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Werkstoffe und Kreisläufe (Fach) / Papier und Holz (Lektion)

Papier und Holz

Diese Lektion wurde von LenaFeistl erstellt.

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  • Facts about wood nachwachsender Rohstoff. mehr Holz eingeschlagen als durch natürliche oder menschliche Aufforstung nachwachsen kann. Unkontrollierte Brandrodung Brennholznutzung saurer Regen etc.⇒dezimieren laufend die vorhandenen Reserven. ⇒klimatische Auswirkungen aufgrund des Rückganges der tropischen Regenwälder
  • Wofür wird Holz genutzt? Brennholz, Zündhölzer Konstruktionsholz z.B. Dachbalken Möbel Rohstoff für Papier (Cellulose), chemische Industrie
  • Zusammensetzung von Holz frisches Holz: 40-60 % H2O getrocknet: 10-20 % H2O völlig wasserfreies Holz:-40-50 % Cellulose-20-25 % Lignin-Mineralstoffe-Gerbstoffe-Fette, Öle-Harze-Kohlenhydrate-20 % Hemicellulosen. Chemische Zusammensetzung:-49-50 % Kohlenstoff-43-44 % Sauerstoff-6 % Wasserstoff-0,1-0,3 % Stickstoff-0,1-1,0 % Asche 
  • Eigenschaften von Holz sehr stark abhängig vom Wassergehalt ⇒ vor Verarbeitung muß Holz trocknen (Abgabe des Wassers aus Zellhohlräumen), zusätzliches Wasser in den Zellwänden steht im Gleichgewicht mit Feuchte der Umgebungsluft (Schwinden und Quellen) ⇒ Hygroskopizität Diffusionsfähigkeit Dämmung von Schall und Wärme Unterscheidung in Weich- und Harthölzer Elastizität Dauerhaftigkeit bei Berücksichtigung des konstruktiven, physikalischen und chemischen Schutzes vor schädigenden Einflüssen
  • Nenne Holzwerkstoffe und beschreibe kurz Massivholz (Bausektor, Möbel) Furnier (Schäl- und Messerfurnier) Vergleichsweise preiswerte Trägerwerkstoffe erhalten wertvolles Aussehen, teilweise günstigere Eigenschaften als Massivholz Sperrholz: mehrere (ungrade Anzahl) Furniere mit quer zueinander verlaufenden Faserrichtungen ⇒ zusammengeleimt (Kompensierung von Halzbewegungen) Tischlerplatte: weiterentwickeltes Sperrholz, Mittellage aus stab- oder blockverleimten Leisten, auf beiden Seiten abgedeckt von Deckplatten und Deckfurnier Holzfaserplatte: aus zerfaserten Holzabfällen, mit Bindemitteln angereicherter Brei wird auf Sieben entwässert (charakteristische Rückseite) und gepreßt, unterschiedliche Oberflächen und Härtegrade Spanplatte: gespante Holzabfälle, mit Bindemittel zu Platten verpreßt (Deckschichten feiner→Deko) Oberflächen oft mit gefärbten melaminharzgetränkten Papierschichten bedeckt (Resopal, Hornitex), häufig auch mit künstlichem oder echtem Furnier Flachpreßplatten, ca 95% aller Spanplatten: Späne + Bindemittel →Spänekuchen → in beheizten hydraulischen Pressen zu Spanplatten verpreßt (mehr Schichten, gröber in der Mitte, feiner nach außen)⇒stetiger Übergang: separierende Spanstreuung bei der Herstellung Strangpreßplatten Späne + Bindemittel ⇒ Streuung: plattenförmiger, senkrechtstehender, beheizter Schacht ⇒ taktweise gestopft ⇒ endloser Plattenstrang.generell einschichtig, Beplankung mit Furnieren etc. notwendig, Struktur und Feinheit der Deckschicht-Späne abhängig vom Verwendungszweck: feine für Möbelbau, flächige für Bauspanplatten zur Verbesserung von Biegefestigkeit und E-Modul Preßholz, Formholzmöbel mehrere dünne Furniere mit Kunstharzleim in Stahlformen verpreßt ⇒ nach Aushärten keinerlei Holzbewegung mehr: Tabletts, Stuhlsitze, dreidimensionale Gebilde möglich
  • Definition Papier ist ein flächiger Werkstoff, der bedruckt, beschrieben wird, oder als Verpackungsmaterial in Form von Geschenk-, Seiden-, Packpapier, Pappe eingesetzt wird. Daneben gibt es noch eine Vielzahl von Spezialpapieren für graphische, technische und hygienische Zwecke.
  • Erläutere das Zellstoffverfahren Ausgangsmaterial: Holz (enthält 40-50 % Cellulose, in begrenztem Umfang auch andere Cellulosequellen)⇓Entrinden und Zerkleinern⇓Trennen von Begleitstoffen⇓chemisch-thermischer Aufschluß in Sulfit- oder Sulfatverbindungen→Herauslösen der nicht benötigten Holzbestandteile insb. Lignin→Regenerieren, Wiederverwenden der Chemikalien (aufwendige Abwasserreinigung notwendig)⇓Bleichen des Zellstoffs mit oxidierenden Substanzen:→elementares Chlor, Hypochlorit, Chlordioxid aufgrund der Chlorproblematik heute meist ersetzt durch→sauerstoffabspaltende Verbindungen, z.B. Wasserstoffperoxid⇓Verwendung des Zellstoffs für hochwertige Papiere mit hohem Weißgrad Weiterverarbeitung des cellulosehaltigen FaserbreisNach Trocknung, Zwischenlagerung, Transport des Papierrohstoffs zur eigentlichen Papierherstellung
  • Erläutere das Holzstoffverfahren Ausgangsmaterial: Holz (ohne Trennung des Zellstoffs von Beleitstoffen)→hohe Ausbeute > 90 %⇓Zerkleinern des Holzes zu Holzschliff⇓farbliche Veränderung der Cellulose-Begleitstoffe durch Chemikalien→ chlorfreie Bleiche⇓Verwendung des Holzstoffs für holzhaltige, kurzlebige Verbrauchspapiere, wenig alterungsbeständig, neigen zum Vergilben Weiterverarbeitung des cellulosehaltigen FaserbreisNach Trocknung, Zwischenlagerung, Transport des Papierrohstoffs zur eigentlichen Papierherstellung
  • Erläutere das Altpapierstoffverfahren Ausgangsmaterial möglichst sortenrein gesammeltes Altpapier⇓Zerfaserung und Auflösen in Wasser⇓Entfernen von festen Verunreinigungen (Metall, Kunststoff),⇓Deinking: Entfernen von bis zu 70 % des enthaltenen Farbstoffs mittels Zugabe von Natronlauge, Wasserstoffperoxid, Tenside, Komplexbildner→graue Farbe, hohe Abwasserbelastung durch Chemikalien und Schwermetalle aus Druckfarben→hoher Wasserbedarf: 10 m3 /t Altpapier⇓Verwendung des Altpapierstoffs je nach Faserqualität für fast alle Papiere Weiterverarbeitung des cellulosehaltigen FaserbreisNach Trocknung, Zwischenlagerung, Transport des Papierrohstoffs zur eigentlichen Papierherstellung
  • Erläutere die Papierherstellung auf der Papiermaschine Ausgangsmaterial: Zellstoff, Holzstoff, Altpapierstoff⇓Suspension mit Füll- und Hilfsstoffen (Kaolin, Gips, Kreide, Magnesiumcarbonat, Bariumsulfat)⇓Faserbrei auf Kunststoff- oder Metallsieb zur Entwässerung⇓Verfestigung des entstehenden Papierflies durch Unterdruck, Walzenpaare, Wärme⇓Nachbehandlung der Oberfläche je nach Verwendungszweck:→ Glätten, Beschichten, Bedrucken
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  • Herstellung von Papier, Karton, Pappe als Verpackungsmaterial Ausgangsmaterial: vorwiegend Altpapierstoff⇒zur Erhöhung der Reißfestigkeit muß teilweise ungebleichter Zellstoff zugesetzt werden.
  • Herstellung von Hygienepapier Taschentücher, Toilettenpapier, Küchenkrepp, Papierwindeln Ausgangsmaterial gebleichter und ungebleichter Zellstoff, zunehmend auch Altpapierstoff, dessen Qualität hinsichtlich Fasergüte und Schadstoffbelastung geprüft sein muß

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