Leimung

Leimung ist ein Verfahren in der Papierherstellung und hat nichts mit Kleben im alltäglichen Verständnis zu tun. Sie dient der Verbesserung wichtiger Papiereigenschaften und hat ihren Ursprung in sehr alten chinesischen Kenntnissen aus dem 5. Jahrhundert.^[1]

Zweck

Ein Papiermacher versteht unter Leimung bzw. Leimen das teilweise Hydrophobieren von Papier, um es beschreib- oder mit wässrigen oder lösemittelhaltigen Druckfarben bedruckbar zu machen. Der Begriff leitet sich daher ab, daß früher Tierleim zu diesem Zweck verwendet wurde. Statt des Begriffes Leimung kann sinngemäß der Begriff Imprägnierung verwendet werden. Im englischen Sprachraum verwendet man auch korrekterweise sizing anstatt glueing, was von der wichtigsten Eigenschaft der Leimung, nämlich der Hydrophilieverringerung und somit der Saugfähigkeitsbegrenzung, abgeleitet ist.

Ohne Leimung würden Schreibtinten auf dem Papier verlaufen

Auf ungeleimtem Papier, zum Beispiel Küchenkrepp oder Toilettenpapier, verlaufen wasserbasierte und niedrigviskose Schreibmaterialien wie Tinte oder Tusche und die hohen Kapillarwerte des Papieres verhindern ein sauberes Schriftbild. Leimung verringert zum Einen die innere Oberflächenspannung des Papiervlieses und somit die Kapillarität, zum Zweiten versiegelt die Leimung auch die Faser-zu-Faser-Bindungsstellen und erhöht somit in deutlichem Maße die Reißfestigkeit des Papiers.

Anders als oft vermutet ist der Leim des Papiermachers kein Klebemittel im üblichen Verständnis und somit in vielen Fragen der Papiereigenschaften von unterschiedlicher Wirkung. So baut zum Beispiel freier Leim in der Bütte die Bindungsfähigkeit der Fasern ab indem er die bindungsfähigen Fibrillenenden besetzt und somit eine Verkettung beim Trocknen verhindert. Reißlänge und Berstfestigkeit nehmen mit steigendem Leimeinsatz ab.

Als Maß für die vergleichbare Wasseraufnahme gibt es den sogenannten Cobb-Wert. Dieser Wert gibt an, wie viel Gramm Wasser von einem Quadratmeter Papier unter normierten Bedingungen aufgenommen werden kann.

Papier mit einem Gewicht von etwa 80 g/m² (soviel wiegt normales Kopierpapier) nimmt ungeleimt etwa 100–120 g/m² Wasser auf. Nachdem es geleimt wurde, beträgt die Wasseraufnahme nur noch etwa 20–25 g/m². Zu geringe Wasseraufnahme ist auch zu vermeiden, weil die Tinte/Druckfarbe sonst nicht schnell genug einzieht und verwischen kann. Den Effekt einer Überleimung kann man dann als Abperlen des Schreibstoffes von der Papieroberfläche wahrnehmen.

Methoden der Papierleimung

Als Leimungsmittel wurden in den frühen ostasiatischen und arabischen Papieren natürliche Stärke und verschiedene Pflanzenschleime verwendet. Später, als die Kenntnisse der Papierherstellung nach Europa kamen, verwendete man Tierleim oder Hautleim – daher auch der Name. Sowohl Tierleim (Gelatinelösung) als auch Stärkelösung lassen sich sinnvoll nur als Oberflächenleimung einsetzen, da ihre Eigenretention zu gering für einen Einsatz in der Masse ist. Das damit geleimte Papier ist zwar sehr gut gegen Umwelteinflüsse und Schreibstoffe geschützt, es ist jedoch nicht radierfest.

Seit etwa 1806 benutzt man vorher modifizierte (durch Kochen mit Lauge verseifte) Baumharze, überwiegend Kolophonium, als Leimungsmittel in der Masse. Die sogenannte saure Fällung der verseiften Harze in der Papiermaschine oder Bütte erfolgte zuerst durch die Aluminiumionen des Kalialaun und später durch des billigeren Aluminiumsulfates. Das entsprach den überlieferten Erfahrungen der Papiermacher mit Alaun.

Da in beiden Fällen zur Verhinderung freien Leimes mit einem Überschuss an freien Aluminiumionen gegenüber den reaktionsfähigen kolloiden Leimsubstanzen gearbeitet werden muss, entsteht beim Handschöpfverfahren ein schwach sauer reagierendes Papierprodukt – das saure oder säurehaltige Papier. Dieses bildet unter Zutritt von Luftfeuchte Schwefelsäure, welche das Papier von innen heraus schädigt (katalytisch verursachte Cellulosedegradation).

Das modernste und papierschonendste Verfahren ist die aktuell gebräuchliche, synthetische Leimung. Verwendet werden dabei vorrangig hydrophobisierend wirkende Polymere (zum Beispiel Copolymere aus Styrol und Acrylsäureestern) oder alkylierte Diketene oder alkyliertes Bernsteinsäureanhydrid.

Literatur

• Günter Engelhardt, Klaus Granich, Klaus Ritter: Das Leimen von Papier. Leipzig (Fachbuchverlag) 1972
• Kurt Hess: Die Chemie der Zellulose und ihrer Begleiter. Leipzig (Akademische Verlagsgesellschaft) 1928
• Papierherstellung Andreas Pingel Keuth: , in: Chemie in unserer Zeit, Wiley-VCH, Weinheim 39.2005,6, S. 403–409. ISSN 0009-2851

Einzelnachweise