DE69300001T2 - Natürliche Fasern enthaltendes blattförmiges Material. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung gehört ins Gebiet von Papier- oder kartonähnlichen Blattmaterialien. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Blattmaterial, das einen überwiegenden Anteil an natürlichen Fasern enthält, nämlich solchen, die beispielsweise von Torf, Kenaf, Flachs, Leinen, Hülsen von Reis und anderen Getreidearten und Gräsern, Rindenkompost, Kokosfasern, Sägemehl, Holzspänen usw. stammen. Das erfindungsgemässe Blattmaterial kann auf vielen Gebieten verwendet werden, beispielsweise im Ackerbau, Obstbau, in der Verpackungsindustrie, dein Bauwesen usw.
• In der nun folgenden Beschreibung wird auf die wichtigste beabsichtigte Verwendung des neuen Blattmaterials Bezug genommen, nämlich auf dem Gebiet des Ackerbaus. Dies geschieht nur aus Gründen der Einfachheit, und daher soll die folgende Beschreibung nicht so verstanden werden, dass sie die Erfindung auf irgendeine praktische Verwendbarkeit einschränkt. Der Ausdruck "natürliche Fasern" versteht sich nicht nur als Gegensatz zu synthetischen Fasern, sondern bezeichnet auch derartige Fasern, die keine chemische Behandlung erfahren haben.
• In der Landwirtschaft sind wegen der immer intensiveren Bodennutzung schwerwiegende Probleme aufgetreten, insbesondere was die Erosion betrifft. Wind und Wasser können den Boden nicht stark beschädigen, solange er von der Vegetation bedeckt oder anderweitig geschützt ist. Bei Abwesenheit einer derartigen Vegetationsdecke lässt trommelnder Regen ein Gemisch aus Wasser und Erde weit umherspritzen. Feine Erdteilchen dringen zusammen mit Wasser in den Boden ein und verstopfen die Bodenporen; auf der Oberfläche des Bodens bildet sich eine dünne, aber nahezu undurchlässige hautartige Kruste. Die nachfolgenden Niederschläge fliessen an dieser Oberflächenkruste ab und erodieren zusätzlichen Boden. Der Wind trägt vorzugsweise trockenen, feinen sandartigen Boden hinweg, und vom Wind weggetragene Teilchen machen weitere Teilchen frei, wodurch sich die Erosion vervielfacht. Wenn die fruchtbare oberste Bodenschicht aus Humus und Mineralstoffen teilweise erodiert ist, wird die Tiefe der Pflanzenwurzeln verringert, und die Pflanzen wachsen nicht mehr gut. Die Ernten gehen mit jedem Zentimeter verminderter Tiefe der Oberschicht des Bodens zurück, bei Weizen um etwa 2,5 %. Weiterhin gehen durch die Erosion Nährstoffe verloren. Es wurde geschätzt, dass etwa die Hälfte des Düngers, welchen die Farmer in den USA ausbringen, nur zum Ersatz des durch die Erosion verursachten Bodenverlustes erforderlich ist.
• Es ist bekannt, dass die Erosion besonders nachteilig den Wasserhaushalt des Bodens beeinträchtigt; das Wasseraufnahmevermögen des Bodens vermindert sich um etwa 90 %. Starke Niederschläge führen zu Überschwemmungen, und der Verlust des natürlichen Wasserspeichervermögens des Bodens lässt die Pflanzen noch schneller austrocknen.
• Herbizide fördern ebenso die Erosion, da sie die natürliche Bodendecke zerstören, die von den Unkräutern gebildet wird, denn die Vernichtung des Unkrautes hinterlässt die nackte Erde, die dann den Kräften der Erosion ausgesetzt ist.
• Aus diesen Tatsachen lässt sich folgern, dass es notwendig ist, den obersten Erdboden durch eine durchgehende Decke zu schützen. Wenn keine natürliche Decke des Erdbodens durch eine Vegetation vorhanden ist, wie z.B. Gras in Obstgärten, wendet der Gärtner das sogenannte Mulchen an, bei dein die blosse Erde mit Pflanzenabfällen, beispielsweise abgemähtem Gras, bedeckt wird. Dieses Verfahren kann natürlich nicht in der grossflächigen Landwirtschaft angewendet werden.
• In den letzten Jahren ist es immer mehr üblich geworden, besondere Bodendecken mindestens während der Anbauperiode aufzubringen. Diese Decken sind im allgemeinen Bahnen aus Kunststoffolien, die abgerollt und auf den zuvor bestellten und gegebenenfalls auch gedüngten Boden ausgebreitet werden. Dies geschieht vorzugsweise unter Verwendung einer Pflanz- oder Sämaschine, die eine Rolle aus einer Kunststoffolie trägt. Wenn die Pflanzmaschine über das Feld fährt, wird die Bahn von der Vorratsrolle abgewickelt und auf dem Erdboden ausgebreitet. Die Pflanzmaschine ist so ausgerüstet, dass sie Löcher aus der Bahn ausstanzen oder Schlitze in die Bahn schneiden kann, und die Pflanzenstecklinge oder die Samen werden durch die Löcher oder die Schlitze hindurch in die Erde gebracht. Beim Wachsen durchdringen die Pflanzen die Löcher bzw. Schlitze, und der Erdboden bleibt bis zur Erntezeit von der Kunststoffbahn bedeckt.
• Während das Problem der Erosion von solchen Kunststaffolien gelöst wird, entsteht aber eine neue Schwierigkeiten nämlich diejenige der Beseitigung der Kunststoffbahnen nach der Ernte. Weiterhin sind Kunststoffbahnen unwirtschaftlich und umweltschädlich, und diese Tatsachen behindern eine stärkere Anwendung solcher Bahnen.
• Es ist bereits vorgeschlagen worden, Papierblätter oder -bahnen anstelle der entsprechenden Kunststoffartikel zu verwenden. Bei der Verwendung von Papierbahnen treten aber andere Schwierigkeiten auf, insbesondere die folgenden: Normales, geleimtes Papier schrumpft und rollt sich zusammen, wenn es feucht wird. Die Leimsubstanzen werden in der ausgelegten Bahn von Wasser ausgelaugt und zersetzt, und die Papierbahn windet sich und wird zerstört.
• Die Verwendung von Abfallpapier, d.h. Zeitungspapier, ist bei der Produktion von Nahrungsmitteln und Pflanzen verboten, da es Schwermetalle und giftige Substanzen enthält, die nicht wieder in die Nahrungskette gelangen dürfen.
• Weiterhin besteht ein allgemeiner Bedarf nach Papier und Karton, welche zumindest für eine bestimmte, festzulegende Zeitdauer unverändert bleiben und nach dieser Zeitdauer leicht und schnell zerfallen, wobei ausschliesslich kompostierbare Stoffe zurückbleiben sollen.
• Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben besprochenen Schwierigkeiten zu beseitigen und ein neues und nützliches Blattmaterial auf der Grundlage eines natürlichen, kompostierbaren Materials anzugeben, welches die oben genannten Nachteile nicht aufweist, einfach und kostengünstig herzustellen ist und sich physikalisch wie bekanntes Papier bzw. Karton verhält.
• Die vorliegende Erfindung erfüllt die oben genannten Ziele und schafft ein natürliche Fasern enthaltendes Blattmaterial; dieses Material ist im ersten unabhängigen Patentanspruch definiert. Ein besonders gut geeignetes Verfahren zur Herstellung des neuen Blattmaterials ist der Gegenstand des zweiten unabhängigen Anspruches, während besondere Ausführungsformen sowohl des Blattmaterials als auch des Herstellungsverfahrens in abhängigen Ansprüchen beansprucht werden.
• In der vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen bedeutet der Ausdruck "Blattmaterial" ein zweidimensionales Material mit der Dicke von bekanntem Papier und Karton. Dieser Ausdruck umfasst Blätter beliebiger Länge und Breite und auch Bahnen beliebiger Länge und Breite.
• Aus der britischen Patentschrift Nr. GB-A-2'170'795 ist es bereits bekannt geworden, ein Verbundmulchmaterial in Form körniger Körper, einer auf den Erdboden aufzusprühender Pulpe oder von Tabletten herzustellen. Dieser Verbundmulch enthält einen ziemlich hohen Anteil an Düngemittel, vorzugsweise etwa 30 Gew.-%. Nach einer weiteren Ausführungsform kann der Mulch auf einer Papiermaschine als Bahn produziert werden, diese auf die zu mulchende Fläche aufgebracht und dann mit Wasser angefeuchtet werden, damit sie sich den Umrissen der darunterliegenden Fläche anpasst. Aus dieser Beschreibung geht hervor, dass dieses bekannte Mulchmaterial nur eine schwache Beziehung zu den papier- und kartonähnlichen Materialien der vorliegenden Erfindung besitzt.
• Die Derwent-Veröffentlichung Nr. AN 90-040626 erwähnt die Herstellung eines Mulchblattes aus gewöhnlicher Papiermasse, Abfallpapier und Rinde, offenbart jedoch nicht die besonderen Zusätze im erfindungsgemässen Blattmaterial.
• Das erfindungsgemässe Blattmaterial enthält zusätzlich zu den im Kopf des ersten unabhängigen Patentanspruches erwähnten Cellulosematerialien einige besondere Zusätze, die weiter unten besprochen werden.
• Das natürliche, chemisch unbehandelte Fasermaterial, welches einen wesentlichen Anteil des neuen Blattmaterials ausmacht, wie es weiter unten noch näher beschrieben wird, kann einer grossen Vielfalt von Stoffen angehören. Nicht einschränkende Beispiele solcher Materialien sind beispielsweise solche aus Torf, Kenaf, Flachs, Leinen, Reishülsen und Hülsen anderer Getreide- und Grassamen wie Esparto, Rindenkompost, Kokosfasern, Sägemehl, Holzspänen usw. Diese Rohstoffe werden chemisch unbehandelt gelassen, bevor sie in das erfindungsgemässe Blattmaterial eingearbeitet werden, unterliegen jedoch im allgemeinen physikalischen Bearbeitungen, um Bestandteile auszusondern, die keine Fasernatur haben oder auf andere Weise die gewünschten Eigenschaften des Produktes beeinträchtigen würden.
• Die Länge der Einzelfasern dieser ersten Komponente des neuen, erfindungsgemässen Blattmaterials ist überhaupt nicht kritisch. Es sollten jedoch zu kurze Fasern vermieden werden, da solche Fasern Feinteilchen darstellen, die den ursprünglichen Anteil an Feinteilchen erhöhen würden, für dessen Retention im Blattmaterial besondere Additive erforderlich sind, wie weiter unten erläutert wird. Andererseits sollten auch zu lange Fasern vermieden werden, da sie die Steifigkeit der Bahn in unerwünschter Weise erhöhen und auch biologisch zu langsam abgebaut werden. Es wurde gefunden, dass es günstig ist, ein natürliches Fasermaterial zu wählen, worin die Faserlänge zwischen etwa 2 und 13 mm liegt.
• Das erfindungsgemässe neue Blattmaterial enthält ein Retentionsmittel für die Faserfeinteilchen. Während der physikalischen Zerteilung der rohen Fasermaterialien wird ein bestimmter Anteil von Feinteilchen erzeugt. Diese Feinteilchen sind im allgemeinen sehr kurze Fasern und können im erfindungsgemässen Blattmaterial als eine Art von Füllstoff eingesetzt werden. Daher wird die Zugabe dieser Feinteilchen bevorzugt, und die Ausbeute der physikalischen Vorbehandlung des faserigen Rohmaterials wird demgemäss gesteigert. Die erfindungsgemäss verwendeten Retentionsmittel können solche sein, die für diesen Zweck bereits bekannt sind, beispielsweise in der Papierindustrie, da industrielle, normale Papiere in der Regel einen ziemlich grossen Anteil an teilchenförmigen Füllstoffen und Streckmitteln enthalten. Beispiele solcher Retentionsmittel, die auch im erfindungsgemässen Blattmaterial verwendet werden können, sind Polyethylenimine, Polyacrylamide, kationische Stärke usw. Es sollte betont werden, weil Retentionsmittel in der Papierindustrie zur Retention von lediglich teilchenförmigen Feinteilchen verwendet werden, dass die Zugabe von Retentionsmitteln im erfindungsgemässen Blattmaterial auf den ersten Blick unnütz erscheinen musste, da das erfindungsgemässe Blattmaterial keine teilchenförmigen Füllstoffe enthält. Es war jedoch überraschend, als gefunden wurde, dass diese Retentionsmittel zur festen und dauerhaften Einbindung von feinen Krümeln, wie sie beispielsweise in Torfmull vorliegen, in das erfindungsgemässe Blattmaterial geeignet sind. Diese Krümel bestehen aus feinen Fasern, die im allgemeinen in Form von Kügelchen oder Bällchen vorliegen. Insbesondere enthält Torf einen ziemlich grossen Anteil an solchen Krümeln.
• Bevorzugt verwendet man im erfindungsgemässen Blattmaterial eine Feinteilfraktion, worin die Grösse der Teilchen in den Grenzen von etwa 0,5 bis 1,2 mm liegt.
• Der zweite Hauptbestandteil des erfindungsgemässen Blattmaterials, nämlich das Cellulose-Langstapel-Fasermaterial, kann aus einer grossen Anzahl von Quellen stammen, mit Ausnahme von Mischpapierabfällen. Solche Quellen sind zum Beispiel Sulfat- oder Kraftpapierstoff, sodann und bevorzugt Industrieabfälle der Papierherstellungsindustrie wie Randabschnitte, Ausstanzungen, Ausschuss und Bruch. Eine Langstapelfaser-Fraktion von Kenaf oder Esparto kann gleichermassen verwendet werden, während die Kurzstapelfaser- Fraktionen dieser Pflanzen und die Feinteilchen als erstes Fasermaterial verwendbar sind. Die Länge der Fasern dieser zweiten Komponente des erfindungsgemässen Blattmaterials liegt im Bereich von etwa 2 bis 13 mm, wobei eine Fraktion mit einer mittleren Faserlänge von etwa 7 mm bevorzugt ist.
• Weiterhin enthält das erfindungsgemäss Blattmaterial mindestens ein Mittel zur Verbesserung der Zug- und Reissfestigkeit des Blattes enthält. In der Papierindustrie werden die Festigkeitseigenschaften des Papiers laufend gemessen. Die folgenden Eigenschaften sind wichtig:
• - Reisslänge,
• - Berstdruck
• - Faltfestigkeit,
• - Weiterreissfestigkeit nach Brecht-Imset.
• Weiterhin wird der Werte des Mahlgrads gemessen, wie er nach einer bestimmten, normierten Mahlzeit erhalten wurde. Die oben genannten Eigenschaften müssen mit dem Mahlgrad in Verbindung gebracht werden, da ein Stoff, der einen hohen Mahlgrad aufweist, keine hohen Festigkeitswerte ergibt. Die Erfindung hat jedoch das Ziel, ein papierähnliches Blatt zu erzeugen, dessen Festigkeit für die beabsichtigten Verwendungen ausreicht.
• Mittel zur Festigkeitssteigerung des Papiers, die bekannt sind, umfassen Stärke, kationisch modifizierte Stärke und synthetische Materialien wie synthetische Harze oder Resine, welche im allgemeinen in Form wässriger Suspensionen angewendet werden. Die Papierindustrie verwendet vor allem synthetische Stoffe zur Festigung des Papiers; die vorliegende Erfindung vermeidet den Einsatz synthetischer Festigkeitssteigerer, um einen vollständigen biologischen Abbau des Blattmaterials zu sichern.
• Es wurde überraschenderweise gefunden, dass erfindungsgemäss ein besonderes Additiv verwendet werden kann, das gleichzeitig als Retentionsmittel für die Feinteilchen und als Festigkeitsverbesserer wirkt, nämlich die bekannten kationischen Stärken und, als bevorzugtes Additiv, bestimmte besondere, kationisch modifizierte Galactomannanderivate, beispielsweise bestimmte Guar-Gum-Marken, die z.B. von der Mayhall Company in Kreuzlingen, Schweiz, erhältlich sind. Diese Additive haben eine besonders gute Affinität zu den Faserbestandteilen des erfindungsgemässen Blattmaterials, und sie werden normalerweise in Anteilmengen von 0,1 bis 1,25 Gew.-%, insbesondere von 0,15 bis 0,25 Gew.-%, des Gesamtgewichtes des Blattes verwendet.
• Es soll erwähnt werden, dass in dem vorliegenden Dokument alle Prozentangaben auf das Gewicht und das Gesamtgewicht des Blattmaterials bezogen sind, falls nichts anderes angegeben ist.
• Ein weiteres, gegebenenfalls zugesetztes Additiv des erfindungsgemässen Blattmaterials sind Stärketeilchen bzw. -körnchen. Dieses Additiv dient zur Steuerung der Abbaugeschwindigkeit des Blattmaterials.
• Wenn das erfindungsgemässe Blattmaterial ein hohes Wasserrückhaltevermögen aufweisen soll, ist es möglich, ein besonderes Wasserrückhaltemittel zuzusetzen. Beispiele dieses speziellen, gegebenenfalls anwesenden Additivs sind Salze stärkemodifizierter Polyacrylsäuren. Diese Salze haben die Fähigkeit, das bis zu 600 bis 800fache ihres Eigengewichtes an Wasser unter Bildung eines Hydrogels zu absorbieren. Bei der Hydrogelbildung tritt keine Quellung, d.h. Volumenvergrösserung, auf, da das Volumen des Hydrogels gleich oder sogar kleiner ist als die Summe der Volumina des Wassers und des trockenen Retentionsmittels. Solche Wasserretentionsmittel werden von der Miller Chemical & Fertilizer Corp., Hanover, USA, unter dem Handelsnamen AguaGel vertrieben.
• Ein bevorzugtes natürliches Faserrohmaterial ist Torf, der das Produkt der unvollständigen Zersetzung von Pflanzensubstanz unter Luftabschluss ist. Die Struktur der Pflanzenteile bleibt dabei im wesentlichen unverändert. Papierähnliche Blätter auf der Grundlage von Torf sind bereits bekannt, wie oben erwähnt wurde; bisherige Vorschläge ergaben jedoch keine Blätter mit ausreichender Festigkeit. Ein anderes, natürliches Rohfasermaterial, das mit Vorteil verwendet werden kann, da es sehr schnell wächst und nahezu weder Dünger noch Unkrautvertilgungsmittel benötigt, ist Kenaf, eine zur Familie der Hibiscusgewächse gehörende Pflanze.
• In der folgenden Beschreibung wird sich auf Torfmull als Quelle der Naturfaserkomponente des erfindungsgemässen Blattmaterials bezogen, und es wird zur noch besseren Veranschaulichung der Erfindung ein Beispiel angegeben. Die Erfindung wird jedoch in keiner Weise weder durch die Nennung von Torf noch durch die Beispiele eingeschränkt. Im Gegenteil können alle Quellen von Pflanzenmaterial eingesetzt werden, das zu einem Fasermaterial aufgearbeitet werden kann.
• Zur Verwendung in der Landwirtschaft ist es im allgemeinen nicht nötig, das erfindungsgemässe Blattmaterial, welches normalerweise braun gefärbt ist, wenn Torf als Rohmaterial verwendet wurde, zu bleichen. Für andere Anwendungen, wo eine helle Färbung erwünscht ist, können Faserrohmaterialien eingesetzt werde, die weisse oder zumindest hellfarbige Fasermaterialien ergeben, oder man kann ein mildes Bleichmittel anwenden, beispielsweise wässriges Wasserstoffperoxid. Es wurde beobachtet, dass eine Bodenabdekkung aus torfhaltigem Blattmaterial, das ziemlich braun gefärbt ist, auf dem Feld durch die vereinte Einwirkung von Wasser und Licht ausgebleicht wird. Dieser Bleicheffekt ist unerwünscht, da eine dunkel gefärbte Bodenabdekkung die Wärmestrahlung absorbiert und den darunterliegenden Boden warm hält. Um dieses Ausbleichen zu kompensieren, kann ein lichtechter, nichttoxischer organischer Farbstoff dem erfindungsgemässen Blattmaterial zugesetzt werden, beispielsweise lösliches Vandykebraun, ein in der Papierindustrie gut bekannter Farbstoff.
• Das erfindungsgemässe Blattmaterial besteht zu etwa 50 % bis etwa 90 % aus dem oben beschriebenen natürlichen, chemisch unbehandelten Fasermaterial und zu etwa 10 % bis etwa 50 % aus einem Cellulose-Langstapel-Fasermaterial. Die Summe beträgt 100 %, und das oder die oben beschriebene(n) Additiv(e) werden dazugezählt. Dem Fachmann ist ohne weiteres klar, dass nicht nur ein einziges oben genanntes Material, sondern auch Gemische aus zwei oder mehreren Stoffen verwendbar sind.
• Das erfindungsgemässe Blattmaterial gestattet die Einsparung von teuren Cellulosefasern, die hauptsächlich aus Holz durch umständliche chemische Behandlung erzeugt werden müssen. Es ist bekannt, dass diese Behandlungen teuer sind und in Bezug auf den Umweltschutz grosse Probleme aufwerfen.
• Die Verwendung von Kenaf bietet besondere Vorteile, die im Folgenden kurz besprochen werden sollen. Zunächst sollte betont werden, dass Kenaffasern eine hohe Festigkeit aufweisen, so dass diese Fasern, insbesondere die Langstapelfasern, als Bewehrungs- oder Verstärkungsfasern dienen, die mit Vorteil teure Cellulosefasern aus Holz ersetzen, die chemisch behandelt werden mussten, wogegen Kenaf unbehandelt bleibt. Kenafpflanzen können auf Brachflächen angebaut werden, die heutzutage wegen der landwirtschaftlichen Überproduktion in immer grösserem Ausmass entstehen. Kenaf benötigt nur sehr wenig Düngemittel, und die meisten Anteile der Pflanze verbleiben nach der Ernte auf dem Feld, denn es werden nur die Stengel und Stiele verwendet. Nach Abernten und Entfasern wird das rohe Fasermaterial in drei Fraktionen aufgetrennt, nämlich Langstapelfasern, Kurzstapelfasern und Feinteilchen. Alle drei Fraktionen lassen sich zur Herstellung eines erfindungsgemässen Blattmaterials (aber auch in Kombination mit anderen, oben beschriebenen Materialien) verwenden. Der Anbau, die Ernte und die Weiterverarbeitung von Kenaf zu den drei Fraktionen ist in einer bereits hängigen schweizer Patentanmeldung auf den Namen des vorliegenden Anmelders beschrieben und beansprucht.
• Es ist demnach möglich, ein Papier oder einen Karton herzustellen, die ausschliesslich aus Kenaf bestehen. Solch ein Papier bzw. Karton besitzt eine grosse Zahl von Verwendungsmöglichkeiten. Es kann für besondere Tüten und Säcke, Kartonwerkstoffe in der Bauindustrie, biologisch voll abbaubare Formteile wie Partygeschirr, Spielzeuge usw. eingesetzt werden.
• Die Verwendung von Kenaf und anderen analogen Pflanzen der Familie Hibiscus führt demnach zu einer neuen Produktlinie mit einer Vielzahl von Anwendungen auf vielen Gebieten.
• Das erfindungsgemässe Blattmaterial wird gemäss der vorliegenden Erfindung nach einem Verfahren erhalten, das aus den folgenden Schritten besteht: Aus mindestens einem natürlichen, chemisch unbehandelten und mindestens einem sekundären Langstapel-Fasermaterial wird eine wässrige Pulpe erzeugt; zu dieser Pulpe werden mindestens ein Retentionsmittel für Feinteilchen und mindestens ein Mittel zur Festigkeitssteigerung gegeben; die vereinigte Pulpe wird refinert, und die refinerte Pulpe wird auf einer Papiermaschine auf an sich bekannte Weise zu einer papierartigen Bahn verarbeitet, die dann auf Vorratsrollen aufgewickelt wird. Es ist auch möglich, dem Blattmaterial einen Nassfestigkeitsfinish zu geben, indem man passende Additive in die Pulpe einarbeitet oder eine an sich bekannte Nachbehandlung der Bahn vornimmt.
• Die folgenden Beispiele geben eine nähere Erläuterung von Ausführungsformen der Erfindung.
Beispiel 1. Mulchblatt auf Torfbasis
• 4000 Teile Sulfatzellstoff aus Holz, 6000 Teile handelsüblicher Torf und 15 Teile "Meyproid 9806", ein von der Meyhall Chemicals Corp. geliefertes modifiziertes Galactomannan, werden mit Wasser in einem Pulper während 20 Minuten bis zur Stippenfreiheit der Pulpe aufgeschlagen. Die oben angegebenen Teile sind als Feststoffe berechnet. Die Pulpe wird wie üblich weiterbehandelt, refinert, entstippt und über eine Maschinenbütte dem Stoffkasten der Papiermaschine zugeführt.
• Das Papierblatt wird nach den bekannten Papierherstellungstechniken erzeugt. Die Papierbahn wird vor oder nach dem Aufrollen gekreppt. Man erhält ein dunkelbraunes Erzeugnis mit einem Krepp von etwa 15 % und einem Flächengewicht von etwa 130 g/m². Das Papier kann später auf die vom Verbraucher gewünschte Breite zugeschnitten werden.
Beispiel 2. Mulchblatt auf Kenaf-Basis
• Die Arbeitsweise des Beispiels 1 wird wiederholt, jedoch mit der Änderung, dass der Torf durch eine Langstapelfaser-Fraktion (12 bis 15 mm) und eine Feinteilchen-Fraktion (0,5 bis 2 mm) aufgearbeiteter Kenafpflanzenteile ersetzt wird.
• Es können weiterhin dem Papierblatt in der Leimpresse oder der Pulpe im Maschinenkasten die unten beschriebenen Hilfsmittel zugesetzt werden.
Beispiel 3. Filterpapier auf Kenafbasis
• Man wiederholt die Arbeitsweise des Beispiels 1 mit der Abweichung, dass sowohl die Sulfatcellulose als auch der Torf durch ein Gemisch von Kurzstapel-Kenaffasern (Länge etwa 5 bis 8 mm) und Langstapel-Kenaffasern (Länge etwa 12 bis 15 mm) ersetzt werden, und dass eine Kartonmaschine verwendet wird. Man erhält kreisförmige Filter, die sehr gut Filter aus Cellulose ersetzen können.
Beispiel 4. Batch-Papier auf Basis von Kenaf
• Batch-Papiere sind Papiere, die Kenaffasern in solchen Anteilen enthalten, dass unter Ersatz der teuren Cellulose die Festigkeitswerte des Papiers verbessert werden oder auf ihrer vorigen Höhe gehalten werden, selbst wenn relativ grosse Mengen an Cellulose ersetzt werden.
• Die Kurzstapelfaserfraktion von Kenaf werden im Pulper in einem separaten Strang oder chargenweise aufgeschlagen, wobei in einem Pulper nass gemahlen wird. Der Faserbrei kann je nach Bedarf einer Heisswaschung durch Einleiten von Dampf und Lösungsmitteln unterzogen werden. Der so gewonnene Faserbrei wird durch einen Entstipper in einen Refiner geleitet, worin der Mahlgrad an denjenigen des herzustellenden Produktes angepasst wird. Dann kommt der Brei in eine Stapelbütte und kann kontinuierlich oder chargenweise in die Maschinenbütte gepumpt werden, wo eine Mischung mit dem traditionellen Zellstoff-Papierbrei erfolgt. Alternativ kann der Kenafbrei aber auch zu einem Vlies verarbeitet werden, das wie Zellstoffmatten transportierbar und verwendbar ist.
• Die so erhaltenen Faserbahnen, normalerweise auf Rollen aufgewickelt, können zum Endanwender versandt werden, der sie dann wie Cellulose verwendet. Der Vorteil diese Produktes besteht darin, dass dem Verbraucher ein Fasermaterial zur Verfügung gestellt wird, wodurch dieser nun Kenaf oder kenafhaltige Produkte verwenden kann, ohne das nötige Know-how dafür zu haben.
• Spezialpapiere für Dokumente und Kunstdrucke können aus einem Gemisch von langen oder kurzen Kenaf-Stapelfasern mit pH-neutralen Fasern erhalten werden; natürlich werden alle Fasergemische vor der Papierherstellung auf der Maschine zubereitet. Bei einer Anwendung einer parallelen Entstippung und Refinerung, wie in Beispiel 4 gezeigt, kann man eine ausgezeichnete Homogenität erhalten, was zu einem niedrigen spezifischen Volumen führt, und das erzeugte Papier besitzt dann spezielle und überraschende Eigenschaften bezüglich seiner Fähigkeit zur Beschichtung, Pigmentierung und Kalandrierung und besonders gute Alterungsbeständigkeit.
• Mit Kenaffasern verstärkte Papiere können auch in der Lebensmittel-Verpackungsindustrie verwendet werden. Eine interessante Anwendung ist die Herstellung eines Verbundpapiers, das aus mindestens einer Kenafpapierschicht, die dazu bestimmt ist, in Berührung mit dem Lebensmittel zu kommen, und einer oder mehrerer darunterliegenden Verstärkungsschichten besteht, die aus wiederverwendetem Abfallpapier gebildet sind, welche gegebenenfalls durch Kenaffasern verstärkt sind.
• Eine weitere bevorzugte Verwendung von Kenaffasern im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung von Faserplatten und -tafeln. Kenaffasern, nämlich ein Gemisch aus kurzen und langen Stapelfasern und Feinteilchen und gegebenenfalls noch anderen Fasern, werden zu einer Pulpe verarbeitet, die dann auf einer Kartonmaschine zu starken Kartontafeln weiterverarbeitet wird; diese werden dann in der Bauindustrie als Bauplatten, Isolierplatten und Weichplatten verwendet.
• Das erfindungsgemässe Blattmaterial kann mit allen gewünschten Bahnbreiten und Flächengewichten hergestellt werden. Flächengewichte zwischen etwa 70 und etwa 150 g/m² werden normalerweise verwendet. Zur Verwendung als Mulchmaterial bestimmt sich die Breite nach der Erfordernissen der Auslegemaschine. Gegenwärtig werden Breiten von 135 und 185 cm zur mechanischen Auslegung durch Traktoren mit einer Spurbreite von 150 bzw. 200 cm bevorzugt. Das Mulchmaterial wird in Rollen angeliefert und kann gekreppt oder anderweitig elastisch gemacht sein; dieses Material passt sich den Unebenheiten des Untergrundes besser an.
• Das Auslegen des erfindungsgemässen Blattmaterials, wenn es als Mulchmaterial verwendet wird, wird auf übliche Weise ausgeführt, was oben schon beschrieben wurde, nämlich auf die gleiche Weise wie die schon bekannte Kunststoffbahn. Die Bahn wird laufend abgerollt und auf das bestellte Feld abgelegt, welches bereits gedüngt sein kann, und die Randzonen werden mit Erde auf einer Breite von etwa 10 bis 20 cm bedeckt. Die Pflanzen werden wie bisher eingesetzt, nämlich unmittelbar durch die Öffnungen oder Schlitze in der Bahn, von Hand oder maschinell. Nach der Ernte der Pflanzen wird die Abdeckung in den Boden eingepflügt oder eingeharkt. Diese Art, das Mulchmaterial zu beseitigen, was den Anbau stark vereinfacht, wurde durch die Erfindung geschaffen, da das Blattmaterial im Erdboden sehr schnell zersetzt wird, und der Zerfall kann durch die Zugabe von Stärkekörnchen geregelt werden, wie dies schon beschrieben wurde.
• Das erfindungsgemässe Mulch-Blattmaterial kann weiter modifiziert werden. Es ist möglich, Samen, Düngemittel, Pflanzenschutzmittel, Herbizide, Insektizide usw. zuzusetzen. Diese weitere Verbesserung kann durch die Bildung einer zusätzlichen oberen Schicht oder einer Zwischenschicht mit einer hohen Zersetzungsgeschwindigkeit und einem Flächengewicht von etwa 12 bis 15 g/m² erreicht werden. Diese Schicht enthält die oben genannten Additive in gewünschter Verteilung und besteht normalerweise aus kurzen Stapelfasern. Diese Verbund-Blattmaterial kann auf Mehrsiebmaschinen leicht hergestellt werden. Andere Abänderungen des erfindungsgemässen Blattmaterials sind ebenfalls möglich, beispielsweise die Zugabe von Nassfest-Chemikalien zum Faserbrei. Alle diese Abänderungen und Verbesserungen sind dem Fachmann leicht zugänglich und sind demgemäss im Erfindungsschutz, wie er durch die Ansprüche definiert ist, eingeschlossen.
• Die Erfindung schafft daher ein neues Mulchmaterial, dessen Eigenschaften an die besonderen Erfordernisse der Verwendung angepasst werden kann, insbesondere die Zerfallszeit. Diese Anforderung kann durch Steuerung der Konzentration der Stärketeilchen im Blattmaterial erfüllt werden. Weiterhin können dem erfindungsgemässen Blattmaterial Samen und/oder Düngestoffe, Herbizide und andere Boden- oder Ertragsverbesserungsmittel zugegeben werden. Beim Zerfall oder der Zersetzung des Blattmaterials werden diese Bestandteile freigesetzt und beginnen, ihren Zweck zu erfüllen. Ein spezielles Mulchblatt kann ebenfalls besonderen Verwendungsbedingungen angepasst werden, indem man die Reissfestigkeit entsprechend einstellt.
• Weiterhin eröffnet die Erfindung einen neuen Weg zum Ersatz von Holzcellulose, die teuer ist und deren Herstellung aus Holz mit den erforderlichen chemischen Behandlungen grosse Energiemengen und giftige Chemikalien benötigen.

Claims (18)

1. Natürliche Fasern enthaltendes blattförmiges Material, enthaltend (A) ein natürliches, chemisch unbehandeltes Langstapel-Fasermaterial und (B) ein Cellulose- Langstapel-Fasermaterial mit Ausnahme von Mischpapierabfällen, wobei das Gewichtsverhältnis der Komponenten (A) und (B) im Bereich von etwa 50 bis 90 Teile (A) zu etwa 10 bis 50 Teile (B) liegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Blattmaterial weiterhin Faser-Feinteilchen, mindestens ein Retentionsmittel für die Feinteilchen und mindestens ein Mittel zur Steigerung der Festigkeit des Blattmaterials enthält.

2. Blattmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ein kombiniertes Mittel enthält, das gleichzeitig als Retentionsmittel für die Feinteilchen und zur Festigkeitssteigerung wirkt.

3. Blattmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das kombinierte Mittel eine kationisch modifizierte Stärke ist.

4. Blattmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das kombinierte Mittel ein kationisch modifiziertes Galactomannan ist.

5. Blattmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin ein Wasserretentionsmittel enthält, vorzugsweise ein Salz einer stärkemodifizierten Polyacrylsäure.

6. Blattmaterial nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass das cellulose-Langstapelfaser-Material Sulfatpulpe oder Kraftpulpe oder Abfallpapier ist.

7. Blattmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichsnet, dass es weiterhin Stärkekörnchen zur Verbesserung des biologischen Abbaus enthält.

8. Blattmaterial nach Anspruch 1, insbesondere zur Verwendung als Mulchblatt, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin mindestens einen nichttoxischen organischen lichtechten Farbstoff enthält.

9. Blattmaterial nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Flächengewicht im Bereich zwischen etwa 70 bis etwa 150 g/m² besitzt.

10. Blattmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das natürliche, chemisch unbehandelte Fasermaterial Torf oder ein torfähnliches Material ist.

11. Blattmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das natürliche, chemisch unbehandelte Fasermaterial ein Fasermaterial ist, das von Kenaf, Esparto, Bagasse, Reis- oder anderen Getreidehülsen, Rindenkompost, Kokosfasern, Sägemehl oder Holzspänen stammt.

12. Blattmaterial nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das natürliche, chemisch unbehandelte Fasermaterial aus Kenafpflanzen stammt, deren Fasermaterial in mindestens drei Fraktionen aufgetrennt wurde, wobei die erste Fraktion (I) aus Langstapelfasern mit einer Länge im Bereich von etwa 10 bis 15 mm besteht, die zweite Fraktion (II) aus Kurzstapelfasern mit einer Länge von etwa 4 bis 10 mm besteht, und eine Feinteilchenfraktion (III) mit einer Grösse von 0,5 bis 3 mm, und wobei das Blattmaterial mindestens eine dieser drei Fraktionen enthält.

13. Blattmaterial nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Cellulose-Langstapelfasermaterial mindestens teilweise aus der genannten Fraktion (I) oder einem Gemisch der Fraktionen (I) und (II) besteht.

14. Blattmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine gekreppte Bahn ist.

15. Blattmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche zur Verwendung als Mulchblatt, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin eine Oberschicht oder eine Zwischenschicht aufweist, welche Samen, Düngemittel und/oder Pflanzenschutzmittel enthält.

16. Verfahren zur Herstellung des Blattmaterials nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Maische bereitet, die mindestens ein natürliches, chemisch unbehandeltes Fasermaterial, mindestens ein Langstapel-Cellulosefasermaterial sowie Faserfeinteilchen enthält, der Maische mindestens ein Retentionsmittel für die Feinteilchen und mindestens ein Mittel zur Verbesserung der Blattfestigkeit zugibt, die vereinigte Maische refinert und auf einer Papiermaschine zu einer Bahn verarbeitet und schliesslich zu Rollen aufwickelt.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn vor dem Aufwickeln auf Rollen gekreppt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein kationisch modifiziertes Galaktomannan der Maische in Mengen von etwa 0,1 bis 1,25 Gew.-% zugegeben wird, bezogen auf das Gesamt-Trockengewicht der festen Papiersubstanzen, und zwar als kombiniertes Mittel zur Retention der Feinteilchen und zur Verbesserung der Blattfestigkeit.