So messen Sie den Faserstoff für gleichmäßige Bögen mit einem Gießschöpfrahmen

Bei einer Gießschöpfform wird der Faserstoff direkt in einen hohen Rahmen gegossen, während dieser in einer mit Wasser gefüllten Wanne steht. In Arnold Grummers Anleitung How to Make Paper wird dieser Aufbau beschrieben und vom Eintauchen eines flachen Schöpfrahmens in einen Bottich mit Faserstoff unterschieden. Befolgen Sie beim Zusammenbau und beim Wasserstand die Anweisungen des Herstellers Ihrer Ausrüstung.

Halten Sie drei Messwerte auseinander:

• Trockenfasermenge: die Menge an Papiermaterial, die einem Bogen zugewiesen wird.
• Suspensionsvolumen: die Menge des Faser-Wasser-Gemischs, die Sie eingießen.
• Flächengewicht des fertigen Bogens: die Masse des getrockneten Bogens geteilt durch seine Fläche, angegeben in Gramm pro Quadratmeter oder GSM.

Das Suspensionsvolumen ist nur dann ein brauchbarer Messwert für die Fasermenge, wenn die Faserkonzentration bekannt und gleichmäßig ist. Eine Tasse wasserreiche Suspension und eine Tasse mit konzentrierten Fasern ergeben unterschiedliche Rezepturen. Auch beim Wiegen einer ausgedrückten Handvoll nassen Faserstoffs bleibt der Wasseranteil unbekannt.

Verwenden Sie für die erste Kalibrierung ein Material und verzichten Sie auf dekorative Zusätze. Notieren Sie die Trockenmasse des Ausgangsmaterials als praktischen Rezeptwert; bezeichnen Sie sie nicht als laborbestimmte, feuchtigkeitsfreie Fasermessung. Die Dokumentation zu Magnolia Editions’ Magnolia PaperWeight zeigt, wie sich der Faserbedarf anhand der Bogenmaße und des angestrebten Flächengewichts berechnen lässt.

Wählen Sie das gewünschte Bogenformat und Flächengewicht. Wenn Sie einfach einen Bogen wiederholen möchten, der Ihnen bereits gefällt, kann dessen fertige Trockenmasse als Ausgangsziel für einen weiteren Bogen mit denselben Abmessungen dienen.

Für einen rechteckigen Bogen gilt:

Fläche in m² = Breite in cm × Höhe in cm ÷ 10.000

Zielmasse des Bogens in Gramm = Fläche in m² × angestrebtes GSM

Magnolia Editions erläutert die entsprechende Masse-Fläche-Berechnung in Magnolia PaperWeight.

Hier ein veranschaulichendes Rechenbeispiel, keine allgemeingültige Faserstoffrezeptur. Für einen Bogen von 20 × 25 cm bei 120 GSM:

• Fläche = 20 × 25 ÷ 10.000 = 0,05 m².
• Angestrebte Fertigmasse = 0,05 × 120 = 6 g.
• Verwenden Sie 6 g Trockenmaterial als Ausgangsmenge pro Bogen für den ersten Versuch.

Messen Sie für Ihre erste Schätzung die tatsächliche Bogenbildungsöffnung des Rahmens. Messen Sie den entstandenen Bogen nach dem Trocknen, wenn das genaue GSM wichtig ist. Berechnen Sie sein tatsächliches Flächengewicht anhand der fertigen Abmessungen, statt anzunehmen, dass diese den Maßen der Öffnung entsprechen.

Betrachten Sie die berechnete Menge als Ausgangswert. Magnolias ausgearbeitetes Gießbeispiel betont, dass der gesamte Faserstoff übertragen werden muss, und weist darauf hin, dass die Luftfeuchtigkeit die Fertigmasse beeinflusst. Prüfen Sie Ihre Testbögen unter vergleichbaren Bedingungen, bevor Sie die Rezeptur ändern. Magnolia PaperWeight

Die folgende Entscheidungshilfe ist eine praktische Anwendung des Trockenfaseransatzes. Wählen Sie die Methode, mit der Sie das gesamte Material, das in jeden Bogen gelangt, am einfachsten erfassen können.

Ihre Situation	Empfohlene Methode	Wichtigste Kontrolle
Wenige Bögen und Trockenmaterial vorhanden	Die Menge für jeden Bogen einzeln vorbereiten	Die gesamte Portion übertragen
Mehrere Bögen aus einer vorbereiteten Charge	Suspension mit bekannter Konzentration abmessen	Vor jeder Portion erneut mischen
Bereits nasser Faserstoff mit unbekannter Konzentration	Einen abgemessenen Guss anhand getrockneter Bögen kalibrieren	Diese Charge unverändert lassen

Für einzelne Portionen stellen Sie einen Behälter auf eine Grammwaage und tarieren ihn, wiegen das Trockenmaterial für einen Bogen ab und bereiten diese Portion nach einem einheitlichen Aufschlussverfahren vor. Übertragen Sie die gesamte Portion in den Rahmen. Spülen Sie Fasern, die im Aufschlussbehälter zurückbleiben, mit in denselben Guss.

Wenn Sie mit einer Charge arbeiten, bereiten Sie das gesamte Material gemeinsam vor und bestimmen Sie nach dem Aufschluss und Umfüllen ein abgemessenes Endvolumen der Suspension. Wenn Sie eine bestimmte Wassermenge zum Trockenmaterial geben, ergibt sich dadurch allein noch nicht dasselbe Endvolumen der Suspension.

Legen Sie ein Lineal, eine Grammwaage, einen Messkrug, einen Mischbehälter und ein Notizbuch zu der Ausrüstung, die Sie üblicherweise für den Gießschöpfrahmen verwenden. Wählen Sie eine Waage mit einer Auflösung, die die Unterschiede erkennen lässt, die Sie erfassen möchten. Eine Anzeige, die auf ganze Gramm rundet, liefert kaum Einzelheiten, wenn Sie Bögen vergleichen, die nur wenige Gramm wiegen.

Verwenden Sie diese Konzentrationsberechnung:

Konzentration in g/l = Trockenmasse des Ausgangsmaterials in Gramm ÷ Endvolumen der Suspension in Litern

Gussvolumen in Litern = gewünschte Trockenfasermenge in Gramm ÷ Konzentration in g/l

Nehmen wir das veranschaulichende Beispiel und gehen davon aus, dass Sie 30 g Trockenmaterial aufbereiten und das Endvolumen der Suspension auf 3 l bringen. Die nominelle Konzentration beträgt 10 g/l. Für eine Menge von 6 g benötigen Sie also 0,6 l oder 600 ml gleichmäßig durchmischte Suspension.

Diese Charge enthält theoretisch fünf Portionen zu je 6 g, bevor Übertragungsverluste berücksichtigt werden. Füllen Sie die letzte Portion nicht mit zusätzlichem Wasser bis zur Messmarkierung auf, wenn ein Teil des vorgesehenen Faserstoffs anderswo zurückgeblieben ist. Berücksichtigen Sie das restliche Material oder bewahren Sie es für einen separaten Versuch auf.

Mischen Sie vor jedem Abmessen den gesamten Inhalt bis zum Behälterboden durch und entnehmen Sie anschließend zügig die Portion. In Hand Papermakings Beitrag Sheet Formation and Uniformity wird erklärt, warum das Aufrühren für die Verteilung der Fasern wichtig ist und wie Faserklumpen zu einer ungleichmäßigen Bogenbildung führen. Wenden Sie dieses Prinzip auf Ihren Messbehälter an, damit die einzelnen Portionen den Inhalt möglichst repräsentativ abbilden.

Halten Sie Spülwasser aus Ihrer Konzentrationsberechnung heraus. Sobald Sie eine Menge in einen Umfüllkrug abgemessen haben, verwenden Sie eine einheitliche, kleine Menge Spülwasser, um die restlichen Fasern in den Rahmen zu übertragen. Wenn Sie Wasser zum Hauptvorratsbehälter hinzufügen, aktualisieren Sie die Konzentration, bevor Sie die nächste Portion abmessen.

Verwenden Sie für Ihre Kalibrierungsbögen immer dieselbe Abfolge:

1. Bauen Sie Schöpfrahmen und Deckle gemäß den Anweisungen zusammen und stellen Sie die Form eben in die Wanne.
2. Bringen Sie den Wasserstand in der Wanne vor jedem Versuch wieder auf dieselbe Höhe.
3. Mischen Sie den Vorrat erneut und messen Sie die gewünschte Menge ab.
4. Gießen Sie über die gesamte Bogenbildungsfläche und übertragen Sie die restlichen Fasern aus dem Krug.
5. Verteilen Sie die Fasern, solange sie noch in der Schwebe sind, und heben Sie die Form anschließend waagerecht und gleichmäßig an, damit sie abtropfen kann.
6. Gautschen, pressen und trocknen Sie jeden Testbogen nach demselben Verfahren.

Auch gleich große Fasermengen müssen sich gleichmäßig über die Form verteilen. Hand Papermaking beschreibt kurze Bewegungen in beide Richtungen, um Klumpen während des Ablaufs zu verteilen, und erklärt, dass weiteres Schütteln die Bogenbildung nicht mehr verbessern kann, sobald das freie Wasser an der Oberfläche verschwunden ist. Wenden Sie dieses Prinzip für den richtigen Zeitpunkt beim Formen Ihrer Gießbögen an. Sheet Formation and Uniformity

Legen Sie beim ersten Versuch besonderen Wert auf einen gleichmäßigen Guss und ein waagerechtes Anheben. Ändern Sie nicht gleichzeitig die Fasermenge, die Mischroutine und die Trocknungsmethode, sonst lässt sich nicht erkennen, welche Anpassung geholfen hat.

Stellen Sie drei Testbögen mit derselben Fasermenge her. Lassen Sie sie vollständig trocknen und wiegen Sie sie bei vergleichbaren Raumbedingungen. Notieren Sie die einzelnen Massen und Abmessungen und prüfen Sie die Bogenbildung, indem Sie die Bögen gegen das Licht halten. Durchscheinendes Licht macht eine ungleichmäßige Faserverteilung sichtbar, wie in Sheet Formation and Uniformity beschrieben.

Gehen Sie bei der Auswertung praktisch vor:

• Ähnliche Massen, alle unter dem Zielwert: Prüfen Sie, ob das Material vollständig übertragen wurde, und versuchen Sie es dann mit einer größeren Fasermenge.
• Ähnliche Massen, alle über dem Zielwert: Versuchen Sie es mit einer kleineren Fasermenge.
• Stark unterschiedliche Massen: Wiederholen Sie das Mischen und Abmessen, bevor Sie die nominale Fasermenge ändern.
• Ähnliche Massen bei fleckiger Bogenbildung: Konzentrieren Sie sich auf die Verteilung und die Technik beim Ablaufenlassen.

Ein veranschaulichendes Beispiel für eine Anpassung: Angenommen, ein Guss mit 600 ml ergibt eine durchschnittliche Fertigmasse von 5,4 g, und Ihr Ziel sind 6 g. Bei gleichem Faserstoff, gleichem Übertragungsverhalten und demselben Formungsverfahren gilt:

Gussvolumen für den nächsten Versuch = 600 × 6 ÷ 5,4 ≈ 667 ml

Diese proportionale Anpassung ist eine Schätzung für den nächsten Versuch. Stellen Sie erneut eine kleine Serie her und prüfen Sie die Ergebnisse. Wenn Sie mit nassem Faserstoff unbekannter Konzentration begonnen haben, können Sie auf diese Weise auch ein brauchbares, chargenspezifisches Rezept entwickeln, ohne eine bekannte Trockenfaserkonzentration zu behaupten.

Halten Sie ein kurzes Rezept fest, das Material, Trockenmasse des Ausgangsmaterials, sofern bekannt, Endvolumen des Vorrats, Öffnung des Deckles, abgemessene Gussmenge, Mischroutine sowie Press- und Trocknungsverfahren enthält. Notieren Sie auch die Fertigmassen und Abmessungen der einzelnen Testbögen. Kennzeichnen Sie unbekannte Größen ausdrücklich, statt sie durch Schätzwerte zu ersetzen.

Kalibrieren Sie neu, wenn Sie das Material oder das Aufbereitungsverfahren ändern. Bewahren Sie einen gelungenen Bogen zusammen mit seinem Rezept auf, damit Sie sowohl das gemessene Gewicht als auch das Aussehen vergleichen können. Ein wiederholbares Ergebnis beruht auf einer abgemessenen Fasermenge, vollständiger Übertragung und einem Formungsverfahren, das Sie reproduzieren können. Prüfen Sie anschließend den fertigen Bogen, um festzustellen, ob das Rezept angepasst werden muss.

• Arnold Grummer’s Paper Making — How to Make Paper
• Magnolia Editions — Magnolia PaperWeight
• Hand Papermaking — Sheet Formation and Uniformity