In der Papierindustrie ist die Fasermorphologie einer der Schlüsselfaktoren für die Zellstoffeigenschaften und die endgültige Papierqualität. Sie umfasst die durchschnittliche Faserlänge, das Verhältnis von Zellwanddicke zu Zelldurchmesser (das sogenannte Wand-Hohlraum-Verhältnis) sowie den Anteil nicht-faseriger Heterozyten und Faserbündel im Zellstoff. Diese Faktoren beeinflussen sich gegenseitig und wirken sich gemeinsam auf die Bindungsfestigkeit des Zellstoffs, die Entwässerungseffizienz, die Kopiereigenschaften sowie die Festigkeit, Zähigkeit und Gesamtqualität des Papiers aus.
1) Durchschnittliche Faserlänge
Die durchschnittliche Faserlänge ist ein wichtiger Indikator für die Zellstoffqualität. Längere Fasern bilden längere Netzwerkketten im Zellstoff, was die Bindungsfestigkeit und die Zugeigenschaften des Papiers verbessert. Mit zunehmender durchschnittlicher Faserlänge steigt die Anzahl der Verflechtungspunkte zwischen den Fasern. Dadurch kann das Papier unter Einwirkung äußerer Kräfte Spannungen besser verteilen, was seine Festigkeit und Zähigkeit erhöht. Die Verwendung von Zellstoffen mit längeren Fasern, wie beispielsweise Fichten- oder Baumwoll-Leinen-Zellstoff, führt daher zu Papieren mit höherer Festigkeit und Zähigkeit. Diese Papiere eignen sich besonders für Anwendungen, die höhere physikalische Eigenschaften erfordern, wie beispielsweise Verpackungsmaterialien oder Druckpapier.
2) Das Verhältnis der Faserzellwanddicke zum Zellhohlraumdurchmesser (Wand-zu-Hohlraum-Verhältnis)
Das Verhältnis von Zellwand zu Zellhohlraum ist ein weiterer wichtiger Faktor, der die Eigenschaften von Zellstoff beeinflusst. Ein niedrigeres Verhältnis bedeutet, dass die Zellwand der Fasern relativ dünn und der Zellhohlraum größer ist. Dadurch können die Fasern im Aufschluss- und Papierherstellungsprozess leichter Wasser aufnehmen und aufweichen, was die Verfeinerung, Dispersion und Verflechtung der Fasern begünstigt. Gleichzeitig bieten dünnwandige Fasern eine bessere Flexibilität und Faltbarkeit beim Papierformen, wodurch sich das Papier besser für komplexe Verarbeitungs- und Formgebungsprozesse eignet. Im Gegensatz dazu können Fasern mit einem hohen Verhältnis von Zellwand zu Zellhohlraum zu übermäßig hartem, sprödem Papier führen, was die Weiterverarbeitung und Verwendung erschwert.
3) Gehalt an nicht-faserigen Heterozyten und Faserbündeln
Nicht-faserige Zellen und Faserbündel im Zellstoff beeinträchtigen die Papierqualität. Diese Verunreinigungen reduzieren nicht nur die Reinheit und Homogenität des Zellstoffs, sondern führen im Papierherstellungsprozess auch zur Bildung von Knoten und Defekten, was die Glätte und Festigkeit des Papiers mindert. Nicht-faserige Zellen können aus nicht-faserigen Bestandteilen wie Rinde, Harz und Gummi im Rohmaterial stammen, während Faserbündel Faseraggregate sind, die durch eine unzureichende Dissoziation des Rohmaterials während der Aufbereitung entstehen. Daher sollten diese Verunreinigungen während des Aufschlusses so weit wie möglich entfernt werden, um die Zellstoffqualität und die Papierausbeute zu verbessern.
Veröffentlichungsdatum: 28. September 2024
