Papier - Eigenschaften & Beschaffenheit schnell erklärt

Laserdruckpapier (Kopierpapier)

Für einen Kopierer oder Laserdrucker sollte ausschließlich Laserdruckpapier (Kopierpapier) verwendet werden, auch wenn es bereits Papiere für deutlich weniger Geld gibt, welche genauso gut durch die Maschine laufen, da einige Eigenschaften des Kopierpapiers unbedingt nötig sind, um gute Ausdrucke erstellen zu können. Einige Eigenschaften setzt der normale Verbraucher als selbstverständlich voraus: das Papier sollte "weiß und viereckig" sein. Aber auch Feuchte, Porosität, pH-Wert, elektrische Eigenschaften und Inhaltsstoffe des Papiers müssen betrachtet werden. Dies allerdings sind Eigenschaften, die der normale Verbraucher weder erkennen noch überprüfen kann. Insgesamt sind Kopierpapiere Spezialpapiere.

Flächengewicht

Das Flächengewicht, oder genauer die flächenbezogene Masse, ist die Masse des Papiers bezogen auf eine Fläche. Sie wird in Gramm pro Quadratmeter angegeben. Normales Kopierpapier hat in der Regel ein Flächengewicht von 80 gr/m2. Die nach DIN 6721, Teil 1, zulässigen Toleranzen liegen bei ±4% bei Papieren mit 56 - 90 gr/m2.

Relative Feuchte

In der Regel wird bei Papier nicht der absolute Wassergehalt angegeben, sondern die relative Feuchte, mit der das Papier im Gleichgewicht steht. Die relative Feuchte gibt nun an, wie viel Prozent der maximal speicherbaren Menge bei einer bestimmten Temperatur die Luft derzeit speichert. Bei einem gleichbleibenden absoluten Feuchtegehalt nimmt der relative Feuchtegehalt bei steigenden Temperaturen ab. Das Papier ist dann im Gleichgewicht mit der relativen Feuchte der Luft, wenn weder Wasser aufgenommen, noch abgegeben wird. Für Kopierpapier wird eine relative Feuchte von 25% - 40% gefordert, für graphische Papiere sind relative Feuchtewerte von 40% - 55% üblich. Bei Verwendung eines Papiers mit einer höheren Feuchte als 25% - 40% kann sowohl die Druckqualität abfallen, als auch die Laufeigenschaft negativ beeinflusst werden.

Porosität

Die Porosität, das relative Porenvolumen des Papiers, lässt unter gewissen Umständen Rückschlüsse auf die Wärmeleitfähigkeit des Papiers zu. Diese Wärmeleitfähigkeit ist wichtig für die Fixierung des Toners. Ungeeignete Wärmeleitfähigkeiten können zu einer unzureichenden oder zu hohen Fixierung, einem sogenannten "Hot Offset", führen. Unter Hot Offset versteht man die Überhitzung des Toners, was zur Blasenbildung und zum Fadenziehen auf der Toneroberfläche und zu Ablagerungen des Toners auf der Fixierwalze führt. Bei einer Überhitzung kann es auch vorkommen, dass ein Teil des Toners in das Papier wegschlägt. Die Tonerhaftung ist hierbei extrem gut, nur der Kontrast und die Randschärfe des Druckbildes bleiben auf der Strecke. Dies kann die Ursache für Drucke sein, bei denen größere schwarze Flächen nicht schwarz, sondern nur dunkelgrau gedruckt werden.

Thermisch extrahierbare Inhaltsstoffe

In der Papierherstellung werden verschiedene Stoffarten (Holzstoff, Zellstoff, Altpapierstoff) verwendet. Vor allem der Holzstoff mit seinem Lignin, den Harzen und Wachsen, liefert thermisch extrahierbare Stoffe. In gebleichten, reinen Zellstoffen sind üblicherweise keine thermisch extrahierbare Stoffe mehr vorhanden. Bei ungebleichten Zellstoffen können geringste Molekülkonzentrationen (wie Kohlehydrate) vorhanden sein. Nachdem Holzstoff durchaus auch gute Eigenschaften hat (zum Beispiel die Erhöhung der Opazität und der Dimensionsstabilität), wird er auch Papieren, die überwiegend aus Zellstoff bestehen, beigefügt. Kopierpapier muss holzfrei sein.

Diese genannten Stoffe (es handelt sich dabei um niedermolekulare Stoffe) werden bei der Fixierung im Drucker / Kopierer auf 180 - 220 Grad erhitzt und verdampfen. Diese verdampften Bestandteile verursachen durch Niederschlagen auf diversen Bauteilen folgende Störungen: Störung des Fixiervorganges durch Ablagerungen auf den Fixierwalzen, Störung der Bildübertragung durch Ablagerungen auf dem Korona-Draht, Störung der Bildübertragung durch Ablagerungen auf der Halbleitertrommel, Störung des Bildaufbaus durch Ablagerungen auf der Optik, vorzeitiger Verschleiß durch Quellung von Kunststoffteilen und Klebern, Geruchsbildung und im Extremfall können sogar Allergien beim Bedienpersonal auftreten. Viele dieser Störungen führen natürlich nicht sofort zu Problemen, wenn nur ein ungeeignetes Blatt verwendet wurde. Im Lauf der Zeit summiert sich der Effekt allerdings und bedingt einen höheren Verschleiß der genannten Komponenten und dadurch höhere Wartungskosten. Diese thermisch extrahierbaren Stoffe sind in Kopierpapier vorhanden, aber in geringeren Mengen als bei ungeeignetem Papier.

Elektrische Eigenschaften

Um den Toner von der Bildtrommel auf das Papier zu bekommen und somit das Bild auf das Papier zu übertragen, muss das Papier elektrostatisch aufgeladen werden. Diese Aufladung muss eine bestimmte Höhe erreichen und eine bestimmte Zeit aufrecht erhalten bleiben. Dies hängt vom elektrischen Oberflächen- und Durchgangswiderstand ab. Sind diese Widerstände zu hoch, neigt das Papier zu einer zu hohen Ladung und es kommt zum Papierstau. Sind die Widerstände zu niedrig, ist die Tonerübertragung fehlerhaft, was eine schlechtere Qualität zur Folge hat. Ebenso ist es wichtig, wie schnell das Papier auf- und wieder entladen werden kann. Nachdem der Toner übertragen wurde, muss das Papier möglichst schnell wieder entladen werden, damit kein Papierstau entsteht. Beide Widerstände werden in erster Linie von der Feuchte des Papiers beeinflusst, so dass man auch bei Kopierpapier darauf achten sollte, die bei der Herstellung eingestellte Feuchte zu erhalten. Deshalb sollte immer nur soviel Papier aus der Verpackung (Klimaschutzverpackung) genommen werden, wie benötigt wird. Die Verpackung sollte danach wieder verschlossen werden. Die relative Feuchte der Raumluft ist normalerweise höher als 40%, sodass das Papier diese höhere Feuchte annehmen würde und dadurch sinken die erwähnten Widerstände.

Tonerhaftung, Tonerfixierung und ph-Wert

Nach der Tonerübertragung liegt der Toner noch lose auf dem Papier und wird durch die Fixierung plastifiziert und verfilmt. Erst dadurch wird die Adhäsion aufgebaut. Dazu ist es nötig, dass die Papieroberfläche entsprechend auf den Toner abgestimmt ist. Probleme bereiten hier vor allem ungeeignete Oberflächenleimungen und Strichbindemittel. Der pH-Wert des wässrigen Extraktes darf zur Vermeidung von papierbedingten Korrosionen nicht zu gering sein. DIN 6721, Teil 1, fordert einen pH-Wert von 4,5.