezielle Form einer —> Runddose, die für den Versand von Packgütern bestimmt ist. Der Körper von Versanddosen besteht meist aus Abschnitten von spiralgewickelten —• Papierhülsen, die an beiden Enden mit geeigneten Verschlusskappen versehen werden können. WN

340 Versandfass (shipping fiber drums) Spezielle Form einer —•Trommel für Verpackungszwecke mit besonders großem Volumen, die für den Versand von flüssigen oder schüttfähigen Packgütern bestimmt ist. WN Versandhülse (shipping tube) Spezielle Form eines —• Papierrohrs bzw. einer —• Papierhülse, die für den Versand von Packgütern bestimmt ist. WN

Versandrolle (shipping reel) Versandrollen sind die in einer —• Rollenschneidmaschine auf die gewünschte Breite geschnittene, mit einer —• Rollenendverklebung oder —• Rollenendverleimung versehenen und verpackten —• Rollen, die aus der —• Rollenausrüstung einer Papier- oder Kartonfabrik in das Lager zur Vorratshaltung oder in den Versand zum Direktversand an den Kunden gebracht werden. KT

Versandschachtel (shipping box) Unter Versandschachtel versteht man eine —• Schachtel, deren Ausführung von den Versandanforderungen bestimmt wird. AN

Versandtasche (shipping bag) Eine Versandtasche ist ein Flachbeutel (—• Beutel) mit unterschiedlichen Verschlussarten (z.B. Haftklebeverschluss, Clipverschluss) als Versandpackung, vorzugsweise für den Postversand. AN

Verschnitt (extender) Als Verschnitt oder Verschnittfarbe wird eine —• Tief-, —• Flexo- oder Siebdruckfarbe bezeichnet, die kein —• Farbmittel enthält (Offset- und Buchdruck: —• Transparent-

weiß). Sie enthält nur lasierende Weißpigmente, wie —•Bariumsulfat, Aluminiumsilikat oder —• Kieselsäure, und wird den Buntfarben in unterschiedlichen Mengen zugesetzt, um ihre Farbstärke den Erfordernissen der —• Druckform und des Druckerzeugnisses anzupassen. Die Farbstärke einer —•Druckfarbe ist ihrerseits bei gegebener Druckform für die Färbung im Druck maßgebend. Um z.B. eine angelieferte Original-Tiefdruckfarbe druckfertig aufzubereiten, wird sie zunächst durch ein —• Verdünnungsmittel auf Druckviskosität gebracht. Danach wird so lange Verschnitt zugegeben, der ebenfalls auf Druckviskosität eingestellt ist, bis eine vorgegebene Färbung beim Druck bestimmter —• Tonwerte im Druck erzielt wird. RO

Verschnittfarben (extender) —• Verschnitt

Verschnittzugabe (trim waste allowance) Verschnitt ist der Abfall, der beim Beschneiden von Buchblocks oder beim Zuschneiden von Materialien aufgrund von ungeeigneten Formaten oder Rollenbreiten anfällt. Die Verschnittzugabe ist die Berücksichtigung dieses Abfalls bei der Druckvorlage bzw. bei der Materialbeschaffung. MZ

Verschnürmaschine (strapping machine) Maschinen zum Umschnüren von Verpackungseinheiten mit einer Schnur. In der Verschnürmaschine wird die Verpackungsschnur auf die erforderliche Länge zugeschnitten und unter Zugspannung meist kreuzweise um die Verpackungseinheit gelegt. An der Überlappungsstelle der Enden erfolgt der Verschluss mittels Knoten, eingepresster Metallklammer oder auf andere Weise. Falls die Schnur aus thermoplastischen Materialien hergestellt wurde, können die Enden auch verschweißt werden. WN

341 Verseifen (saponification) Unter Verseifen versteht man das Spalten von Estern in Salze und Alkohole, vorzugsweise durch Einwirkung von - » Basen oder Lösungen anderer Alkalien (z.B. —• Soda). Bei Estern wie Fetten oder Ölen entstehen dabei Salze höherer —» Fettsäuren (—> Seifen) sowie Glycerin. Häufig wird der Begriff Verseifen auch auf die -»Neutralisation organischer —» Säuren durch Basen unter Bildung SE von Salzen angewendet.

Verseifte Fettsäuren (saponified fatty acids) Setzt man —» Fettsäuren mit —• Basen oder basisch reagierenden Verbindungen wie —» Soda um, so bilden sich verseifte Fettsäuren (—• Seifen) entsprechend der Gleichung: R - COOH + NaOH RCOONa + H 2 0 (mit R = Fettsäurerest) Durch diese Reaktion werden die in Wasser SE nur schwer löslichen Fettsäuren löslich.

Versuchskocher (experimental digester) Der Versuchs-(Zellstoff)kocher erlaubt die Herstellung von unterschiedlichsten —• Zellstoffen im Labormaßstab durch —> Kochen von —» Hackschnitzeln oder zugeschnittenen —• Einjahrespflanzen. Bei dem Kocher handelt es sich um einen oder mehrere miteinander kombinierte Autoklaven mit einem Fassungsvermögen von etwa 35 g bis 8,5 kg Hackschnitzeln. Sie sind in der Regel für Drücke bis max. 20 bar und Temperaturen bis 200° C ausgelegt. Die Wärmeenergie wird von elektrischen Heizelementen mittels elektronischer Steuerung entweder direkt auf den Autoklaven oder bei einem Mehrautoklavenkocher durch ein Glykolheizbad übertragen. A m Markt werden rotierende Einzelhochdruckkocher, Zirkulationskocher und Mehrfachautoklavenkocher mit bis zu 8 Autoklaven in einem Wärmeträgerbad angeboten.

Zirkulationskocher erlauben besonders praxisnahe Kochungen von - » Sulfat- und Sulfitzellstoffen durch Vorerhitzung der -»Kochflüssigkeit und Probeentnahmemöglichkeiten während der Kochung. Kompakte Mehrfachkochanlagen mit mehreren Autoklaven und kleinerem Volumen stehen bei begrenztem Ausgangsmaterial zur Verfügung. Durch Rotation mit Änderung der Drehrichtung wird eine effiziente Durchmischung des Aufschlussguts mit der Kochflüssigkeit erzielt. Die exakte Temperatursteuerung mithilfe eines Computers gewährleistet eine gute - » Reproduzierbarkeit der einzelnen Kochungen. Die Probeentnahme oder Chemikalienzugabe während eines Kochvorgangs runden die Möglichkeiten eines VersuchskoTI chers ab.

Versuchspapiermaschine (experimentalpaper machine) Die Versuchspapiermaschine ist eine —» Papiermaschine, die für experimentelle Untersuchungen in allen Bereichen der Zellstoff-, Papier- und Zulieferindustrie die Lücke zwischen —• Laborblattbildner (kleine Blattformate, isotrope —> Laborblätter, hoher spez. Personalbedarf, Nutzungseinschränkung) und den selteneren Pilotpapiermaschinen (hohe Kapitalkosten, großer Stoffbedarf) schließt. Hinsichtlich der Zielrichtung sind 2 Typen der Versuchspapiermaschine (VPM) zu unterscheiden. 1) Zum einen ist dies die technologisch orientierte VPM, die bei geringem Stoffbedarf eine Bahnbildung unter Standardbedingungen ermöglicht und i.a. bei Arbeitsbreiten zwischen 0,4 und 0,8 m und mit Geschwindigkeiten von 2 bis 200 m/min betrieben wird. Die dabei erzeugten anisotropen (—• Anisotropie) Faserstoffbahnen stehen für weitere Standard-Prüfungsmethoden bzw. für weiterführende Versuche, wie Glätt-, Streich- oder Druckversuche, zur Verfügung. Zu auf industriellen Papiermaschinen erzeugten Papieren sind Analogien vorhanden, wobei sich vielfältige Variationsmöglichkeiten für Un-

342 tersuchungen anbieten, z.B. Testen von chemischen —• Hilfsstoffen, Einsatz von —• Füllund —• Farbstoffen, Siebwassercharakteristik (—• Siebwasser), Beeinflussung von Prozessparametern (Retention, Nassverdichtung, Trocknungsbedingungen). Nicht geeignet sind diese V P M für Untersuchungen geschwindigkeitsabhängiger, meist konstruktiver Merkmale.

se eine Welle mit Rührer knapp über dem Boden mit einer Drehzahl von 150 min" 1 umläuft. Das Suspensionsvolumen beträgt bei ungemahlenen Stoffen maximal 10 000 ml oder im Anschluss an die Labormahlung nach dem Jokro-Mühle-Verfahren 6 670 ml (—• Labormahlen). Die —• Stoffdichte soll auf 0,24 % eingestellt werden. BR

2) Hierfür werden zum anderen VPM verwendet, mit denen sich vorrangig Weiterentwicklungen der Maschinentechnik praxisgerecht erproben lassen. Dies betrifft z.B. einund —• mehrschichtige bzw. ein- und —•mehrlagige Blattbildungskonzepte sowie die Verbesserung der —»Entwässerung im Blattbildungsteil und in der —> Pressenpartie. Derartige Maschinen stellen prinzipiell den schmalen Ausschnitt einer industriellen Papiermaschine dar und werden oft ohne —• Trockenpartie betrieben. Aufgrund der hohen —» Arbeitsgeschwindigkeiten ist der StoffVerbrauch sehr viel größer als bei dem unter 1) beschriebenen Maschinentyp. BR

Verursacherprinzip (polluter-pays-principle) Das Verursacherprinzip ist die wichtigste Leitlinie der —> Umweltpolitik. Es ist Gegenstand aller nationalen und internationalen Programme. Umweltbelastungen verursachen Kosten. Das Verursacherprinzip orientiert sich grundsätzlich am Leitbild eines funktionsfähigen marktwirtschaftlichen Systems und besagt, dass grundsätzlich der Verursacher für die Vermeidung bzw. Beseitigung von Umweltbelastungen aufzukommen hat. Das Verursacherprinzip, betrachtet als ein Kostenzurechnungsprinzip, soll die traditionell als „freie Güter" behandelten, unentgeltlich zur Verfügung gestellten Umweltressourcen in den einzelwirtschaftlichen Bewertungsprozess einbeziehen. Über eine Verteuerung intensiv umweltnutzender Güter besteht der Zweck des Verursacherprinzips, eine verbesserte Faktorallokation durch die Internalisierung der externen Kosten zu erreichen.

Verteilergerät (standard distributor) Das Verteilergerät dient der Mengenverteilung der im —• Desintegrator zerfaserten ungemahlenen sowie der durch —• Labormahlen behandelten Halbstoffproben für die reproduzierbare Herstellung von —•Laborblättern für die physikalische Prüfung und für die Ermittlung des —• Mahlgrads. Das Verteilergerät soll folgende Forderungen erfüllen (ZELLCHEMING-Merkblatt V/6/61): •

• •

Hohe Genauigkeit des Abmessens durch ausreichend große Verdünnung der —• Stoffsuspension Gleichmäßigkeit des Verteilungszustands der Fasern durch gute Durchmischung Vermeidung der Entmischung beim Ablassen in einen Messzylinder.

Das Gerät besteht aus einem viereckigen Behälter, der gegen die Vertikale um ca. 10° geneigt ist und in dessen geometrischer Ach-

Wesentliche Instrumente der Umweltpolitik, wie z.B. Abgaben (—> Abfallabgabe, —• Abwasserabgabengesetz), —• Umweltzertifikate und Auflagen folgen dem Verursacherprinzip. In der —• Kreislaufwirtschaft wird das Verursacherprinzip im Rahmen der —• Produktverantwortung innerhalb des —•Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes (KrW-/AbfG) verwirklicht. Da innerhalb dieser gesetzlichen Regelungen auch mit freiwilliger Selbstverpflichtung Produktverantwortung übernommen werden kann, ist auch die —•Freiwillige Selbstverpflichtung der AGRAPA ein Anwendungsfall des Verursacherprinzips. Ist das Verursacherprinzip nicht anwendbar, wird es ergänzt durch das —• Gemeinlastprinzip.

343 Literatur: Hartkopf, G.; Bohne, E.: Umweltpolitik. Bd. 1. Opladen: Westdeutscher Verlag, 1983 Rat von Sachverständigen fur Umweltfragen: Umweltgutachten 1974. Stuttgart, Mainz: Kohlhammer, 1974 KI

Vervielfältigungspapiere (duplicating paper, duplicator paper) Unter diesem Begriff sind alle Papiere zu verstehen, die eine Vervielfältigung einer Vorlage ermöglichen. Dazu gehören Papiere, die selbst das vervielfältigte Exemplar darstellen (—• Durchschlagpapiere, —» Selbstdurchschreibepapiere), Papiere, die eine Vervielfältigung bewirken (—> Kohlepapiere) sowie solche Papiere, die für eine maschinelle Vervielfältigung konzipiert sind (—»Kopierpapier). Nicht zu den Vervielfältigungspapieren sind jene zu rechnen, die dafür gedacht sind, auf schnellen Druckern (—• InkjetDrucker) viele Exemplare eines Blatts erstellen zu können, ohne aber eine gemeinsame Originalvorlage zu haben. Dazu gehören —• thermosensitive Papiere, —• Inkjet-Papiere und im weitesten Sinne auch die —» Druckpapiere. PA

Vervielfältigungsverfahren (duplicating method) Im engeren Wortsinn —» Druckverfahren speziell für den Kleinauflagenbereich, wie Bürokopie, Kleinoffset und früher auch Umdruck. Bürokopierer arbeiten meist nach dem elektrofotografischen Prinzip (—• Elektrofotografie), wobei eine fotoleitende Trommel zunächst elektrostatisch aufgeladen und dann mit dem Abbild der Vorlage ortsabhängig entladen wird. Nach dem Sichtbarmachen des latenten Ladungsbilds mit pigmentierten Tonerteilchen wird das Tonerbild auf das Kopierpapier übertragen und dort meist durch Hitze fixiert. DO

Vibrationssortierer (vibration screen) Vibrationssortierer dienen größtenteils als sog. Endsortierer zur Nachsortierung von —• Rejekten vorgeschalteter —> Sortierer (—• Drucksortierer) in einer mehrstufigen Sortieranlage. Bei Vibrationssortierern werden gelochte oder geschlitzte Sortierplatten, die plan, gerundet, gebogen oder als Trommeln ausgeführt sein können, in einem Stofftrog mittels exzentrischer Schwungmassen über doppelelastische Kupplungen durch Elektromotoren in Vibrationsbewegung versetzt. Dabei werden Schüttelfrequenzen von 1 250 bis 1 450 Doppelhüben pro Minute von wenigen Millimetern Hubgröße angewendet. Laufen Sortiertrommeln in einem Trog, dann kann auch die Trogschüttlung auf gleiche Weise hervorgerufen werden. Bei Anwendung von flach gebogenen Sortiersieben hat sich auch die Bezeichnung Wuchtschüttler für derartige Sortiergeräte eingeführt. Die zu reinigende Stoffsuspension wird über eine Stauvorrichtung zur Einstellung der Suspensionshöhe in den Siebbehälter geleitet. Die vibrierende Bewegung verhindert, dass sich die Sortieröffnungen mit Fasern zusetzen. Das —• Akzept tritt durch das Sieb. Verunreinigungen ab einer bestimmten Abmessung werden zurückgehalten und wandern infolge der Schwingungen zum offenen Ende des Siebs und werden dort in eine Rinne ausgeschieden, um schließlich als —• Abfall (z.B. Kunststoffpartikel) entsorgt zu werden. Bei Stoffdichten von 2 bis 6 % können Vibrationssortierer eine Kapazität von 30 t/d haben. Offene Vibrationssortierer wurden seit längerem weitgehend durch geschlossene Sortieraggregate ersetzt, die eine größere Kapazität haben und dank der Gehäuse die Verschmutzung des Arbeitsplatzes vermeiden. RE Viskoelastizität (viscoelasticity) Papier weist bei einachsiger Zugbeanspruchung sowohl in —• Längs- als auch in —• Querrichtung elastische, plastische und viskoelastische Eigenschaften als Verfor-

344 mungen auf. Während sich die elastischen Anteile (e e iast) der —• Dehnung nach der Entlastung sofort, also zeitunabhängig, wieder vollständig zurückbilden und die plastischen Anteile (Epiast) als irreversible Deformation bestehen bleiben, nimmt der viskoelastische Anteil (Evisco) der Dehnung erst im Laufe der Zeit wieder ab. Aus diesem Grund wird die Viskoelastizität auch als zeitabhängig elastisch bezeichnet. A Zugkraft, Ν

:

ν À Lû Spiasi

^

^visco ^elast Pp^ PN» y> gesamt ^

1,0

1,5 Dehnung ε, %

Dehnungsanteile aus dem zyklischen Zugversuch mit Haltezeit

Im Zugkraft-Dehnungs-Diagramm eines zyklischen Zugversuchs mit einmaliger oder mehrfacher Be- und Entlastung und Haltezeit zwischen Be- und Entlastung bei erneuter Belastung wird der viskoelastische Anteil (Evisco) auf der Dehnungsachse sichtbar (Abb.). Die Zeit, die für die vollständige Rückbildung des viskoelastischen Anteils nötig ist, wird als Erholungszeit bezeichnet. KR Viskosefaser (viscose fiber) Unter Viskosefaser versteht man eine künstlich aus —> Cellulose (—> Chemiezellstoff) hergestellte Faser, die durch Spinnen einer Lösung von —• Cellulosexanthogenat in einem schwefelsauren Fällbad gewonnen wird. Zu den Viskosefasern gehören die Reyonfasern (in Form von Endlos- oder von —• Stapelfasern) und die Zellwolle (ViskoseSpinnfasern).

Anders als bei der Herstellung der Endlosfasern (—» Reyon) werden bei der Erzeugung von Viskose-Spinnfasern Spinndüsen mit sehr vielen Bohrungen (bis 50 000) verwendet. Die aus einer Düse austretenden Fäden werden nach dem Verlassen des Fällbads zu einem starken Kabel zusammengefasst und in saurem Zustand auf eine Länge von 20 bis 120 mm geschnitten. Die geschnittenen Stapel werden in einer heißen Flüssigkeit geschrumpft. Dabei entsteht eine mehr oder weniger starke Kräuselung, die der Struktur der —» Baumwolle bzw. Wolle ähnlich ist. In der anschließenden Nachbehandlung wird die Faser entschwefelt, gewaschen und getrocknet. Entsprechend dem vorgesehenen Verwendungszweck lassen sich nach Faserdicke (Titer), Schnittlänge und Dehnung verschiedene Viskose-Spinnfasertypen unterscheiden. Die Quellfähigkeit der Viskosefaser wird durch Wärmebehandlung mit saurer —• Formaldehyd-Lösung stark herabgesetzt, der Glanz durch Zugabe von 0,5 bis 2 % —• Titandioxid (wirkt mattierend) beseitigt. Durch Beimischung geeigneter —• Farbstoffe zur Viskose werden licht- und waschecht gefärbte Fasern erhalten (Spinnfärbung). In ihrer Färbbarkeit verhält sich Viskoseseide ähnlich wie Baumwolle. Eingriffe in die mechanischen Eigenschaften der Viskosefasern sind nicht nur durch Änderung von Vor- und Nachreifezeit und -temperatur, Variation der Mengenverhältnisse und der Spinnbadtemperatur, sondern auch durch chemische Zusätze zur Viskose und/oder zum Spinnbad möglich (insbesondere von Zinksalzen). Zu den so modifizierten Fasern gehören die Modalfasern (z.B. Polynosic) und Hochmodulfasern, aus denen hochwertige textile Gewebe hergestellt werden. Rein wie auch in Mischung mit Natur- und Synthesefasern werden Viskose-Filamente und -Spinnfasern nach den üblichen Spinnverfahren, wie Baumwoll-, Woll-, Kammgarn- und Jute-Spinnerei, zu Garnen verarbeitet, die u.a. zur Herstellung von Dekorations-, Möbelbezugs-, Futter- und Kleiderstoffen, Teppichen und Geweben für die Kunstleder-Industrie dienen. In der Papierindustrie spielen Viskosefasern als Material für

345 Trockenfilze (—»Filze) eine Rolle. Nicht geschnittene Fasern (Filamente) werden zu Siebgeweben verarbeitet (—» Siebe). Für alle Viskosefasern gilt, dass die bei der Herstellung auftretenden, äußerst giftigen, brennbaren und mit Luft explosionsfähige Gemische bildenden Zersetzungsprodukte nicht nur ein Arbeitssicherheits-Problem darstellen, sondern auch schädlich für die Umwelt sind. Obwohl - auch aus Umweltschutzgründen - neue Lösungsmittel-Systeme für Cellulose entwickelt wurden (z.B. N-Methyl-Morpholin-N-Oxid), stagniert die Weltproduktion an Viskosefasern bei rund 2,5 Mio t/a. Die ökonomische Ursache liegt in der preiswerten Verfügbarkeit von Faserprodukten, die auf Basis von Erdöl gewonnen werden (z.B. Polyester und Polyamide). Literatur: Römpp Lexikon Chemie. Stuttgart, New York: Georg Thieme Verlag, 1996 GU

Viskosezellstoff (viscose pulp) Viskosezellstoff ist eine besondere Sorte von —• Chemiezellstoff zur Herstellung von —• Cellulosexanthogenat, das zur Erzeugung von Regeneratcellulose dient (—• Reyon, Zellwolle, —• Viskosefaser, Zellglas). Besondere Qualitätsanforderungen an einen Viskosezellstoff hängen von der Art des herzustellenden Produkts ab. Richtwerte: Weißgrad > 90 %; Rig > 90 bis 95 %; R 1 0 > 87 bis 93 %; DP 600 bis 1 700 (DP-» Polymerisationsgrad; Ris in 18 %iger —» Natronlauge unlöslicher Anteil in Prozent). GU

Viskosimeter (viscosimeter) Viskosimeter sind Messgeräte zur Bestimmung der —»Viskosität von Flüssigkeiten, Pasten und Gasen. Dafür existieren verschiedene genormte Bestimmungsmethoden: •

Luftblasen-Viskosimeter, mit denen die Zeit, die eine Luftblase für das Aufstei-

•

•

•

•

gen in einem Glasrohr in der zu vermessenden Flüssigkeit benötigt, gemessen wird. Auslaufviskosimeter, wobei man aus einem Gefäß bestimmter Größe durch eine definierte Auslaufdüse die zu vermessende Flüssigkeit ausfließen lässt und dabei die Auslaufzeit misst ( - » Fordbecher). Fallviskosimeter, bei denen die Zeit, die ein fester Körper (z.B. Kugeln verschiedener Größe und verschiedenen Materials) zum Absinken im Prüfmedium benötigt, gemessen wird. Kapillarviskosimeter, bei denen beim Durchfließen der Kapillare infolge des geringen Durchmessers eine laminare Strömung auftritt und die Viskosität durch Messung des Drucks und des Durchflussvolumens bestimmt werden kann. Torsionsviskosimeter (Rotationsviskosimeter), bei denen die Reibung eines in die Flüssigkeit eintauchenden, rotierenden Körpers zur Ermittlung der Viskosität herangezogen wird (z.B. BrookfieldViskosimeter).

Generell ist anzuraten, die Viskosität aus den unter dem Stichwort - » Viskosität angeführten Gründen bei der Scherbeanspruchung bzw. dem Schergefälle, der (dem) die Flüssigkeit auch bei ihrer Verwendung ausgesetzt ist, zu messen. Dies kann oft nur näherungsweise realisiert werden, wie das Beispiel der —• Streichfarben zeigt, bei denen das Geschwindigkeitsgefälle (Schergefälle) im Bereich unter der —» Rakel von —• Streichaggregaten höher ist, als alle Viskosimeter zu erzeugen imstande sind. EI

Viskosität (viscosity) Viskosität, auch innere Reibung genannt, ist die Eigenschaft eines fließfähigen Stoffsystems, der gegenseitigen laminaren Verschiebung zweier benachbarter Schichten einen Widerstand entgegenzusetzen. Dieses Phänomen gilt für alle 3 Aggregatzustände

346 Schubspannung τ

'Β

Schubspannung τ

mit ν = Strömungsgeschwindigkeit und y = Strömungsabstand abhängig. •

Bei dilatanten Flüssigkeiten (—> Dilatanz) nimmt die dynamische Viskosität η mit zunehmendem Schergefälle γ progressiv steigend zu. Dilatante Medien (D) sind Schergefälle γ Schergefälle γ im Zustand der Ruhe flüssig Β Bingham-Flüssigkeit Τ Thixotrope Flüssigkeit und erstarren während der S Strukturviskose Flüssigkeit R Rheopexe Flüssigkeit Ν Newtonsche Flüssigkeit Einwirkung mechanischer D Dilatante Flüssigkeit Kräfte (z.B. beim Rühren). Fließverhalten verschiedener Medien • Im Gegensatz dazu sind strukturviskose oder pseudoplastische Medien (S) im (gasformig, flüssig, fest). Bereits Newton hat Zustand der Ruhe fester und verflüssigen den Zusammenhang zwischen diesem Fließsich bei Bewegung durch Ausrichtung widerstand und den angelegten Schubspander vorher ungeordneten Molekülknäule. nungen festgestellt. Nach Wegnahme der mechanischen Grundsätzlich wird zwischen dynamischer Kräfte nehmen sie allmählich wieder die und kinematischer Viskosität unterschieden. Ausgangsviskosität ein. Bei newton'schen Flüssigkeiten ist die dynaBingham-Medien (B) beginnen erst nach mische Viskosität η als das Verhältnis der Überschreiten einer gewissen SchubSchubspannung τ zum Geschwindigkeitsgespannung, der Fließgrenze, zu fließen falle (Schergefalle) γ normal zur Strömungsund zeigen danach ein Fließverhalten richtung definiert. Bezieht man die Dichte ρ wie newton'sche Flüssigkeiten (N). des Mediums mit ein, so kommt man zur Elastoviskose Stoffe, auch Maxwellkinematischen Viskosität ν als Quotient der Medien genannt, haben sowohl die Eidynamischen Viskosität η und der Dichte p. genschaften zäher Flüssigkeiten als auch elastischer Körper. Die Schubspannung • Dynamische Viskosität: η = τ/ γ [Pa · s] ist zeitabhängig, also auch dann noch • Kinematische Viskosität: ν = η/ρ [m 2 /s] vorhanden, wenn die Schergeschwindigkeit bereits wieder Null ist. Trägt man das jeweilige, bei der Messung Auch bei thixotropen (T) und rheopexen vorgegebene Schergefälle γ gegen die ge(R) Flüssigkeiten sind die Schubspanmessene Schubspannung τ auf, so ergibt sich nungen zeitabhängig, zudem verändert im Falle der newton'schen Flüssigkeiten eine sich das Fließverhalten mit dem SchergeGerade (Abb.). In der Praxis sind die nichtfalle. Thixotrope Substanzen nehmen newton'sehen Flüssigkeiten, zu denen auch durch mechanische Einwirkung eine ge—• Fasersuspensionen ab einer bestimmten ringere Viskosität ein und erreichen nach —» Stoffdichte (ca. 1 %) gehören, von BeWegnahme der Beanspruchung erst alldeutung. In solchen Fällen ist die Viskosität mählich wieder die Ausgangsviskosität. bei gegebener Temperatur keine Konstante, Bei rheopexen Medien steigt die dynasondern vom jeweiligen Schergefälle mische Viskosität bei mechanischer Einwirkung und die Ausgangsviskosität γ = dv/dy wird im Ruhezustand erst langsam wieder erreicht.

347 länger als diejenige von Fasern für die PapierherstelNicht-Newton ' sehe Newton'sche Elastoviskose lung (1 bis 5 mm). Um eine verspinzeitunabhängig zeitabhängig nungsfreie und gleichmäßige Faz.B. Wasser • Thixotrope z.B. Teig, PEStrukturviskose • serverteilung zu (z.B. Quarz Harze (z.B. Offseterreichen, müssen in Benzol) farben) bei der Blatt• Rheopexe • Dilatante (z.B. bildung auf dem (z.B. GipsAnstrichfarben) —> Sieb sehr hohe brei) • BinghamWassermengen zur Medium (z.B. Verdünnung gefahZahnpasta) ren werden. Eine Blattbildung wie Unterscheidung von Flüssigkeiten nach ihrem Fließverhalten auf einem —> Langsieb einer Papiermaschine ist deshalb nicht mehr möglich. Zur Bei der Beurteilung von -»Zellstoffen ist Entfernung der großen Wassermengen muss auch die Grenzviskosität (—• Grenzviskodas Sieb schräg gestellt werden. Derartige sitätszahl) geläufig. Diese gibt die Viskosität —> Schrägsiebmaschinen können mit des in einem bestimmten —•Lösungsmittel > Stoffdichten von 0,02 bis 0,06 % betrieben gelösten Zellstoffs an und steht in einem werden (zum Vergleich: bei der Papierherempirischen Zusammenhang mit dem Molestellung liegt die Stoffdichte im —• Stoffkulargewicht. auflauf um 1 %). Es können zwei- und auch Die Viskosität wird mit verschiedenen —> Viskosimetern ermittelt. EI mehrschichtige Vliese hergestellt werden. Die feuchten Vliesbahnen werden - im Gegensatz zur normalen Papiertrocknung auf dampfbeheizten —•Trockenzylindern - auf Vliesbildung perforierten —• Durchströmtrocknern mit (wet laid technology) heißer Luft getrocknet und anschließend Bei der Vliesbildung auf nassem Wege weraufgerollt. BU den Vliesstoffe mit textilartigem Charakter Flüssigkeit

hergestellt. Vliesstoffe sind flexible, poröse Flächengebilde aus synthetischen Fasern (z.B. aus Polyester), die ggf. nach Vorverfestigung auf mechanischem Wege durch Verkleben, Anlösen oder Verschweißen miteinander verbunden werden. Aus Vliesstoffen (engl.: non-wovens) werden u.a. Taschentücher, Servietten, Tischtücher, Einwegbettwäsche, Windeleinlagen oder Haushaltstücher hergestellt. Als stoffliche Komponenten kommen in Frage: Synthetische und textile Fasern, seltener Zellstofffasern aus —• Holz oder —• Einjahrespflanzen (z.B. —• Manilahanf). Die Faserlänge von synthetischen Fasern ist wählbar und mit z.B. bis 50 mm um ein Vielfaches

Vliesmaschine (inclined wire machine) —• Schrägsiebmaschine

Vliesstoff (non-woven) —> Vliesbildung

Vliesstoff-Fasern (non-woven fibers) Unter Vliesstoff-Fasern versteht man synthetische oder halbsynthetische Fasern, die auf eine Länge von einigen Millimetern bis Zen-

348 timetern geschnitten wurden (—• Stapelfasern) und zur Herstellung von Vliesstoffen dienen. Dabei wird u.a. mithilfe von —• Schrägsiebmaschinen aus einer hochverdünnten Fasersuspension ein Vlies erzeugt. Das feuchte Vlies wird nach dem —•Nasspressen auf —• Durchströmtrocknern getrocknet. Aus Vliesstoffen können technische —• Filterpapiere oder Einmal-Bettwäsche (für Intensivstationen), aber auch Servietten und Freizeitwäsche gewonnen werden. GU

Volltonfläche (full tone, solid, solid tint, solid tone) Als Volltonfläche, auch Vollton genannt, wird eine nicht gerasterte Fläche bezeichnet, deren optischer Eindruck einheitlich ist. Bei gedruckten Volltonflächen ist die Gleichmäßigkeit der —• optischen Dichte ein wichtiges Qualitätskriterium (—> Mottling). Volltonflächen können in —•Helligkeit, Farbsättigung (—• Sättigung) und in —• Buntton unterschiedlich sein, also unterschiedliche —• Farbe haben. NE

Vollpappe (solid fiberboard) Nach D I N 6730 handelt es sich bei Vollpappe als Oberbegriff um massive —• Pappe - im Gegensatz zu —• Wellpappe - mit einer flächenbezogenen Masse von > 225 g/m 2 . Nach dem Herstellungsverfahren wird Vollpappe nach 2 Gruppen unterschieden:

Vollverseifter Leim (fully saponified size) Im Rahmen der —• Leimung von Papier sind vollverseifte Leime —•Leimungsmittel auf Basis von —• Harzleim, bei denen die —• Harzsäuren durch Umsetzung mit Alkalien (z.B. —• Natronlauge) völlig verseift, d.h. in Form ihrer Alkalisalze vorliegen. SE

•

•

Maschinenpappe, die als endlose Bahn auf —• Rundsieb-, kombinierten Langsieb- und Rundsieb-Kartonmaschinen oder —• Langsiebmaschinen hergestellt wird. Wickelpappe wird dagegen mithilfe von 1 oder 2 —• Rundsieben als Wickel auf einer Formatwalze erzeugt, auf denen zahlreiche Einzellagen (5 bis 120 Lagen) im feuchten Zustand bis zur gewünschten Dicke (etwa 1 bis 10 mm) zusammengegautscht aufgewickelt werden, um dann den aufgeschnittenen Bogen in heißluftbeaufschlagten Kanälen zu trocknen.

Vollpappe wird also meistens mehrlagig vergautscht produziert (seltener einlagig) oder aber auch durch Zusammenkleben von 2 oder mehreren Kartonbahnen hergestellt. Darüber hinaus gibt es kaschierte (—• Kaschieren) Pappe, die durch ein- oder beidseitiges Aufkleben von —• Kraftpapier oder —• Kraftliner zur Herstellung von Buchdeckeln oder Spielplänen gekennzeichnet ist. GG

Voluminöses Druckpapier (bulky printing paper) Dickdruckpapier

Vordruckwalze (dandy roll) —• Egoutteur

Vorentwässerung (predewatering) Der Begriff Vorentwässerung wird meist im Zusammenhang mit —• Hybridformern (Papiermaschinen) verwendet. Hierbei findet zunächst eine einseitige —• Entwässerung auf einem „Langsieb" statt, die man als Vorentwässerung bezeichnet, bevor der Filtrationsprozess (—• Filtration) zwischen 2 —• Sieben beendet wird (Abb.). Die Vorentwässerung bietet hohe Flexibilität in der Anpassung an verschiedene Papiersorten und unterschiedliche —• flächenbezogene Massen. Ferner sind Steuerungsmöglichkeiten gegeben, um —• Entwässerung, —• Formation und Retention durch —• Foils

349 osen) aus Hölzern oder —• Einjahrespflanzen primär durch Einwirkung von —• Säuren (meist —• Salz- oder —• Schwe7 Leitwalze felsäure) bei erhöhten 8 Filzbahn θ Abnahmewalze Temperaturen. 10 Papierbahn Früher war die Vorhydrolyse als erste Stufe bei der Totalverzuckerung Schema eines Hybridformers mit kurzer Vorentwässerung von —•Holz von Bedeutung. Heute wird sie in und —• Nasssauger zu beeinflussen. Die Vor- großem Umfang bei der Herstellung hochentwässerungsstrecke verstärkt allerdings wertiger —• Chemiezellstoffe angewendet. hydraulische Störungen durch FoilturbulenHierbei lässt man auf —• Hackschnitzel z.B. zen, Oberflächenwellen in der wässrigen niederkonzentrierte —• Schwefelsäure (0,25 oberseitigen Schicht und Druckpulsationen bis 0,5 % H2SO4, bezogen auf Holz) bei aus dem —»Konstanten Teil mit negativen Temperaturen zwischen 120 und 140° C Auswirkungen auf Formation und Masseneinwirken. Dieser Vorbehandlungsstufe folgt schwankungen des erzeugten Papiers. PR ein meist konventioneller Sulfataufschluss (—• Sulfatzellstoff). Die bei diesem Verfahren erhaltenen Vorhydrolyse-SulfatzellVorfluter stoffe zeichnen sich durch sehr hohe Alpha(receiving water) cellulosegehalte (—• Cellulose) aus. Der Vorfluter ist das Gewässer, das das —•Abwasser eines —•Direkteinleiters aufLiteratur: nimmt (aufnehmendes Gewässer). Zum Patt, R.; Kordsachia, O.: Ullmann's EncycloSchutz des Vorfluters festgelegte —• Immispedia of Industrial Chemistry, Vol. A 18. sionsgrenzwerte können die für die —• EmisWeinheim: VCH-Verlag, 1991, S. 560 SE sion geltenden Beschränkungen weiter verschärfen. Der Vorfluter ist oft auch die BrauchwasVorreinigung serquelle (—•Brauchwasser) für den einlei(pre-cleaning) tenden Industriebetrieb ebenso wie für ande—• Grobreinigung re, flussabwärts liegende Nutzer (Unterlieger). Die für den Gewässerschutz zuständige Behörde muss dafür sorgen, dass dieses Wasser jedem entnehmenden Nutzer in der von Vorroller ihm zu beanspruchenden Qualität zur Verfü(prereeler) gung steht, was den einleitenden Nutzern Vorroller (Abb.), auch —• Umroller genannt, Beschränkungen auferlegt. Um dies zu redienen zum Abrollen und wieder Aufrollen geln, werden in Deutschland Gewässerbevon maschinenbreiten Papierbahnen auf wirtschaftungspläne erstellt. MÖ —• Tamboure zur Inspektion hinsichtlich Qualitätsmängel und/oder zum Endlosmachen der Papierbahn. Die Einrichtung besteht Vorhydrolyse aus Abroller und Aufroller, Letztere meist als (prehydrolysis) —• Poperoller, auch mit —• Tambourmagazin. Bei der Vorhydrolyse handelt es sich um Der Abroller kann für einen automatischen ein Verfahren zur Entfernung von leicht hyWechsel der Tamboure bis zu einer Einrichdrolysierbaren —• Hemicellulosen (—•Polytung für automatische Bahnanklebung auch 1 Stoffauflauf 2 Brustwalze 3 Siebtisch 4 EntwÄseerunflskasten 5 Formiereaugwatze

350 bei hoher Geschwindigkeit ausgerüstet sein (—• Flying Splice).

Tambourumroller

Die Inspektionseinrichtung zur Erkennung von in der Papiermaschine markierten Papierfehlern kann automatisiert sein, z.B. durch Erkennung von aufgebrachten Farbmarkierungen, die Fehler anzeigen, was die Maschine anhalten lässt oder Bahnabschlag veranlasst. Die dann notwendige Klebestelle zum Endlosmachen tätigt das Personal von Hand; automatisierte Hilfen sind auf dem Markt. Bei visueller Suche nach Löchern überläuft die Papierbahn z.B. eine beleuchtete Mattglasplatte zur Locherkennung. Vorroller werden bis zu 2 500 m/min Arbeitsgeschwindigkeit angeboten, was ausreichend sein muss, da nicht jeder Tambour, von der Papiermaschine kommend, inspiziert werden sollte. „Dauerfehler" in der Papierbahn erfordern Maßnahmen bei der Papiermaschine. Im Vorroller erfolgen auch permanente Randbeschnitte (—• Randstreifenabsaugungsanlage) der Papierbahn. KL

Vorsorgeprinzip (precautionary principle) Mit der Einfuhrung des Vorsorgeprinzips nahm die —• Umweltpolitik eine andere Richtung. Nachdem in der Anfangsphase der Umweltpolitik zunächst der Schwerpunkt auf der Beseitigung eingetretener Umweltschäden lag, wurde mit dem Vorsorgeprinzip der Schritt in die Richtung auf eine längerfristige, an der Belastbarkeit der Umwelt orientierte Planung vollzogen. Für die Bundesregierung lautet die Formulierung des Vorsorgeprinzips wie folgt: „Umweltpolitik erschöpft sich nicht in der Abwehr drohender Gefahren und der Beseitigung eingetretener Schäden. Vorsorgende Umweltpolitik verlangt darüber hinaus, dass die Naturgrundlagen geschützt und schonend in Anspruch genommen werden." Mit Inkrafttreten des —• Kreislaufwirtschaftsund Abfallgesetzes (KrW-/AbfG) wurde dieses Leitbild in die Praxis umgesetzt. Im § 1 heißt es, dass der Zweck des Gesetzes die Förderung der —• Kreislaufwirtschaft zur Schonung der natürlichen Ressourcen ist. Zu den Grundsätzen der Kreislaufwirtschaft gehört die vorrangige Vermeidung von —• Abfallen vor der Verwertung. Diese Zielhierarchie findet man auch in der —> Verpackungsverordnung. Literatur: Hartkopf, G.; Bohne, E.: Umweltpolitik. Bd. 1, Opladen: Westdeutscher Verlag, 1983 KI

Vorsatzpapier (book end paper, book binders paper, bookVorsortierung lining) (pre-screening) Vorsatzpapier ist ein —• holzfreies oder —> Grobsortierung —• holzhaltiges Papier, das zum Bekleben der Innenseiten von Buchdeckeln verwendet wird. Es deckt die Verklebung des Bezugs Vorstreichen des Buchdeckels sowie der Buchrückenlei(pre-coating) mung ab und bildet gleichzeitig das erste und Unter Vorstreichen versteht man das Auftraletzte - unbeschriftete - Blatt des Buchs. gen der ersten Strichschicht auf —• Rohpapier Verwendet werden weiße, farbige, —• ge- beim —• Mehrfachstreichen (—• Doppel- oder prägte und —• gerippte Papiere mit flächen—> Dreifachstreichen). Mit dem Vorstrich soll bezogenen Massen von 80 bis 120 g/m 2 . PA zunächst die Oberfläche des Rohpapiers

351 ckenpartie in einen Ausschusspulper unabgedeckt werden. Für den Vorstrich werden vorwiegend —> Stärke als —> Bindemittel und ter der Papiermaschine abgeführt. Der preisgünstige —• Kaoline und —> Calciumcarletzte Zylinder der Vortrockenpartie hat bonate als —• Pigmente verwendet. Mit den einen besonderen Abnahmeschaber. K L folgenden Strichschichten werden anschließend die endgültigen Oberflächeneigenschaften des —> gestrichenen Papiers eingeVorwärtsschaltung stellt. GZ (forward arrangement) Die Vorwärtsschaltung von Trenngeräten (z.B. —• Sortieren) ist dadurch gekennzeichVorstrich net, dass die —• Durchläufe aller Stufen als (precoat, primary coating layer) —• Akzept zusammengeführt werden (Abb.). Für bestimmte Zwecke erhalten Papier- oder 1. Stufe Kartonbahnen einen zweimaligen Auftrag von —> Streichfarbe (—> Doppelstreichen). In diesem Fall wird der erste —> Strich Vorstrich genannt (Vorstreichen). KT

Vortrockenpartie (predryer section) Die Vortrockenpartie ist eine komplett funktionsfähige —> Trockenpartie, die nach der —• Pressenpartie einer Papiermaschine beginnt und vor einer Einrichtung zur Papierveredelung (—• Oberflächenleimung, —• Streichen, —> Imprägnieren) endet und der anschließend eine —•Nachtrockenpartie als Teil der gesamten Trockenpartie folgt. Die von der Vortrockenpartie zu erreichenden Trockengehalte werden vom nachfolgenden Veredelungsschritt bestimmt. Wegen der oft unzureichenden Gleichmäßigkeit des Feuchtequerprofils der Papierbahn am Ende einer Vortrockenpartie wird oft auf Trockengehalte um 98 % übertrocknet. Zubehöreinrichtungen einer Vortrockenpartie sind: •

•

Bahnabschlagvorrichtung am Ende der Vortrockenpartie zur Vermeidung von Beschädigungen beim nachfolgenden Aggregat (z.B. —> Filmpresse) aufgrund von Bahnabrissen —• Spitzenschneider am Ende der Vortrockenpartie zum Schneiden des Auffuhrstreifens bei Abrissen im Bereich nach der Vortrockenpartie. Bei Abrissen wird die maschinenbreite Papierbahn nach dem letzten Zylinder der Vortro-

>

Überlauf

Prinzip der Vorwärtsschaltung

Bei dieser Art der Schaltung ist zu beachten, dass die Durchläufe der zweiten und dritten Stufe die gleiche Reinheit aufweisen wie der Durchlauf der ersten Stufe. Das bedeutet, dass der —> Abscheidewirkungsgrad der folgenden Stufen höher sein muss als der der ersten Stufe. Diese Forderung ergibt sich aus der Anreicherung von Verunreinigungen im —• Überlauf der ersten Stufe, der eine höhere relative Schmutzbelastung aufweist als der —• Einlauf der ersten Stufe. Da aus Kompatibilitätsgründen bei Sortierern meist Trennelemente mit gleichen Perforationen (gleiche Loch- bzw. Schlitzgrößen) eingesetzt werden, kann der höhere Wirkungsgrad der nachfolgenden Stufen nur durch optimierte Betriebsbedingungen, vor allem hinsichtlich der Wahl des —• ÜberlaufVerhältnisses sowie des —• Eindickfaktors, realisiert werden. Die Vorwärtsschaltung bietet den Vorteil, dass jede Stufe nur einmal durchlaufen und so die Gefahr einer Zerkleinerung der Verun-

352 reinigungen (z.B. —• Stickies) und damit verbundenen erschwerten Ausschleusung minimiert wird. Daneben ergibt sich im Vergleich zu anderen Schaltungsvarianten (—> Kaskaden- oder —* Rückwärtsschaltung) eine geringere hydraulische Belastung der Trennaggregate, so dass diese kleiner dimensioniert werden können. Eine Vorwärtsschaltung wird z.B. bei der —• Vorreinigung von —• Deinkingstoff eingesetzt, wo eine möglichst geringe Zerkleinerung der Verunreinigungen gewünscht wird. HC

Vorziehpartie für Querschneider (draw roll station for sheet cutter) Die Vorziehpartie fur Querschneider ist in —• Querschneidern nach der —> Längsschneidpartie angeordnet. Sie besteht aus einer oberen und unteren Walze. Die untere Walze wird angetrieben, die obere Walze liegt durch ihr Eigengewicht auf der unteren Walze auf. Sie kann aber auch über Pneumatikzylinder o.ä. an die untere Walze gepresst bzw. von ihr abgehoben werden. Die obere Walze kann mit Polyurethan oder Gummi beschichtet sein. Die Beschichtung wird dann mit Nuten in Form von Schraubenlinien versehen. Sie kann aber auch mit Filzstreifen in Schraubenlinien- oder Rombenform beklebt sein. Die Papier- oder Kartonbahnen, die von den —•Abrolleinrichtungen mit möglichst konstanter —• Bahnspannung kommen, werden zwischen die beiden Walzen gefuhrt, festgehalten und so in die nachfolgende —> Quermesserpartie gefordert. KT

Vulkanfiber (vulcanized board, vulcanized fiber) Vulkanfiber wird durch Imprägnieren von Rohpapier mit Zinkchlorid erzeugt. Das Herstellungsverfahren ähnelt der Pergamentierung (siehe auch —• Echt Pergament). Die füllstofffreien und ungeleimten Rohpapiere höchster —> Saugfähigkeit, guter —> Nassfestigkeit und absoluter Reinheit werden aus z.T. auch ungebleichten —• Zellstoffen hoher Quellfähigkeit mit - » Hadern-

oder Linterszusätzen hergestellt. Sie werden meist rotbraun oder schwarz eingefärbt. Nach der Imprägnierung in bis zu 70 %iger Zinkchloridlösung bei Temperaturen von 50 bis 60° C werden oft die einzelnen Papierlagen ähnlich der Produktion von —• Wickelpappen zu dickeren Platten zusammengefugt und an der Luft getrocknet. Durch wiederholtes und sehr zeitaufwendiges Waschen der Platten über mehrere Tage entsteht dann Vulkanfiber hoher Druck- und Schlagfestigkeit sowie Dauerhaftigkeit mit einer —• Dichte zwischen 1,0 und 1,5 g/cm 3 , das sich glätten, biegen, prägen, schneiden, bohren, stanzen oder lackieren lässt. Vulkanfiber wird für die Herstellung von Koffern und Behältern, als Dichtungsmaterialien, als Trägermaterial für Schleifscheiben oder für elektronische Zwecke eingesetzt. RH

Vulkanisieren (vulcanization) Unter Vulkanisieren versteht man die Vernetzung der Molekülketten von Natur- und Synthesekautschuk. Dadurch werden die Kautschuke elastisch und unlöslich in —• Kohlenwasserstoffen. Das Vulkanisieren geschieht durch Einwirkung von Vulkanisiermitteln (vorzugsweise elementarer —> Schwefel) oder von radioaktiver Strahlung auf den Kautschuk bei erhöhten Temperaturen (über 130° C). Das bekannteste Vulkanisationsprodukt ist Gummi (Vulkanisieren von Naturkautschuk). Mit Gummi beschichtete Walzen (—• Walzenbezug) finden bei der Papierherstellung vielseitige Verwendung. SE

353 Waage (balance) Waagen dienen in der Zellstoff- und Papierindustrie der Massenbestimmung von Gütern, die im Betrieb empfangen, produziert, transportiert oder versandt werden. Des Weiteren werden Waagen mit höchster Empfindlichkeit und Genauigkeit in der Analytik eingesetzt (z.B. Torsionsfeinwaagen). Die Auswahl der Waage (—• Wägetechnik) erfolgt nach den Kriterien: • • •

Genauigkeit der Wägung (Messunsicherheit) Schnelligkeit des Wägevorgangs Masse des zu wiegenden Guts (maximale Belastung der Waage).

Dem Wägen kommt in der Zellstoff- und Papierindustrie eine besondere Rolle zu, da Papier und Zellstoff nach Masse (falschlich auch als Gewicht bezeichnet) ge- und verkauft werden. Eine richtige Wägung bei der Warenannahme, in der Produktion und im Versand ist nicht nur für die Wirtschaftlichkeit des Unternehmens von großer Bedeutung, sondern auch für den reibungslosen Verkehr mit dem Kunden. So führen Mindergewichte im Versand (z.B. —• Versandrollen) zu Reklamationen seitens des Kunden, Mindergewichte in der Warenannahme (z.B. Altpapier- und Zellstoffannahme) und Übergewichte im Versand (z.B. Versandrollen) zu Verlusten des Unternehmens und u.U. sogar zu Problemen beim Transportunternehmen. In der Regel sind alle Waagen des Wareneingangs und -ausgangs (Rollen- bzw. Formatverpackungsanlage) in das Produktionsplanungs- und Steuerungssystem (—•PPS) integriert. Kräne sind mit Zugmessdosen ausgestattet, die die Wägung von Walzen bzw. Papierrollen beim Ein- oder Ausbau von Walzen bzw. beim Tambourwechsel im Produktionsbetrieb ermöglichen (u.a. zur Sicherung gegen Überlastung). Im weitesten Sinne kann auch die Bestimmung der —> flächenbezogenen Masse als Wägung bezeichnet werden, wobei hier allerdings ein indirektes Messverfahren (Massebestimmung über die Absorption radioaktiver

Strahlung) angewandt wird, bei der das Wägegut sich nicht in Ruhe befindet. VO

Wachse (waxes) Wachse sind bevorzugt natürlich vorkommende Ester aus höheren Carbonsäuren und höheren Alkoholen. So ist z.B. Bienenwachs im Wesentlichen ein Palmitinsäureester eines Alkohols mit 30 Kohlenstoffatomen der Formel C15H31COOC30H61. Wachse sind chemisch sehr beständig. Ihre Schmelzpunkte liegen zwischen 50 und 90° C. Die Schmelzen sind relativ niederviskos. Im erweiterten Sinne werden als Wachse auch Stoffe bezeichnet, die z.T. kompliziert zusammengesetzt sind, aber ähnliche technologische Eigenschaften aufweisen wie „echte" Wachse. Ein Beispiel dafür ist das aus Braunkohle gewonnene Montanwachs, das neben verschiedenen Estern noch einen großen Anteil an verschiedenen längerkettigen —•Paraffinen enthält. Wachse werden durch —• Beschichten oder —• Imprägnieren auf Papier oder Karton aufgebracht und erhöhen u.a. deren Wasserabweisung sowie Gas-, —•Wasserdampf-, Ölund —• Fettdichtigkeit. Literatur: Römpp Chemie-Lexikon. Stuttgart, York: Georg Thieme Verlag, 1996

New SE

Waffeln Als Waffeln bezeichnet man Unebenheiten und Beulen bei —•Rollenpapier, die durch mechanische Verformungen beim Aufwickeln hervorgerufen werden und deren regelmäßige Gitterstruktur waffelähnliches Aussehen haben. NE

Wägetechnik (balance technology) Die Wägetechnik dient der Bestimmung von Massen und wird häufig auf eine Kraftmessung zurückgeführt, d.h. Bestimmung der Masse m eines Körpers im Schwerefeld g der

354 Erde durch Messung der Gewichtskraft F G , die der Masse proportional ist (F G = m · g). Zur Erfassung der Gewichtskraft werden verschiedene Prinzipien angewendet: • •

•

•

Federwaagen Wägezellen mit sehr steifen Federkörpern und Dehnungsmessstreifen (Druckoder Zugmessdosen) elektrodynamische Gewichtskraftkompensationen durch Kraftwirkung einer stromdurchflossenen Spule in einem Permanentmagnetfeld (Spulenstrom ~ Gewichtskraft) pneumatische oder hydraulische Gewichtskraftkompensation, wobei der Luft- bzw. Flüssigkeitsdruck ein Maß für die zu bestimmende Masse ist. VO

Währungskurs (currency exchange rate) Der Währungskurs bezeichnet das Umtauschverhältnis zwischen 2 Währungen. Unterschieden werden der Wechselkurs und der Devisenkurs. Der Wechselkurs ist der in ausländischer Währung notierte Preis für eine Einheit der Inlandswährung. Der Devisenkurs dagegen ist der in der Inlandswährung angegebene Preis für eine Einheit der Fremdwährung. Unter Geldkurs bei Devisen- und Wechselkursnotierungen wird der Ankaufspreis für ausländische Währungen verstanden und unter Briefkurs der Verkaufspreis bei Banken und Devisenhändlern. PL

Waldsterben (forest decline) Mit dem Begriff Waldsterben werden Waldschäden von ungewohntem Ausmaß bezeichnet, die seit den 70er Jahren in Mitteleuropa registriert werden. Die Erkrankungen treten großflächig auf und erfassen alle Hauptbaumarten auf den unterschiedlichsten Standorten, in regionalklimatisch verschiedenen Wuchsbezirken und bei ganz unterschiedlichen Belastungen durch Luftverunreinigungen. Die Waldschäden treten auch fernab von Ballungsräumen und spezifischen Emissions-

quellen (—• Emissionen) auf. Da diese Waldschäden in einem bisher unbekannten Ausmaß auftreten, werden sie auch als —• neuartige Waldschäden bezeichnet. Die Schadsymptome sind weitgehend unspezifisch, wobei eine Verlichtung der Baumkronen und eine Vergilbung der Assimilationsorgane, wie Blätter und Nadeln, am häufigsten auftreten. Es gibt zahlreiche Hypothesen, um die Ursache der Waldschäden zu erklären. Allen gemeinsam ist, dass es sich um ein komplexes Wirkungsgefüge handeln muss, wobei aufgrund der Symptome und des zeitlichen Verlaufs von einer regional unterschiedlichen Kombination von Schadfaktoren ausgegangen werden muss. Seit 1984 werden die Waldschäden bundesweit nach einheitlichen Richtlinien erhoben. Die Ergebnisse werden im jährlichen Waldschadensbericht des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten veröffentlicht. WE Walk-Spaltfestigkeit (dynamic bonding strength) Die Walk-Spaltfestigkeit kennzeichnet den Materialwiderstand von Karton gegen eine dynamische Druckbeanspruchung. Zur Bestimmung der Walk-Spaltfestigkeit wurde ein Gerät entwickelt, das an Papier- und bevorzugt an Kartonproben die z.B. in einer —• Tiefdruckmaschine im Spalt zwischen Druckwalze und —• Presseur auftretenden Beanspruchungen auf den laufenden Karton simulieren kann (Abb.). Das Walk-Spaltfestigkeitsgerät besteht aus einer oberen elastischen Walze (Presseur), gegen die von unten eine Stahlwalze (Druckzylinder) mit definiert einstellbarer —• Linienkraft angepresst werden kann. Die Probe wird über einen Zuführtisch in den Walzenspalt eingeführt (a) und dann in Form einer Acht mehrmals durch den —>Nip geführt (b, c). Dabei wird nur bei jedem zweiten Nipdurchgang die Probe tatsächlich belastet. Ermittelt wird die Zahl der Durchgänge, bis es aufgrund der Materialermüdung zur Spaltung des Probestreifens kommt. Diese Zahl wird zusammen mit der Linienkraft als Messwert angegeben.

355 —> Farbübertragswalzen in den Walzenspalt eingebracht. 2) Dosierter (Abb. 2):

Prinzip des Walk-Spaltfestigkeitsprüfers

mit

Walzen

KR

Walzen-Auftragswerk (roll-coating head) Walzen-Auftragswerke werden dazu eingesetzt, um beidseitig —• Streichfarbe auf die Papier- oder Kartonbahn aufzubringen. Bei den Walzen-Auftragswerken gibt es 3 Varianten: • • •

Filmauftrag

Walzenauftrag im Sumpf dosierter Filmauftrag mit Walzen dosierter Filmauftrag mit Rakel - Rollrakel.

Abb. 2: Dosierter Filmauftrag mit Walzen (Leimpresse mit Dosierwalzen) (Quelle: Jagenberg)

Hier wird die Streichfarbe über mehrere, beidseitig von den Farbübertragswalzen angeordneten —> Dosier- und —> Verreibewalzen auf die beiden Farbübertragswalzen aufgetragen, die ihrerseits die Farbe an die Papier- oder Kartonbahn abgeben. 3) Dosierter Filmauftrag mit Rakel (Abb. 3):

1) Walzenauftrag im Sumpf (Abb. 1):

Abb. 3: Dosierter Filmauftrag mit Freistrahldüsen (Filmpresse) (Quelle: Jagenberg)

Abb. 1: Walzenauftrag im Sumpf (Leimpresse) (Quelle: Jagenberg)

Bei dieser Variante wird die Streichfarbe von 2 Düsen (—• Düsenauftrag) oberhalb der

Hier wird die Streichfarbe von 2 —> Freistrahldüsen, die mit einer —•Rollrakel zur Dosierung versehen sind, an die Farbübertragswalzen aufgetragen, die ihrerseits die Farbe an die Papier- oder Kartonbahn abgeben. KT

356 Walzenmarkierungen in Form von Lochoder —> Rillenmarkierungen. In der —• Siebpartie können die Bohrungen der —> Siebsaugwalze oder —> Formierwalze markieren, also im Papier regelmäßige Muster dieser Bohrungen hinterlassen. Bei der Walzendrehgestell Entwässerung der nassen Papierbahn kommt (spear roll turning stand) Die —> elastischen Walzen eines —> Ka- es zu Fein- und FüllstoffVerarmungen über den Bohrungslöchern, woraus an diesen dislanders hängen im Stillstand infolge ihres Eikreten Stellen eine geringere —• Opazität regengewichts durch, wenn man sie in den Achszapfen aufhängt. Eine solche Walze sultiert. Als weitere Verursacher von Walwürde, nach dem Wiedereinbau in Rotation zenmarkierungen kommen die —• Pick-up versetzt, wegen der Achsverbiegung sehr unWalze oder Entwässerungsprofile der Walzen ruhig und mit starker Unwucht laufen und das in der Pressenpartie in Frage. Diese Walzen ganze Walzenpaket eines Kalanders in haben, wie die Abbildung zeigt, entweder Schwingungen versetzen. Aus diesem Grunde Bohrungen (Saugloch (S), Blindbohrungen lagert man die elastischen Reservewalzen in (B)), Rillen (R), Diagonalrillen (D) oder sind einem Walzendrehgestell, in dem ein auf die mit einem Fabric (F) als Gewebe bespannt. Bordscheiben wirkender Flachriemen-Trieb Auch sind Kombinationen aus diesen Ent(früher auch Kettentrieb mit stirnseitig an die wässerungsprofilen möglich. Walzenzapfen montierten Kettenrädern) alle Walzen in langsamer Rotation hält, um den Durchhang der Walzen zu vermeiden.

Walzenbezug ( filling , roll cover) —> Elastische Walzen

Auch die zum Überdrehen in die Werkstatt gebrachten elastischen Walzen sollten in Drehgestellen gelagert werden, weil ein besonders fataler Drehfehler darin besteht, einem elastischen Walzenkörper eine perfekt zylindrische Form „anzudrehen", während die Achse durchhängt. Solche Walzen laufen bei Wiederverwendung besonders unruhig. Die Walzendrehgestelle sind üblicherweise an der Walzenseite eines Kalanders (der Außenseite) so installiert, dass die dort gelagerten Walzen über ausklappbare Bühnen von der (Außen-) —• Fahrbühne aus erreichbar sind. Der Platz zwischen Walzendrehgestell und Kalander reicht aus für den Walzenwagen und die Kranbewegungen (—> Superkalander). SZ

Walzenmarkierung (mark of rolls) Wenn sich die Strukturen von Walzen, vor allem im Bereich der —• Pressenpartie von Papiermaschinen, im Papier als regelmäßige, wenn auch mit dem Auge teilweise kaum erkennbare Muster abbilden, spricht man von

ÄSlllv.·ο0 F

R

Β

S

D

rara RB

SF

SR

Verschiedene Walzenmarkierungen: Fabric (F), Rillen (R), Blindbohrungen (B), Saugloch (S), Diagonalrillen (D) sowie Kombinationen: RB - SF - SR - SRB und SD

Es gibt 2 Arten von Markierungen durch Walzen der Pressenpartie, die an dieser Stelle mit Minderdruck- und Überdruckmarkierung bezeichnet werden. 1) Bei der Minderdruckmarkierung erscheinen im Papier abgebildete Bohrungen oder Rillen im Durchlicht dunkler, im Schräglicht heller. Das Papier ist über den Entwässerungsprofilen aufgrund einer niedrigeren Flä-

357 chenpressung weniger stark verdichtet und damit voluminöser als über den Stegen zwischen den Vertiefungen (Löcher oder Rillen) der Walze, was zu einer lokal höheren Opazität fuhrt. Beim —•Wischtest werden die Markierstellen dunkler. 2) Ein entgegengesetztes Verhalten beobachtet man bei den Überdruckmarkierungen. Nun erfahren die Markierstellen eine höhere Verdichtung. Markierungen durch die Siebsaugwalze oder die —> Saugpresswalzen werden auch Sauglochmarkierungen oder Schattenmarkierung genannt. Ferner können Walzen im —• Glättwerk, —• Kalander oder in der —> Streichmaschine aufgrund von Ablagerungen oder Beschädigungen markieren. PR

Walzenpresse (filled roll press) —> Elastische Walzen

Walzenschleifmaschine (roll grinder) Walzenschleifmaschinen wurden für das Schleifen, insbesondere aber das Nachschleifen der Walzen von Papiermaschinen, —• Streichmaschinen, —• Superkalandern, von —» Trocken-, —> Glätt- und —> Kreppzylindern in der Papierfabrik entwickelt. Es sind höchste Maßgenauigkeiten der Walzen zu erzielen. Der Schleifbetrieb muss ruck- und schwingungsfrei durchführbar sein. Anforderungen an die Konstruktion von Walzenschleifmaschinen:

•

•

Die Steuerung des Schleifprozesses ist heute eine datengestützte CNC-Steuerung. Der Bediener verfolgt am Bildschirm den Schleifprozess, der sich selbst an der SchleifVorgabe orientiert. Die CNC-Prozessteuerung übernimmt folgende Funktionen wie: • • • •

• •

•

Verwindungsfreies Schleifbett, auf dem der Schleifschlitten mit dem Schleifstein gleitet stabiler Schleifschlitten und Schleifsupport spezielle Einrichtungen (motorisch bedienbar) zum präzisen Einrichten und Aufnehmen der Werkstücke schwingungsfreier Antrieb des Werkstücks mit variabler Drehzahl

—» Bombierung Schleifbettfehlerkorrektur Kompensation von Ausrichtungsfehlern Messwerterfassung und Darstellung, auch Ausdrucken des Protokolls.

Damit ist der SchleifVorgang voll automatisiert und wird bei Störungen durch Schnellabhebung abgebrochen. Je nach Bedarf haben die Walzenschleifmaschinen zur universellen Nutzung Zusatzeinrichtungen: • •

• • • •

•

stabiler Fundamentblock für die gesamte Walzenschleifmaschine, in Schwingungsdämpfern (z.B. in Federisolatoren) aufgehängt das schwingungsfrei aufgehängte Fundament verhindert die Übertragung von Bodenschwingungen aus der Walzenschleifmaschine.

• •

Fräseinrichtungen zum Rillen von Walzen Spitzenlagerungseinrichtungen (üblicherweise werden Walzen in den eigenen Lagern geschliffen) Zapfenschleifeinrichtung Bandschleifgerät Messerschleifeinrichtung für Schaberklingen und Querschneidermesser Support zur Aufnahme von Drehstählen zum Abdrehen von Papier- oder Kunststoffwalzen (Super- und Sofitkalanderwalzen) Vorrichtung zum Schleifen von Walzenmänteln Auswuchteinrichtungen für Walzen und Schleifsteine.

Neben diesen Walzenschleifmaschinen sind transportable Maschinen zum Schleifen von

358 Zylindern (in der —> Trockenpartie) und Großzylindern auf dem Markt. Großzylinder sind: • •

Yankee- —• Glättzylinder Kreppzylinder, z.B. mit spez. Beschichtung.

Die • • •

Großzylinder werden heiß (bei halbem Betriebsdampfdruck) kalt (sehr selten) mit/ohne Bombierungen und auch Randabschrägungen geschliffen.

wenn es von der (Außen-) —• Fahrbühne aus gehandhabt wird.

Zur Oberflächenveredelung von Großzylindern als Glättzylinder erfolgt als letzte Schleifstufe das Superfinish durch schwingende Honsteine. Schleifgüten (in mittlerer Rauhtiefe R a ): • Papierleitwalzen: 0,5 - 1 μηι • Glättwerkwalzen: 0,2 - 0,4 μηι • Kreppzylinder: 0,02 μ m KL Walzenstreichaggregat (roll coater) Synonym für —• Walzen-Auftragswerk

Walzenwechselwerkzeug (roll changing tool) Das Walzenwechselwerkzeug ist eine Vorrichtung, mit der die bis zu 20 t schweren —• Kalanderwalzen ausgehoben und manipuliert werden können. Die Walzenwechselwerkzeuge (Abb.) werden beidseitig auf die Achszapfen der Kalanderwalzen aufgesteckt und durch Sperrklinken oder Fixierschrauben gesichert. Das Werkzeug ist so ausgelegt, dass es alle im —> Kalander befindlichen Mittelwalzen sicher tragen kann. Dagegen können die bis zu 601 schweren —• Ober- und —•Unterwalzen von Kalandern nur mit geeigneten Hallenkränen oder speziellen Ausbauvorrichtungen bewegt werden. Das Walzenwechselwerkzeug ist so austariert, dass es horizontal im Kranhaken hängt und sich ohne Vereckung auf die Achszapfen schieben lässt,

Bei —> Softkalandern wird der Walzenwechsel mit speziellen Ausbautraversen vorgenommen, die an dafür vorgesehenen Stellen am Lagergehäuse angeflanscht oder eingehängt werden und damit einen Oberwalzenwechsel auch bei laufender Maschine ermöglichen. Die Unterwalzen werden mit der Kalanderhydraulik auf einen schienengeführten Walzenwechselwagen abgesenkt und auf diesem (ebenfalls bei laufender Maschine möglich) aus der Maschine herausgefahren. Auch in diesem Falle sind Massen bis zu 60 t zu bewegen. Für den Umgang mit Walzenwechselwerkzeugen und Wechseltraversen gelten strenge Sicherheitsvorschriften. Diese betreffen die Handhabung und Verriegelung der aufgesteckten Werkzeuge bzw. die sichere Verbindung der Wechseltraversen mit dem Lagergehäuse des Sofitkalanders. Außerdem sind das Begehen der Fahrbühne während des Ausschwenkens der im Walzenwechselwerkzeug hängenden Walze sowie das Verweilen unter der schwebenden Last verboten. SZ

Warenzeichen (trade mark) Warenzeichen sind wie Hersteller- oder —> Handelsmarken Produktkennzeichen, mit denen ein Hersteller seine Waren zur Unter-

359 Scheidung von den Waren der Wettbewerber kenntlich macht. Das Warenzeichen umfasst sowohl das eigentliche Warenzeichen (Name, Schriftzeichen und Logogramme) als auch die Ausstattung der Ware (z.B. Form, Verpackung, grafische Gestaltung). Warenzeichen können in die Zeichenrolle des Patentamts eingetragen werden, wodurch der eingetragene Zeicheninhaber das alleinige Nutzungsrecht erhält und er den besonderen Schutz seines Zeichens nach dem Warenzeichengesetz (WZG) genießt. International ist die Verwendung von Warenzeichen oder Handelsmarken durch zwischenstaatliche Verträge und Abkommen geregelt. PL

Wärmeleitfähigkeit (heat conductivity) Wärmeleitfähigkeit, auch Wärmeleitzahl oder spezifisches Wärmeleitvermögen, ist die Eigenschaft von Materie (Gas, Flüssigkeit, Festkörper), Wärme zu transportieren. Andere Formen des Wärmetransports sind —• Wärmestrahlung und Wärmekonvektion. Die Definition erfolgt durch die stationäre Wärmeleitungsgleichung

dQ(t) dt

=

_ ^ ρ dT(x) dx

[W bzw. J/s]

wobei Q (t): Wärmemenge, die durch die Fläche F transportiert wird, in [J] t: Zeit in [s] λ: Wärmeleitfähigkeit in [W/m · K] F: Fläche in [m 2 ] T(x): Temperaturfunktion längs des Transportwegs χ in [K] x: Transportweg in [m] Metalle haben mit die höchsten Wärmeleitfähigkeiten ( λ = 10 - IO2 W/m · Κ), die hauptsächlich durch deren hohe Elektronenleitfähigkeit bedingt sind. Für sie gilt in Näherung das Wiedemann-Franz'sche Gesetz, wonach das Verhältnis von Wärmeleitfähigkeit und elektrischer Leitfähigkeit der absoluten Temperatur Τ in [K] proportional ist. Vergleichs-

weise liegt die Wärmeleitfähigkeit von Papier (λ « 0,1 W/m · K) 2 bis 3, die von Luft (λ = 2,6 · 10 ~2 W/m · K) etwa 4 Größenordnungen niedriger. KE

Wärmenutzung (utilization of heat) Die Wärmenutzung wird durch den thermischen Wirkungsgrad als Verhältnis von geleisteter Arbeit zu aufgewendeter Wärmeenergie beschrieben. Die zugrunde gelegte Wärmeenergie ist die aus einem Brennstoff (z.B. —> Erdgas) gewinnbare Energie bzw. der Wärmeinhalt des eingesetzten Dampfs. Die geleistete Arbeit ist entweder die an der Welle einer Antriebsmaschine geleistete Arbeit bzw. die in einem Generator erzeugte Energie (Strom). DE

Wärmerückgewinnung (heat recovery) Bei der Wärmerückgewinnung wird thermische Energie, die andernfalls als Verlustenergie dem Prozess verloren gehen würde, zurückgewonnen. Verluste entstehen bei der Papiererzeugung, insbesondere bei der Abführung der mit Wasserdampf gesättigten —• Abluft aus der —• Trockenpartie einer Papiermaschine und in geringerem Umfang bei der Ausschleusung von erwärmtem Prozessbzw. —• Kreislaufwasser als —• Abwasser. Die Rückgewinnung erfolgt in der Regel mithilfe von —• Wärmetauschern (Abluft auch: Economizern). An Trockenpartien wird in der Regel Zuluft mithilfe der heißen Abluft erwärmt. Dabei wird die zu erwärmende Zuluft in Röhren quer zur Strömungsrichtung der um die Rohre geführten, abzukühlenden Abluft geleitet. In Einzelfällen wird zusätzlich eine Erwärmung von —• Fabrikationswasser durchgeführt. Die übertragene Wärmemenge erhöht sich erheblich, wenn durch Abkühlung der feuchten Abluft der Sättigungszustand erreicht wird. Die dann anfallenden —•Kondensate enthalten insbesondere organische Säuren und werden üblicherweise dem Abwasser zugeführt.

360 In einzelnen Fällen wird die im Abwasser enthaltene Wärmeenergie in Plattenwärmetauschern an kaltes —> Frischwasser übertragen. Neben der Energieeinsparung steht hier die Reduzierung der Temperatur im Zulauf zur —•Abwasserreinigungsanlage bzw. zum —• Vorfluter im Vordergrund. DE

• Heizwasser für die Hallenbeheizung • Heißwasser für den Prozess erzeugt.

Das Temperaturniveau der Abluft von Hauben über Trockenpartien (sehr hoch bei gas—> Hochleistungstrockenhauben beheizten über —• Kreppzylindern) bestimmt die rückgewinnbare Wärmemenge. Bei einer klassiWärmerückgewinnungsanlage schen Anlage zur Ausnutzung des Wärmein(dryer hood heat recovery) halts der Abluft aus einer Trockenpartiehaube Zur Steigerung des thermischen Wirkungskann bei der Haubenzuluft eine Temperaturgrads von Trockenpartien werden Wärmeerwärmung von 30 auf 60° C erreicht werden. rückgewinnungsanlagen (Abb.) für folgende Wegen der faserhaltigen Abluft müssen die Aufgaben vorgesehen: Abluftrohre des Wärmetauschers als Glattrohre in Edelstahl oder Glas ausgeführt wer• Ausnutzung des Wärmeinhalts der den. Glas ist billiger, leichter zu säubern, aber (feuchten) Abluft aus den —» Trocken- bruchgefährdet, was bei einem Störfall die hauben Wirkung des Wärmetauschers beachtlich • Ausnutzung der Wärme aus den Vakumindert. umgebläsen Für die Erwärmung der Haubenzuluft wird • Ausnutzung des Wärmeinhalts des auch Kondensat aus den Trockenzylindern —• Kondensats aus den —• Trockenzygenutzt, das z.B. von 125 auf 95° C abgelindern durch Einsatz von: kühlt wird, so dass bei Entspannung keine • Luft-/Luft-Wärmetauschern Rückverdampfung auftritt. Die Erwärmung von Haubenzuluft auf 90° C durch Wärme• Lufit-/W asser-Wärmetauschern. tauscher aus der Abluft einer Turbairanlage (Sulzer-Gebläse) bringt eine hohe EinspaMithilfe der —> Wärmetauscher werden rung. Heiß- und Prozesswasser lassen sich wirt• Heißluft für die Haubenzuluft und Hauschaftlich in Wärmetauschern, die den Luft/ benblasluft Luft-Wärmetauschern Haubenabluft nachgeschaltet sind, bis zu 50° C aufheizen, was einen —> Turbair-Abluft Taupunkt von 60° C L / Heizwasser in der Trockenhaube 25°C voraussetzt. Die HauL / Prozeßwasser 35°C be bedarf dazu einer L / Heizwasser hochwertigen Ausfüh45®ü 63°C rung bezüglich HauL/Haubenzuluft benisolierung und -abdichtung. Die LuftWärmetauscher fallen Abluft bei zunehmender VerTurbair schmutzung der glatGebläse ten Wärmetauscherflächen im WirkungsWärmerückgewinnungsanlage einer Trockenpartie (L = Luft) grad stark ab.

361 Heizwasser-Wärmetauscher werden für Systeme 50/30° C (Luft-/Wassertemperatur) ausgelegt, aber auch 45/25° C. Letztere Wärmetauscher haben größere Abmessungen, können aber als Rippenrohr-Wärmetauscher in verzinktem Stahl ausgeführt werden. Heizwasser bedarf es nur in Heizperioden, was bei der Auslegeleistung in Bezug auf die Außentemperatur zu bedenken ist. Für kurze extreme Kälteperioden empfiehlt es sich, mit einem weiteren, dampfbeheizten Wärmetauscher für zusätzliche Beheizung zu sorgen. KL Wärmespeicher (storage heater) Wärmespeicher zeichnen sich dadurch aus, dass in ihnen Wärmeenergie über längere Zeit gespeichert und jederzeit wieder abgegeben werden kann. Grundsätzlich kann man jeden —• Wärmetauscher mit ausreichend großer Wärmekapazität als Wärmespeicher bezeichnen. Im einfachsten Fall kann dies eine große Wassermenge sein (Flüssigkeitsspeicher). Diese Art der Wärmespeicherung wird z.B. in Haushalten, bevorzugt in Kombination mit Solaranlagen, zur Reduzierung des Brennstoffbedarfs verwendet. Großtechnische Bedeutung hat diese Möglichkeit jedoch nicht, da Wasser vor Frost geschützt werden muss und Korrosionsprobleme in sich birgt. Industrielle Nutzung erfahren z.B. Festkörperspeicher, in denen die Wärme in einer Füllmasse aus Steinen oder Gussstücken gespeichert wird. Von Nachteil ist bei diesem Speichertyp das benötigte große Speichervolumen. Eine weitere Gruppe sind Latentwärmespeicher, deren Speichermedien eine Phasenumwandlung durchlaufen (z.B. festflüssig). Zum Einsatz kommen hier vor allem Salzschmelzen, in denen anorganische Salze in ihre Ionen dissoziiert sind. Exemplarisch sei das Kaliumfluorid erwähnt, das einen Schmelzpunkt von 18,5° C aufweist und somit bereits bei Raumtemperatur in der flüssigen Phase vorliegt. Die hohe Wärmekapazität und -leitfahigkeit der Schmelze ermöglichen eine effektive Nutzung dieses Materials als

Wärmespeichermedium bis in den Hochtemperaturbereich. HC

Wärmestrahlung (heat radiation) —• Wärmeübertragung

Wärmetauscher (heat exchanger) Wärmetauscher sind Apparate mit getrennten Systemen für flüssige und/oder gas- bzw. dampfförmige Stoffe, von denen einer erwärmt oder gekühlt werden muss und der andere Stoff die Wärme zu- oder abführt. Sie werden in der Verfahrenstechnik gebraucht, um die erforderlichen Prozesstemperaturen, z.B. für Trocknungsvorgänge oder chemische Reaktionen, zu erzeugen. Die Leistung eines Wärmeaustauschers wird durch die Wärmeübertragungsleistung (Wärmestrom, —•Wärmeübertragung) bestimmt, die in erster Linie von der Temperaturdifferenz, dem Wärmedurchgangskoeffizienten der beteiligten Stoffe (z.B. Material der Trennwand, Flüssigphase, Filmdicke bei Dampfkondensation) und den geometrischen Abmessungen (z.B. Oberfläche der Wärmeaustauschfläche) abhängt. Im Prinzip sind z.B. auch die —• Trockenzylinder der Papiermaschine Wärmetauscher, ebenso die Dampferzeuger im Dampfkessel (—• Dampferzeugung). Wichtig sind Wärmetauscher z.B. für die Erwärmung der —• Kochflüssigkeit (—•Kocher) und für die —• Eindampfanlage von Zellstofffabriken sowie als Kühler in Zellstoff- und Papierfabriken. Im ersten Fall wird Dampf auf der einen Seite des Wärmetauschers kondensiert. Der kondensierte Dampf gibt seine Kondensationswärme an die Kochflüssigkeit bzw. an die —• Ablauge auf der anderen Seite ab. Im zweiten Fall werden aus Brüdendampf oder —• Kreislaufwasser Wärme entnommen und —• Frischwasser erwärmt. Verwendet werden häufig Rohrbündelwärmetauscher (z.B. Rohre in einem geschlossenen Zylinder), Lamellenwärmetauscher (Trennung der Medien in einem Hohlkörper durch wellenförmige Trennwand) und Spi-

362 ralwärmetauscher (Rohrspirale in einem Hohlkörper). Das Material muss den Erfordernissen der verwendeten Medien unter Berücksichtigung einer guten —> Wärmeleitfähigkeit angepasst sein. DA

Wärmeübertragung (heat transfer) Wärmeübertragung von einem wärmeren (z.B. —> Abluft einer Papiermaschine) zu einem kälteren Medium (z.B. Frischluft als Zuluft) kann durch Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung erfolgen. 1) Wärmeleitung Bei der Wärmeleitung fließt die Wärme durch ein festes Medium, wobei die transportierte Wärmemenge Q pro Zeiteinheit sich aus der Wärmedurchtrittsfläche A, der Dicke d des durchflossenen Körpers, der Wärmeleitfähigkeit λ des Materials (W/mK; z.B. V2A: 21 W/mK; Wasser: 0,6 W/mK; Luft: 0,026 W/mK) und der Temperaturdifferenz ΔΤ (K) zwischen warmer und kalter Seite errechnet (Fourier'sches Gesetz): Λ

λ * A · ΔΤ

Q=

___ _, _, , [Wbzw.J/s]

d Eine wichtige Anwendung im Bereich der Papiererzeugung ist die Aufheizung des Papiers am —• Trockenzylinder (—•Kontakttrocknung). 2) Konvektion Bei der Konvektion erfolgt der Wärmetransport durch Bewegung des Mediums (Fluids). Wird das Medium z.B. durch ein Gebläse bewegt, spricht man von Zwangskonvektion. Betrachtet wird der Wärmeübergang zwischen einer wärmetauschenden Oberfläche und einem Fluid (z.B. Wasser). Die pro Zeiteinheit transportierte Wärmemenge errechnet sich aus der wärmetauschenden (Ober)fläche A, der Temperaturdifferenz ΔΤ zwischen Oberfläche und Fluid und dem Wärmeübergangskoeffizienten α:

Q = a-A-AT

[Wbzw.J/s]

Anwendungsgebiete sind die Erwärmung der Zuluft oder von —• Fabrikationswässern in der —> Wärmerückgewinnungsanlage sowie die Papiertrocknung in der Papiermaschine durch Heißluft, wobei letzterem ein Stoffübergang (Verdampfung des Wassers aus dem Papier) überlagert ist. Für eine Kombination von Wärmeleitung und Konvektion, wie sie für nahezu alle technischen Fälle zutrifft, kann die übertragene Wärmemenge mithilfe der Wärmedurchgangszahl k beschrieben werden: Q = k·Α·ΔΤ

[Wbzw.J/s]

Typische Fälle sind z.B. die Vorgänge in einem Wärmetauscher, wobei die Wärme von einem abzukühlenden Fluid (z.B. Wasser) konvektiv an eine Wandung, durch Wärmeleitung an die gegenüberliegende Wandung und wiederum konvektiv auf das zu erwärmende Medium (z.B. Luft) übertragen wird, k wird aus den Wärmeübergangskoeffizienten α, der Wärmeleitfähigkeit λ der Wandmaterialien und den Wanddicken d berechnet. 3) Strahlung Die dritte Form der Wärmeübertragung erfolgt durch Strahlung, wobei die Wärme durch elektromagnetische Wellen übertragen wird (Wärmestrahlung). Zur Berechnung der pro Zeiteinheit übertragenen Wärmemenge dient das Stefan-Boltzmann'sche Gesetz: Q = C, 2 · A · (Τ,4 - T 2 4 ) [W bzw. J/s] mit der Strahlungszahl der im Strahlungsaustausch stehenden Körper Ci >2 , der Oberfläche des Wärmestrahlers A und der absoluten Temperatur des abstrahlenden (z.B. IRStrahler) und des Wärme aufnehmenden Körpers (z.B. Papier) Ti bzw. T 2 . Angewendet wird diese Art der Wärmeübertragung z.B. bei der Strichtrocknung (—> Strich) durch mit Gas oder elektrisch beheizte Infrarotstrahler (—• Infrarottrockner). DE

363 Wasch-Deinking (wash deinking) Eine Alternative zur —• Druckfarbenentfernung mittels —• Flotation stellt die Wäsche dar. Dieses Verfahren trennt Druckfarbenpartikel zusammen mit einem großen Teil der —•Füllstoffe und —• Pigmente sowie dem —• Feinstoff aus einer hoch verdünnten Altpapierstoffsuspension ab. Mithilfe feinmaschiger Siebe werden alle Teile des —• Altpapierstoffs ausgewaschen, die aufgrund ihrer Größe und Form das Sieb sowie die sich darauf aufbauende Filterhilfsschicht passieren können. Der neben der Druckfarbenentfernung einhergehende Stoffverlust ist etwa zwei- bis viermal größer als der StoffVerlust bei der Flotation, abhängig von der stofflichen Zusammensetzung der Stoffsuspension. Die daraus erwachsenden Entsorgungsprobleme, verbunden mit den wirtschaftlichen Nachteilen, sind der Grund, weshalb dieses Deinkingverfahren in Europa kaum eingesetzt wird. Lediglich bei der Aufbereitung von —• Deinkingstoff für die Herstellung von —• Hygienepapieren findet das Waschverfahren als Verfahrensstufe innerhalb eines mehrstufigen Deinkingprozesses Anwendung, um die so entscheidenden Gebrauchseigenschaften dieser Produktgruppe (—• Saugfähigkeit und Weichheit) und wichtige Produktionsanforderungen (geringer Feinstoff- und Füllstoffgehalt) erfüllen zu können. Die anfallenden —•Reststoffe werden mit großem apparativen Aufwand eingedickt und ggf. thermisch verwertet, sofern sie nicht durch Deponieren entsorgt oder in der Baustoffindustrie bzw. durch —•Kompostieren stofflich verwertet werden. Dagegen wurde in den USA noch bis Mitte der 80er Jahre der überwiegende Teil der Deinkingkapazität nach dem Waschverfahren ausgelegt. Im Zuge der sich verschärfenden Umweltschutzmaßnahmen ist auch in diesen Regionen bereits seit Ende der 80er Jahre eine Kehrtwende zum Flotations-Deinking erkennbar. Mit der Wäsche werden keine besseren Deinkingwirkungsgrade als bei der Flotation erzielt. Lediglich bei besonders kleinen

Druckfarbenpartikeln unterhalb von etwa 10 μηι erfolgt ein wirkungsvollerer Austrag im Vergleich zum Flotations-Deinking. Im Gegenzug nimmt die Effizienz mit zunehmender Druckfarbenpartikelgröße ab. Durch den nahezu vollständigen Austrag des Füllstoffs (Partikelgröße: < 10 μηι) wird zudem eine Komponente aus dem Altpapierstoff entfernt, die durch ihren im Vergleich zum Faserstoff höheren —» Weißgrad das optische Qualitätsprofil von Altpapierstoff positiv beeinflussen kann. Wegen dieser Nachteile wird die Wäsche bei der —•Altpapieraufbereitung nur dann angewandt, wenn der stoffliche Charakter des Deinkingstoffs produktions- bzw. gebrauchswertbedingt verändert werden muss. Auch künftig wird die technologische Bedeutung des Waschprozesses - zumindest in Europa in der Steuerung des Füllstoffgehalts des Altpapierstoffs liegen. Jeder Eindickungsprozess (—• Eindicken) ist im Prinzip eine Wäsche, da bei diesem Vorgang Wasser entzogen wird, in dem sich in Abhängigkeit vom Trennelement der Eindickung und der Faserstoffcharakteristik sowohl gelöste als auch kolloidale Partikel und kleine Feststoffpartikel aus der dem Eindickungselement zugeführten Suspension im —• Filtrat anreichern. Beim Waschprozess wird die Faserstoffsuspension mit ihren Druckfarbenpartikeln zuerst verdünnt und dann eingedickt. Größere Partikel verbleiben im sich bildenden Faservlies, während mit dem abfließenden Filtrat die kleineren Druckfarbenpartikel der Stoffsuspension entzogen werden. Wird das anfallende Waschfiltrat ohne weitere Behandlung wieder im Altpapieraufbereitungsprozess eingesetzt, so kommt es zu einer Anreicherung dieser Stoffe, bis ein Gleichgewichtszustand erreicht ist, so dass eigentlich nicht von einer Wäsche gesprochen werden kann. Erst wenn das anfallende Filtrat ausgeschleust oder gereinigt wird, wird der zu waschende Faserstoff tatsächlich gereinigt. Einfachste und klassische Aggregate, die für die Wäsche von Altpapierstoff eingesetzt werden, sind Schrägsiebe oder —•Eindicktrommeln bzw. —• Eindickfilter, die durch

364 Auslaufstoffdichten bis maximal 8 % gekennzeichnet sind. Ein ausreichender Wascheffekt kann mit diesen Geräten nur bei Hintereinanderschaltung mehrerer Einheiten realisiert werden. Eine dreistufige Wäsche ist in Abb. 1 dargestellt, die durch konsequente Gegenstromfuhrung des Waschfiltrats zur Suspensionsfuhrung gekennzeichnet ist und gleichzeitig die typischste Schaltungsvariante darstellt. Ein wesentlicher auf den Wascheffekt einflussnehmender Faktor ist bei der Wäsche mit derartigen Maschinen der Verdünnungsfaktor zwischen den einzelnen Waschstufen. Vorsortierter Altpapierstoff

Abb. 1 : Dreistufige Wäsche von Altpapierstoff (DIP = Deinkingstoff)

da dynamische Entwässerungsbedingungen Berücksichtigung finden. Abb. 2 zeigt beispielhaft einen Vario-Split, bei dem die Möglichkeit der Wäsche eines zweiten Stoffvolumenstroms in der gleichen Maschine auf der rechten Bildhälfte dargestellt ist. Dabei wird die verdünnte Stoffsuspension (0,6 bis 3,0 % Stoffdichte) über eine Art Stoffauflauf zwischen eine Walze und ein schnell laufendes —• Sieb gespritzt, durch das die Stoffsuspension entwässert wird. Der eingedickte und gewaschene Faserstoff fallt im Vergleich zu den o.a. Eindickern mit höheren Stoffdichten (bis ca. 15 %, abhängig von Einlaufstoffdichte und Siebgeschwindigkeit) an. Gleichzeitig sind diese Maschinen durch höhere Durchsatzkapazitäten gekennzeichnet. PU Wäsche (washing) Der Begriff Wäsche ist sehr umfassend. In der Papierindustrie bezieht er sich sowohl auf die Aufbereitung von Altpapier (—»WaschDeinking) als auch auf die ZellstoffherstelPU lung einschließlich —• Bleiche.

Wäsche (Zellstoff) (pulp washing) Die Zellstoffwäsche hat die Trennung von —• Zellstoff und —• Ablauge (—> Schwarzlauge, Sulfitablauge) Zulauf Zentralwalze zum Ziel. Sie ist ein integraler Bestandteil des Chemikalienkreislaufs einer Zellstofffabrik. Die abgetrennte Ablauge soll möglichst unverdünnt, heiß und verlustarm dem Regenerierungsprozess mit —> Eindampfanlage und —• Chemikalienrückgewinnung zugeführt werden. Bei der Zellstoffwäsche werden Antriebswalze Filtratabfuhr Zentralwalze Zulauf bis zu 99,5 % der geAbb. 2: Wäscher für Altpapierstoff (Quelle: Voith Sulzer Paper Technology) samten AblaugenfestModerne, schnell laufende Wäscher, wie z.B. Vario Split, Double Nip Thickener oder Fiber Roller, können sehr gute Waschergebnisse auch in einem einstufigen Prozess realisieren,

365 stoffe, die verbrauchte Aufschlusschemikalien sowie gelöste Fragmente von —> Lignin und —• Kohlenhydrate (—• Cellulose, —• Hemicellulosen) enthalten, zurückgewonnen. Gleichzeitig werden damit —• CSB- und —• BSB-erzeugende Substanzen vom —• Vorfluter ferngehalten. Letztlich soll ein möglichst sauberer Zellstoff in eventuelle weitere Veredelungsstufen, wie die —• Bleiche, gelangen. Bei der Wäsche zwischen aufeinander folgenden —• Bleichstufen sollen diese möglichst stofflich getrennt werden. Das gestattet den Einsatz gleicher Waschaggregate. Die Zellstoffwäsche ist ein Fest-FlüssigTrennvorgang. Sie kann als —• Stufenwäsche durchgeführt werden. Für die Waschwasserfuhrung in Bezug zum Faserstoffstrom hat sich aus wirtschaftlichen und ökologischen Gründen die —• Gegenstromwäsche durchgesetzt. Die Vielfalt möglicher Waschaggregate soll folgende Aufzählung zeigen: • • •

•

—> Trommelfilter (Vakuum-Trommelfilter, —> Druckfilter) Langsiebwaschaggregate Pressen (Entwässerungspresse, Verdrängungs- oder Waschpresse, —• Doppelsiebpresse, —• Schneckenpresse) Diffuseure (Hi-Heat-Waschzone im —• kontinuierlichen Kocher, kontinuierlicher Diffuseur, Druckdiffuseur) (—• Diffuseurwaschanlage).

In den genannten Aggregaten gelangen die Waschprinzipien der Verdünnungs- Extraktionswäsche und der Verdrängungswäsche sowie Kombinationen beider zur Anwendung. Bei der Wäsche als sehr komplexem Prozess beeinflussen u.a. noch die Waschtemperatur (Temperaturabhängigkeit des Diffusionskoeffizienten, Viskosität der Waschflüssigkeit, temperaturabhängige Änderungen in der Faserstruktur), die Ionenstärke des Waschwassers sowie der pH-Wert im Zusammenhang mit Sorptionserscheinungen an sauren funktionellen Gruppen in der Faser das Waschergebnis. AR

Waschen (washing) Das Waschen gehört zu den Filtrationsprozessen (—• Filtrieren) und dient z.B. bei der —> Altpapieraufbereitung der Abtrennung kleiner unerwünschter Feststoffe, wie Druckfarbenpartikel oder —> Füllstoffe, aus der —• Stoffsuspension (—> Wasch-Deinking) oder dem Abtrennen der —• Ablauge vom Zellstoff nach dem —• Kochen (—• Zellstoffwaschanlage) mit dem Ziel der Rückgewinnung von Chemikalien sowie der Entfernung gelöster Abbauprodukte des Aufschlussprozesses. Der Trennprozess erfolgt mechanisch unter Verwendung von Filtermitteln, meist zylindrisch geformten Sieben (—> Trommelfilter) (—> Doppelsiebpresse, oder Siebpressen —• Schneckenpresse), unter Ausnutzung von geometrischen Eigenschaftsunterschieden der zu trennenden Feststoffe bzw. des unterschiedlichen Aggregatzustands der zu trennenden Phasen. Dabei passieren die abzutrennenden Partikel (z.B. Füllstoffe) mit der flüssigen Phase das Sieb, während der —> Faserstoff darauf zurückgehalten wird. Im Gegensatz zur —• Eindickung bzw. —• Entwässerung wird die Abtrennung durch Zufuhr von Waschwasser unterstützt, das zur Verbesserung des Trennerfolgs zudem Chemikalien (z.B. —• Alkali) enthalten kann. Waschtemperatur sowie Ionenstärke des Waschwassers beeinflussen ebenfalls den komplexen Prozess des Waschens. Die Wäsche wird zur Erzielung eines gewünschten Trennerfolgs meist mehrstufig als —> Stufenwäsche betrieben, wobei sich aus wirtschaftlichen und ökologischen Gründen die —• Gegenstromwäsche durchgesetzt hat. AC Waschfilter (filter washer , drum filter washer, washing filter) Waschfilter sind Maschinen zur Wäsche des Zellstoffs nach dem Prinzip des —• Druck- oder —» Vakuumfilters. Sie werden sowohl in der —•Zellstoffwaschanlage zur Zellstoffwäsche nach der —• Kocherei und zur Erfassung der —» Ablauge als auch zur

366 Zellstoffwäsche nach den einzelnen —• Bleichstufen eingesetzt. Wegen der möglichen Emissionen (Geruchsbelästigung), vor allem in der Wäsche von ungebleichtem Zellstoff, verwendet man meist geschlossene Bauweisen mit Abluftabsaugung, die zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit oft 2 oder sogar 3 Waschstufen in einem Filter vereinigen. Praktisch alle bekannten Waschfilter verwenden Siebtrommeln mit waagerechter Achse bei Durchfluss von außen nach innen. Das Anlegen von —»Vakuum in der Siebtrommel (konstruktionsbedingt in der Trommel oder mithilfe von Fallrohren oder Vakuumpumpe) und/oder das Aufbringen von Überdruck über dem Faservlies (Druckluft mittels Ventilator, meist im Kreislauf, gleichzeitig Vakuumbildung bei Absaugen in der Siebtrommel) erhöhen die Durchsatzleistung und die Wascheffektivität. DA

Waschmittel (washing agents) Waschmittel sind im Sinne von § 2, Abs. 1 des Gesetzes über die Umweltverträglichkeit von Wasch- und Reinigungsmitteln (Waschmittelgesetz) Substanzen, die in Mischung von grenzflächenaktiven Stoffen sowie Phosphaten, Perboraten oder deren Ersatzstoffe und anderen ergänzenden Bestandteilen oder durch einen dieser Stoffe im Zusammenwirken mit Wasser reinigend wirken oder zur Reinigung bestimmt sind und nach Gebrauch in Gewässer gelangen können. Unterschieden werden kann zwischen Waschmitteln für den Haushalt und solchen für gewerbliche und industrielle Zwecke. Gemeinsam ist beiden Gruppen der Gehalt an —> Tensiden, die in Abhängigkeit vom Verwendungszweck mit einer Vielzahl anderer Substanzen kombiniert werden. Neben Tensiden enthalten Waschmittel zur Textilpflege im Allgemeinen Builder (Gerüststoffe), —• Korrosionsund —• Schaumverhinderungsmittel, Bleichmittel, —• Enzyme, Stabilisatoren, Aktivatoren und u.U. auch —• optische Aufheller, —• Weichmacher, Parfümöle und —• Farbstoffe.

Die Zusammensetzung von Waschmitteln wird in entscheidendem Maße von ökologischen Aspekten bestimmt. So sind in fast allen Waschmitteln die als Gerüststoffe fungierenden Phosphate durch Zeolithe substituiert, nachdem ihr Beitrag zur —• Eutrophierung von —• Oberflächengewässern erkannt worden war. Bereits seit 1964 dürfen nur solche Waschmittel in Verkehr gebracht werden, deren Tensid-Anteil zu mindestens 80 % in biologischen —• Abwasserreinigungsanlagen abbaubar ist. Wasch- und Reinigungsmittel für industrielle Zwecke können sich in ihrer Zusammensetzung deutlich von Haushaltswaschmitteln unterscheiden. So bestehen z.B. die in der Papierindustrie verwendeten Reinigungsmittel meist aus einer Mischung von Tensiden, Alkalihydroxiden oder Mineralsäuren und —• Dispergiermitteln. Zur Anwendung kommen aber auch organische —• Lösemittel im Gemisch mit oberflächenaktiven Substanzen und —• Emulgatoren. Halogenorganische Substanzen (chlorierte —• Kohlenwasserstoffe) werden in der deutschen Papierindustrie als Wasch- und Reinigungsmittel nicht mehr verwendet. HA

Wasserabscheider (water trap) Die —• Entwässerung an schnell laufenden Papier- und Kartonmaschinen ist ohne Vakua nicht möglich. In Wasserabscheidern wird Wasser aus dem von der Nasspartie (—• Vakufoils, —• Nasssauger, —• Flachsauger, —• Siebsaugwalze oder —• Rohrsauger) stammenden Luft-Wasser-Gemisch nach dem Zentrifugalprinzip abgetrennt, damit nachfolgende Aggregate (z.B. Gebläse) nicht beschädigt werden. VO

Wasserabweisend (hydrophobic, water repellent, water-resistant) Wasserabweisende Stoffe (hydrophobe Stoffe) haben die Eigenschaft, dass sie sich durch Wasser nicht oder nur bedingt benetzen lassen (—> Benetzbarkeit). Sie lassen sich dem-

367 entsprechend in Wasser auch nicht lösen und nur mithilfe von —• Dispergiermitteln dispergieren. Die wasserabweisende Eigenschaft leitet sich aus dem unpolaren Charakter des Molekülaufbaus dieser Stoffe ab, der verhindert, dass die stark polaren Dipolmoleküle des Wassers eine Hydrathülle um die Moleküle des hydrophoben Stoffs bilden können. Die Fasern für die Papierherstellung sind ebenso wie das daraus produzierte Papier stark hydrophil (wasserfreundlich), da jede Monomereinheit (—• Glucose) der Faser bzw. ihrer Celluloseketten (—> Cellulose) über mehrere polare OH-Gruppen verfügt. Viele Papiere (z.B. —• Schreibpapiere) müssen aber einen unterschiedlich starken wasserabweisenden Charakter aufweisen, um z.B. mit wasserbasierender —> Tinte beschrieben oder mit Tintenstrahldruckern (—> Inkjet-Printer) bedruckt werden zu können, ohne dass die flüssige Phase eines wasserbasierenden Farbstoffs ausläuft. In diesem Fall müssen bei der Papierherstellung hydrophobierende —• Hilfsstoffe zugegeben (—• Masseleimung) oder die Oberfläche des Papiers behandelt (—•Oberflächenbehandlung) oder z.B. mit —• Wachs beschichtet werden. KR

Wasseraufbereitung (water conditioning) Mit Wasseraufbereitung wird die Gesamtheit der Behandlung von nutzbarem Wasser mittels chemisch-physikalischer und physikalischer Aufbereitungsverfahren fur den jeweiligen Verwendungszweck bezeichnet. Das angewandte Verfahren hängt von der Güte des nutzbaren Wassers (z.B. —• Grundwasser, —• Oberflächenwasser, Uferfiltrat, Meerwasser) und vom Verwendungszweck des aufbereiteten Wassers, z.B. als —• Trinkwasser, Kühlwasser, —• Kesselspeisewasser oder —> Frischwasser, ab. Sofern das aufbereitete Wasser hohen Qualitäten genügen muss, werden in der Regel mehrere Aufbereitungsverfahren kombiniert (—» Wasseraufbereitungsanlage). HA

Wasseraufbereitungsanlage (water treatment plant) Unter einer Wasseraufbereitungsanlage versteht man eine Anlage, die ein Rohwasser auf die für den Anwendungszweck erforderliche Qualität aufbereitet. Die Aufbereitungstechnologien sind je nach Zusammensetzung des Rohwassers und der gewünschten Qualität sehr unterschiedlich und können auch mehrere Verfahrensstufen beinhalten. Zur Trinkwasseraufbereitung und zur Brauchwasseraufbereitung (—• Brauchwasser) für die jeweiligen Produktionsprozesse werden Wasseraufbereitungsanlagen benötigt. Zur Aufbereitung von —> Trinkwasser kommen üblicherweise mechanische Verfahren, insbesondere die Filtration und häufig die Entmanganung, Enteisung, Enthärtung, Entkeimung (z.B. mit —> Ozon) sowie Aktivkohleadsorption (—> Aktivkohle) zum Einsatz. Zur Aufbereitung der Brauchwässer für die Prozesse der Papiererzeugung werden entweder —• Oberflächenwässer oder —> Grundwässer in Abhängigkeit der gewünschten Qualitätsanforderung aufbereitet. Zur Abtrennung der ungelösten Stoffe (Feststoffe) werden Filtrations- oder Sedimentionsverfahren eingesetzt. In manchen Fällen erfolgt eine Enthärtung, Entmanganung sowie die Entkeimung, vorzugsweise durch Einsatz von —• Bioziden (—• Bakterizide) oder —> Chlordioxid. DE

Wasseraufnahmevermögen (water absorbency) Das Aufnahmevermögen für Wasser ist besonders fur Papier, Karton und Pappe von Bedeutung, bei denen die Wasseraufnahme entweder funktionell erforderlich ist oder in Bezug auf Oberflächenveredelung und Weiterverarbeitung in definierten Grenzen liegen soll. Bei Verpackungen spielt u.a. auch die Abnahme der Festigkeits- und Steifigkeitsparameter (z.B. —> Bruchkraft und —> Biegesteifigkeit) mit zunehmender Wasseraufnahme eine Rolle. Nach D I N EN 20535 ist das Wasseraufnahmevermögen von geleimtem Papier

368 und geleimter Pappe (—• Cobb-Wert) definiert durch die Wassermasse, die von einer Papieroberfläche von 100 cm 2 bei einseitigem Kontakt mit Wasser in einer festgelegten Kontaktzeit absorbiert wird. Die Kontaktzeit wird in der Regel so gewählt, dass eine hinreichend messbare Wassermenge in das Papiervolumen eindringt, wobei kein Wasser bis zur gegenüberliegenden Oberfläche penetrieren darf. Die zu prüfende Probe (—• Ober- und Unterseite sind getrennt zu prüfen) wird horizontal unter einen Metallzylinder geklemmt. Die Prüffläche beträgt in der Regel 100 cm 2 , die Dicke der über der Probe im Zylinder aufgebrachten Wasserschicht 10 mm. Die empfohlenen Prüfzeiten von Beginn bis Beendigung der Wasseraufnahme betragen für Cobb 30 bis Cobb18oo jeweils 30, 60, 120, 300 oder 1 800 s. Mit Ausnahme von Cobb 30 beträgt die Zeitdifferenz von der Entfernung des überschüssigen Wassers bis zur Ablöschung der Probe mittels Löschkarton und Ablöschrolle 15 s, für Cobb3o 10 s. Die Bestimmung der durch die Wasseraufnahme bedingten Massendifferenz erfolgt mit einer Fehlergrenze von 1 mg, die Zeitmessung mit Sekundengenauigkeit. Die ermittelten CobbWerte werden in [g/m 2 ] angegeben. Die Cobb6o-Werte für gestrichenen —• Faltschachtelkarton liegen z.B. im Bereich zwischen 20 und 50 g/m 2 . Für ungeleimte Papiere mit hoher —> Saugfähigkeit, z.B. —• Löschpapiere, kann die Wasserabsorption durch die Bestimmung der —• Saughöhe charakterisiert werden. Die Prüfung der Wasseraufnahme von —> Hygienepapieren bei Lagerung in Wasser ist in DIN 54540-4 festgelegt. Die Wasseraufnahme von —• Vollpappe kann gemäß D I N 53129 ermittelt werden. GÖ

Wasserbedarf (water demand) Die zeitlich benötigte —• Trink- und —• Betriebswassermenge eines Wasserverbrauchers wird als Wasserbedarf bezeichnet. Die Menge pro Zeiteinheit dient als Maß für den Ausbau der Wasserversorgungsanlage. Teilweise

wird sie auch zur Bemessung der Entwässerungseinrichtungen verwendet. Insbesondere in der Papierindustrie wird der Wasserbedarf als spez. Größe (spez. Frischwasserbedarf), bezogen auf die produzierte Menge (z.B. 1 t Papier) angegeben. Diese Größe gilt als Maß für die Kreislaufschließung einer Produktionsstätte. Die spezifische Abwassermenge (—> Abwasser) ergibt sich aus dem spez. Frischwasserbedarf (—• Frischwasser) nach Abzug der bei der Trockung des Papiers verdampften Menge von durchschnittlich etwa 1,5 1/kg. Typische Bereiche spez. Abwassermengen für unterschiedliche Sortenprogramme der Papierindustrie (praktisch gleichzusetzen mit typischen Wasserbedarfsmengen) gibt folgende Tabelle an. Papiersorten

Holzfreie Papiere Hochausgemahlene und Spezialpapiere Holzhaltige Papiere Gestrichene Papiere Papier aus Altpapier

Spez. Abwassermenge von bis 5 80 1/kg 50 5 10 0

250 30 30 20

1/kg 1/kg 1/kg 1/kg

Bereiche von spez. Abwassermengen der Papiererzeugung in Deutschland MO

Wasserdampfdichte (water vapor density) Die Wasserdampfdichte als Masse des Wasserdampfs pro Volumeneinheit bzw. das dazu reziproke spezifische WasserdampfVolumen hängen von den Zustandsgrößen Druck und Temperatur ab. Zur Beschreibung des Verhaltens von gesättigtem Wasserdampf im zweiphasigen Koexistenzgebiet von Wasser und Dampf (Nassdampf-Gebiet bzw. Sättigungsgebiet) ist die Zustandsgieichung für ideale Gase keinesfalls anwendbar. Die Wasserdampfdichte mit der Einheit [kg/m 3 ] kann neben anderen Größen, wie z.B. die spez. Verdampfungsenthalpie, als Funktion von Druck und Temperatur aus den Wasserdampftafeln oder entsprechenden Diagram-

369 men entnommen werden. Der Dampfdruck des gesättigten Wasserdampfs ist allein eine Funktion der Temperatur. Diese Dampfdruck-Kurve erstreckt sich im DruckTemperatur (pT)-Diagramm von Wasser vom Tripelpunkt bis zum kritischen Punkt mit pk = 221,2 bar und T k = 374,15° C. Druck und Dichte des Wasserdampfs steigen mit wachsender Temperatur. Im Nassdampf-Gebiet wird der Dampfgehalt als relativer Massenanteil des Dampfs angegeben. Ist kein Wasser meh