CD-Labor für Faserquellung und deren Effekt auf die Papiereigenschaften

Papiere für den industriellen Druck oder für Verpackungen müssen besonders saugfähig und dabei formstabil und reißfest sein. Diese Leistungsmerkmale wissenschaftlich zu beschreiben und Verbesserungskonzepte zu erarbeiten, ist Ziel des CD-Labors.

Ziel der Forschung ist es in erster Linie, die grund-sätzlichen mechanischen Vorgänge in den Papierfasern bei der Absorption und Desorption von Flüssigkeiten, wie zum Beispiel Druckerfarbe, zu erfassen und zu erklären. Im Hochgeschwindigkeitsinkjetdruck sind besonders die Quellungsvorgänge innerhalb der Papierfasern nach Aufbringen der Farbe und während der Trocknung relevant. Zum einen soll die Faserquellung gering und damit die Trocknungszeit möglichst kurz gehalten werden, zum anderen weiß man, dass die Faserquellung dem Papier mehr Festigkeit verleiht. Hier muss eine optimale Balance für den Quellungsgrad der Papierfasern gefunden werden. Bei der Befeuchtung durch die Farbe kommt es zudem zu Verformungen des Papiers wie Ausbeulungen und Einrollen. Dies soll verhindert und die sogenannte Planlage verbessert werden. Hier sollen im Rahmen des Forschungsprojekts mechanische Modelle der genauen Quellungsvorgänge bei Befeuchtung und Trocknung des Papiers erstellt werden. Diese sollen in Folge im Rahmen der Entwicklung von neuen Hochgeschwindigkeitsdruck-maschinen für Simulationen herangezogen werden. Die Faserquellung hat aber auch einen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften des Papiers, z.B. Festigkeit und Biegesteifigkeit. Diese Eigenschaften hängen vor allem davon ab, wie stark sich die gequollenen Fasern während des Herstellungsprozesses untereinander verbinden.

Basierend auf den gewonnen Erkenntnissen sollen Konzepte für Modifikationen von Fasern und Papier zur Verbesserung von dessen Leistungsmerkmalen erarbeitet und Modelle zur mechanischen Simulation des Papiers für die Druckmaschinenentwicklung erstellt werden.