Stoffaufbereitung1   | Stoffaufbereitung | Sappi Fine Paper Europe
Inhaltsverzeichnis                            1. Beschreibung der Stoffaufbereitung   3                                1.1...
1. Beschreibung der Stoffaufbereitung                  In der Stoffaufbereitung werden sämtliche Komponenten, die für die ...
1.1. Aufgaben der Stoffaufbereitung                  Rules                  Stoff hat in der richtigen Zeit, in der richti...
1.2. Zeitlicher und räumlicher Ablauf                  • Flüssiger Zellstoff wird in Stapeltürmen gelagert                ...
2. Pulper                   1. Wasser in das Gefäß gefüllt                   2. anschließend die Feststoffballen          ...
3. Die Mahlung                  Aggregate der Stoffaufbereitung                                         Früher: Holländer ...
3.1. Holländer                                 Mahlsteine                   •       Historisches Mahlgerät                ...
3.2. Refiner                 Stoffaustrag                                                    Stoffeintrag                 ...
3.2. Refiner – die Refinerstraße                                                      Rohrleitungen                       ...
3.2. Refiner                                             Unrefined   Refined11   | Stoffaufbereitung | Sappi Fine Paper Eu...
3.3 Ziele der Mahlung                   Das Papier bekommt seine Charakteristik                   • Einzelne Fasern werden...
3.4. Mahlarten – Rösche Mahlung                   • Bei der rösche Mahlung sind die Messer scharf aneinandergestellt      ...
3.4. Mahlarten – Schmierige Mahlung                   • Bei der schmierige Mahlung sind die Messer breit und weit         ...
3.5. Messmethoden                   Mahlgrad wird in Schopper-Riegler gemessen (SR)                   • Ungemahlen        ...
4. Komponenten                   Rules                   • Die Komponenten müssen sich dem Einsatzzweck des Papieres      ...
4.1. Zellstoffarten                   • Softwood (Kurzfaser)  Kräftig und streckbar                       – NBSK (Norther...
4.2. Füllstoffe                   • Es kommt auf den Einsatzzweck an!!!                       – Grafisches Papier kann aus...
4.3. Die Leimung mit Stärke                   In der Stoffaufbereitung: Masseleimung                   • Druckfarbe soll a...
4.3. Messverfahren Leimung                   • Der Cobb-Wert gibt Auskunft über das Wasseraufnahmevermögen                ...
4.4. Weißegrad und Helligkeit                   • Postulat:                        Neutralweiß = schmutziges Weiß für men...
4.4. Weißegrad und Helligkeit                   • Wie misst man Weisse bzw. Helligkeit?                       – ISO Bright...
4.4. Weißegrad und Helligkeit                   Optische Aufheller                   • Unsichtbares UV Licht wird in blaue...
4.5. Retentionsmittel                   Retention = lat.: retinere = „zurückhalten“                   • Postulat:         ...
Besten Dank            für ihre Aufmerksamkeit!            Jörg Abelmann25   | Stoffaufbereitung | Sappi Fine Paper Europe
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Stoffaufbereitung

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In der Stoffaufbereitung werden sämtliche Komponenten, die für die Mischung des Papieres verwendet werden, zusammen geführt und rezeptmässig verarbeitet.

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  1. 1. Stoffaufbereitung1 | Stoffaufbereitung | Sappi Fine Paper Europe
  2. 2. Inhaltsverzeichnis 1. Beschreibung der Stoffaufbereitung 3 1.1. Aufgaben 4 1.2. Ablauf 5 2. Pulper 6 3. Mahlung 7 3.1. Holländer 8 3.2. Refiner 9 3.3. Ziele der Mahlung 12 3.4. Mahlarten 13 3.5. Messmethoden 15 4. Komponenten 16 4.1. Zellstoff 17 4.2. Füllstoffe 18 4.3. Die Leimung mit Stärke 19 4.4. Weißgrad und Helligkeit 21 4.5. Retentionsmittel 242 | Stoffaufbereitung | Sappi Fine Paper Europe
  3. 3. 1. Beschreibung der Stoffaufbereitung In der Stoffaufbereitung werden sämtliche Komponenten, die für die Mischung des Papieres verwendet werden, zusammen geführt und rezeptmäßig verarbeitet. Zutaten Aggregate Wasser Pulper Zellstoff Entstipper Holzstoff Refiner Altpapier Bütten Füllstoffe Rohrleitungen Hilfstoffe Sortierer zum Reinigen3 | Stoffaufbereitung | Sappi Fine Paper Europe
  4. 4. 1.1. Aufgaben der Stoffaufbereitung Rules Stoff hat in der richtigen Zeit, in der richtigen Mischung und in der richtigen Menge zur Verfügung zu stehen Es müssen folgende Rules beachtet werden – Papier hat sich dem Einsatzzweck anzupassen  Jede Papiersorte hat seine eigene Mischung  Sogar bei unterschiedlichen Grammaturen – Mischungsverhältnis Stoffaufbereitung  5% feste Stoffe – 95% Wasser – Mischungsverhältnis am Stoffauflauf/Papiermaschine  1% feste Stoffe – 99% Wasser4 | Stoffaufbereitung | Sappi Fine Paper Europe
  5. 5. 1.2. Zeitlicher und räumlicher Ablauf • Flüssiger Zellstoff wird in Stapeltürmen gelagert • Fester Zellstoff in Ballen wird angeliefert und in Pulpern aufgelöst • Der aufgelöste Zellstoff wird in Entstippern entstippt – Stippen = fingernagelgroße Faserzusammenballungen • Durch Rohrleitungen wird der Stoff innerhalb der Stoffaufbereitung transportiert • Durch Refiner wird Zellstoff gemahlen • In Bütten werden die Zellstoffe gemischt = Halbzeug … … und Hilfstoffen den Halbzeug Hilfsstoffe hinzugefügt Halbzeug + Hilfstoffe = Ganzzeug • Fertige Mischung wird durch den konstanten Teil der PM übernommen5 | Stoffaufbereitung | Sappi Fine Paper Europe
  6. 6. 2. Pulper 1. Wasser in das Gefäß gefüllt 2. anschließend die Feststoffballen z.B. Zellstoffballen 3. Masse wird durch Schiffschraube in Rotation gebracht wobei die Ballen sich auflösen 4. Es entsteht eine wässrige Suspension • Diskontinuierliche Pulper  Nach Auflösen wird Suspension abgepumpt • Kontinuierliche Pulper  Ballen werden kontinuierlich zugefügt – wässrige Suspension kontinuierlich abgepumpt6 | Stoffaufbereitung | Sappi Fine Paper Europe
  7. 7. 3. Die Mahlung Aggregate der Stoffaufbereitung Früher: Holländer Heute: Refiner7 | Stoffaufbereitung | Sappi Fine Paper Europe
  8. 8. 3.1. Holländer Mahlsteine • Historisches Mahlgerät – Entwickelt im 17. Jh. in Holland – Papier bekommt Charakteristik “Das Papier wird im Holländer gemacht.” • Suspension wird in einer wassergefüllten Bütte gemahlen Bütte8 | Stoffaufbereitung | Sappi Fine Paper Europe
  9. 9. 3.2. Refiner Stoffaustrag Stoffeintrag Antrieb Mahlaggregat Rotor Stator9 | Stoffaufbereitung | Sappi Fine Paper Europe
  10. 10. 3.2. Refiner – die Refinerstraße Rohrleitungen Refiner Refiner10 | Stoffaufbereitung | Sappi Fine Paper Europe
  11. 11. 3.2. Refiner Unrefined Refined11 | Stoffaufbereitung | Sappi Fine Paper Europe
  12. 12. 3.3 Ziele der Mahlung Das Papier bekommt seine Charakteristik • Einzelne Fasern werden derart behandelt, dass ihre Flexibilität und ihre spezifische Oberfläche zunehmen. – Kommt der Bindung zwischen einzelnen Fasern zugute – Festigkeit wird erhöht – Gleichzeitig nehmen jedoch Weißegrad und Opazität ab • Gesteuert wird: – Festigkeit – Volumen – Transparenz (vs. Opazität) – Saugfähigkeit – Luftdurchlässigkeit12 | Stoffaufbereitung | Sappi Fine Paper Europe
  13. 13. 3.4. Mahlarten – Rösche Mahlung • Bei der rösche Mahlung sind die Messer scharf aneinandergestellt • Die Fasern werden je nach Mahlgrad gekürzt – Kaum fibrilliert (längs geschnitten), sondern nur gekürzt – Das Ergebnis ist ein saugfähiges Papier. • Konsequenz – Schnelle Entwässerung auf PM (rösch = rasch) – Hohes Volumen hat, z.B. Werkdruck-, Filter- und Löschpapiere.13 | Stoffaufbereitung | Sappi Fine Paper Europe
  14. 14. 3.4. Mahlarten – Schmierige Mahlung • Bei der schmierige Mahlung sind die Messer breit und weit auseinandergestellt. • Die Fasern werden nicht zerschnitten, sondern gequetscht • Es entsteht ein stark quellender Faserschleim, ein glitschig- schmieriger Stoff • Langsame Entwässerung auf der Papiermaschine – Das Papier gewinnt eine hohe Dichte, verliert jedoch an Opazität – Es wird glasig-durchscheinend14 | Stoffaufbereitung | Sappi Fine Paper Europe
  15. 15. 3.5. Messmethoden Mahlgrad wird in Schopper-Riegler gemessen (SR) • Ungemahlen 13 - 17 SR • Niedrig gemahlen 20 - 25 SR • Mittel gemahlen 30 - 40 SR • Hoch gemahlen 50 - 60 SR • Extrem hoch gemahlen 80 - 90 SR15 | Stoffaufbereitung | Sappi Fine Paper Europe
  16. 16. 4. Komponenten Rules • Die Komponenten müssen sich dem Einsatzzweck des Papieres anpassen – „Backrezept“ • Komponenten finden wir auch wieder beim Streichen! • Komponenten sind austauschbar • Eigenausschuß als Komponente verwendbar aber Regel 1 beachten16 | Stoffaufbereitung | Sappi Fine Paper Europe
  17. 17. 4.1. Zellstoffarten • Softwood (Kurzfaser)  Kräftig und streckbar – NBSK (Northern Bleached Softwood Kraft)  Fichten- und Buchensulfitzellstoff,  Radiata Pine (Kiefer)  Birke, Zeder, Lärche – SBSK (Southern Bleached Softwood Kraft)  Kiefer • Hardwood (Langfaser)  Bulk und Opazität – BHKP (Bleached Hardwood Kraft Pulp)  Hauptsächlich Eucalyptus (BEKP) – Mixed hardwood pulp  Gemisch aus Hardwood17 | Stoffaufbereitung | Sappi Fine Paper Europe
  18. 18. 4.2. Füllstoffe • Es kommt auf den Einsatzzweck an!!! – Grafisches Papier kann aus bis zu 25 % aus Füllstoffen bestehen • Billiger als Zellstoff – Blickdichter, weißer und geschmeidiger • Füllstoffe zwischen den Fasern als Faserverbindung – Kalziumkarbonat (CaCO3 - Kreide)  Hauptbestandteil – Sowohl natürlich als auch chemisch  Auch als Streichpigment verwendbar – Kaolin (Porzellanerde)  China Clay – Kaolin speziell aus Cornwall, Großbritannien  Auch als Streichpigment verwendbar – Talkum  Verhindert Porosität von Papier, Faserschließung – Titandioxid  Für die Opazität und Helligkeit  Auch als Streichpigment verwendbar18 | Stoffaufbereitung | Sappi Fine Paper Europe
  19. 19. 4.3. Die Leimung mit Stärke In der Stoffaufbereitung: Masseleimung • Druckfarbe soll auf dem Papier haften – nicht im Papier – Gegenbeispiel Tissue (Haushaltspapier, Hygieneprodukte) • Leimung ist abhängig vom Einsatzzweck des Papieres – Masseleimung = in der Stoffaufbereitung – Oberflächenleimung = auf der PM – Masseleimung + Oberflächenleimung = kombinierte Leimung • Pflanzliche Produkte – Kartoffelstärke – Weizenstärke – Maisstärke • Synthetische Stärke und Latex (Polymerverbindungen) • Früher Alaun und Aluminiumsulfate – „Harzleimung“ nach Illig – Büchersterben: Alaun bildet in feuchter Luft durch Hydrolyse Schwefelsäure19 | Stoffaufbereitung | Sappi Fine Paper Europe
  20. 20. 4.3. Messverfahren Leimung • Der Cobb-Wert gibt Auskunft über das Wasseraufnahmevermögen (Saugfähigkeit) von Papier und Voll- oder Wellpappe • Karton und Faltschachtel:  Wichtig für die Berechnung der zu erwartenden Stabilität • Papier:  Wichtig für die Beschreib- und Bedruckbarkeit mit Tinte oder Druckfarbe  Nur bei Papieren möglich, die bestimmte Wasseraufnahmewerte haben • Je geringer der Cobb-Wert desto geringer die Wasseraufnahme des Papieres20 | Stoffaufbereitung | Sappi Fine Paper Europe
  21. 21. 4.4. Weißegrad und Helligkeit • Postulat:  Neutralweiß = schmutziges Weiß für menschliches Auge • Ziel:  „Weißeste“ Weiß für das Auge des Betrachters • Konsequenz:  Auge soll betrogen werden durch optische Täuschung • Umsetzung:  Weiße geht ins bläuliche Weiße  Helligkeit wird erhöht durch Umwandlung UV-Licht in Weißes Licht  Weißpigmente (Titandioxid)  Optische Aufheller (Fluoreszierender Substanz)21 | Stoffaufbereitung | Sappi Fine Paper Europe
  22. 22. 4.4. Weißegrad und Helligkeit • Wie misst man Weisse bzw. Helligkeit? – ISO Brighteness: Beschränkt auf blauem Bereich des sichtbaren Spektrums  Die meisten weißen Papiersorten haben einen Gesamtreflexionsgrad von 80 - 100 % – CIE Whiteness: Reflektion über das ganze Lichtspektrum  L*-Wert steht für die Helligkeit  Schwarz = 0 und Weiss = 100  a*-Wert steht für den Grün-/Rotanteil  Grün = -150 und Rot =100  b*-Wert steht für den Blau-/Gelbanteil  Blau = -100 und Gelb = 15022 | Stoffaufbereitung | Sappi Fine Paper Europe
  23. 23. 4.4. Weißegrad und Helligkeit Optische Aufheller • Unsichtbares UV Licht wird in blaues sichtbares Licht umgewandelt – Helligkeit L* erhöht sich – Farbort verschiebt sich zu Blau, d.h. der b*-Wert wird negativer • Blankophor optischer Aufheller – Bariumsulfat - Weißpigment  UV Licht in „Disco“23 | Stoffaufbereitung | Sappi Fine Paper Europe
  24. 24. 4.5. Retentionsmittel Retention = lat.: retinere = „zurückhalten“ • Postulat: – 1% Ganzzeug und 99% Wasser – Farb- und Füllstoffe besitzen wenig Affinität zur Faser • Ziel: – Feste Bestandteile bleiben auf dem Sieb, Wasser fällt durch • Umsetzung: + Pol (Anode)  Retentionsmittel bringen positive Ladung zu Füllstoffen (= kationische Polymere) - Pol (Kathode)  Halbzeug ist negativ geladen (= anionisch) • Grundregel: – An Magnet mit positiver und negativer Ladung denken24 | Stoffaufbereitung | Sappi Fine Paper Europe
  25. 25. Besten Dank für ihre Aufmerksamkeit! Jörg Abelmann25 | Stoffaufbereitung | Sappi Fine Paper Europe

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