Was sind Ligninsulfonate ?

Seit mehr als 2000 Jahren gibt es Papier. Und in all dieser Zeit hat sich am Grundprinzip seiner Herstellung nicht viel geändert. Nach wie vor werden pflanzliche Fasern mit Wasser vermengt, gemahlen, gereinigt, eingedickt, wieder aufgeschwemmt und mit einem Sieb geschöpft. Der entstandene Faserbrei wird anschließend verdichtet und getrocknet.

Die Chinesen gelten als Erfinder des Papiers. Sie benutzten die Bastfasern des Maulbeerbaums, Chinagras, Baumwolle und sogar altes Gewebe als Fasermaterial. Erst um 600 n.Chr. wurde die Kunst des Papiermachens auch andernorts bekannt, zunächst in Japan, dann in Arabien, schließlich auch in Europa. Gegen 1120 lassen sich in der Umgebung von Genua die ersten Papiermühlen nachweisen. Und Italiener waren es auch, die mit dem Wasserzeichen das erste Markenzeichen des Papiers erfanden.

Der Ratsherr Ulmann Stromer gründete 1390 bei Nürnberg die erste Papiermühle auf deutschem Boden. Zunächst waren Kirchenverwaltungen, Staatskanzleien und Kaufherren die größten Papierverbraucher. Aber erst nach der Erfindung des Buchdrucks durch Gutenberg zur Mitte des 15. Jahrhunderts nahm der Papierverbrauch rasch zu.

Bereits ab 1680 wurden die Stampfhämmer zum Aufschließen des Fasermaterials in Holland durch eine Maschine ersetzt, in der die Faserstoffe mit Hilfe einer rotierenden Walze gemahlen wurden. Dieses Der Holländer genannte Mahlaggregat war bis zum Zweiten Weltkrieg eine der wichtigsten Anlagen zur Faserstoffaufbereitung. Mit der Erfindung des mechanisch bewegten Siebes durch Louis Robert 1799 war das Grundprinzip heutiger Papiermaschinen geboren. Zu einer industriellen Papierherstellung fehlten aber immer noch Faserstoffe in ausreichender Menge.

Daher bedeutete das von Friedrich Gottlob Keller entwickelte Verfahren zur Erzeugung von Holzschliff sowie die Erfindung der Herstellung von Zellstoff aus Holz nach 1860 den entscheidenden Durchbruch. Mit der jetzt möglichen Massenproduktion von Faserstoff war die Voraussetzung für eine industrielle Papierherstellung geschaffen.

Zur Herstellung von Papier, Karton und Pappe benötigte man Faserstoffe, Hilfsstoffe und Wasser. Altpapier ist heute mengenmäßig die wichtigste Faserstoffquelle, gefolgt von Zellstoff und Holzschliff. Durch die verwendeten Faserstoffe und die verschiedenen Hilfsmittel werden die gewünschten Papiereigenschaften geschaffen.

Holz als Rohmaterial für die Zellstoffindustrie besteht hauptsächlich aus Zellulose, Hemizellulose, Lignin und Tannin. Lignin ist ein natürliches Polyphenol und bewirkt als Makromolekül und Bindematrix die Verholzung von Geweben höherer Pflanzen. Aufgrund seiner hochpolymeren Verbindungen stellt es außerdem einen UV-, Pilz- und Bakterienschutz dar.

Tannin, das als polyphenolischer Inhaltsstoff vor allem in Rinden bestimmter Baumarten vorkommt, trägt zu einer Erhöhung der biologischen Resistenz pflanzlicher Gewebe u.a. gegen Fäulnis, Schädlinge und Tierfraß bei. Je nach Herkunft (Baumart) ist seine chemische Zusammensetzung recht unterschiedlich. Spezielle Ligninsulfonate finden ihren Einsatz im Pestizidbereich aber auch in Gerbereien als Füllstoff in der vegetabilen Nachgerbung.

Beim Zellstoffgewinnungsprozess fallen Ligninsulfonate als Nebenprodukt an und finden bisher als Wertstoff nur wenig Beachtung. So werden jährlich weltweit ca. 50 Mio. t verbrannt; lediglich 2,5 - 3 Mio. t (also nur etwa 5%) werden stofflich weiterverwertet. Die Ligninsulfonate dienen dabei bislang in erster Linie als Vergütungsmittel in der Betonindustrie, als Pelletierhilfsmittel in der Kraftfutterindustrie sowie in verschiedenen anderen Bereichen als Dispergier- oder Komplexiermittel.