Unser Papier 2019

Füll- und Hilfstoffe :: 31
Füll- und
Hilfsstoffe
Als Füllstoffe und Pigmente werden in der Papiererzeugung vor allem die anorganischen mineralischen Stoffe Calciumcarbonat, Kaolin
und Talkum verwendet. Diese Füllstoffe füllen die Zwischenräume zwischen den Fasern im Papier, sodass sich eine geschlossenere
Oberfläche ergibt, die durch Satinage weiter verbessert werden kann. Die Pigmente haben wesentlich kleinere Teilchengrößen als die
Füllstoffe und werden in separaten Herstellungsschritten auf die Papieroberfläche aufgetragen. Der Füllstoff Calciumcarbonat ist eine
schwach alkalische Puffersubstanz. Sie wirkt sich günstig auf die Alterungsbeständigkeit der Papiere aus. Mit ihrem hohen Feinheitsgrad
bieten die Füllstoffe den Vorteil eines höheren Lichtbrechungsvermögens. Sie tragen in vielfältiger Weise zur Verbesserung der
Papiereigenschaften wie Glanz, Glätte, Opazität, Weißgrad und Bedruckbarkeit bei. Bei Illustrationsdruckpapieren beträgt der Füllstoffgehalt
mehr als 35 Prozent des Gewichts mit steigender Tendenz. Das Verhältnis von Kaolin und Calciumcarbonat verschiebt sich seit
Jahren zugunsten des Calciumcarbonats. Ähnliches gilt auch für den Einsatz der anorganischen Pigmente im Strich. Der Einsatz von
Calciumcarbonat verdreifachte sich, während die Verbrauchsmenge an Kaolin stagnierte. Der Einsatz von Titandioxid mit höchster
Weiße und Lichtbrechung ist dazu vergleichsweise gering und auf Spezialpapiere beschränkt.
Farben und optische Aufheller
Als Farbstoffe werden molekular gelöste ionische Substanzen,
aber auch fein verteilte Pigmente eingesetzt. Durch selektive
Absorption bestimmter Wellenlängen des sichtbaren Lichts
durch den Farbstoff wird im menschlichen Auge der Eindruck
von Farbe erzeugt. Von den verschiedenen synthetisch erzeugten
Farbmitteln für die Papierfabrikation haben heute nur noch
die substantiven Farbstoffe und die Pigmentfarbstoffe Bedeutung.
Die Farbstoffe werden meist in der Masse zugesetzt. Zur
Steigerung des Weißgrades werden optische Aufheller verwendet.
Es handelt sich dabei um organische Verbindungen, die
sichtbare Strahlung zwischen 300 und 400 Nanometer absorbieren
und in blaues Licht umwandeln. Mit einer Steigerung der
Reflexion wird dies vom menschlichen Auge als Erhöhung des
Weißeeindrucks empfunden.
verwendet werden. Deshalb wird seit den 1970er Jahren immer
mehr zur Neutralleimung mit Alkylketondimeren (AKD) oder Alkylbernsteinsäureanhydrid
(ASA) übergegangen. In der Papierherstellung
wird auch Stärke als Massezusatz eingesetzt. Sie verbessert
die Faser-Faser-Bindungen und damit die Oberflächenfestigkeit,
die Härte und den Klang des Papiers. In der Streicherei dient sie als
Bindemittel. Heute werden speziell modifizierte und abgebaute
Stärken, wie kationische Stärke, eingesetzt. So genannte Additive,
sind Entschäumer zur Verhinderung von Schaumbildung, Biozide
zur Schleimbekämpfung in den Wasserkreisläufen, Fixiermittel zur
Bindung der Störstoffe, Retentionsmittel zur besseren Zurückhaltung
von Fein- und Füllstoffen im Faservlies, die bei der Produktion
auf schnell laufenden Maschinen unerlässlich sind.
::: Der Kunde wünscht nicht nur weißes Papier,
auch farbiges ist immer stärker gefragt.
Bindemittel und Hilfsstoffe
Die cellulosehaltigen Fasermaterialien haben einen polaren,
hydrophilen Charakter. Sie sind durch wässerige Systeme leicht
benetz- und quellbar. Zur Steuerung des Benetzungs- und Penetrationsverhaltens
werden deshalb Papiere geleimt, also durch
entsprechende Hilfsmittel hydrophobisiert. Verseifte Harzleime
werden mit Alaun auf der Faser fixiert. Aufgrund des sauren Charakters
kann allerdings Calciumcarbonat dabei nicht als Füllstoff