Produktentwicklung Product Developmentlung, am 11. September 2006 vorgestellt. 41 In spring 2006,...

www.ptspaper.de

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ISSN

143

4-71

72Magazin für die Papierindustrie Paper Industry Magazine November 2006

ProduktentwicklungProduct DevelopmentUnternehmen nutzen die PTS-Beratung Companies are using PTS consultancy services

Zukunftsperspektiven: Nanotechnologie in der Faserstofftechnik Promising future: Nanotechnology in pulp manufacturing

Nanopartikel ermöglichen neue Papierprodukte Nanoparticles enabling new paper products

ERIC – Ein Konzept geht auf ERIC – A concept bears fruit

Produktentwicklung im Faserstofftechnikum Product development in the pilot plant for fibre upgrading

■ PTS-Forscher mit Otto von Guericke-Preis der AiF ausgezeichnet Otto von Guericke Prize awarded to PTS researchers

■ Der Kostendruck steigt - Energiepotenziale erschließen Rising cost pressure – Opening up potential energy savings

■ Neue Wege für die Makrosticky-Simulation New approaches to macro sticky simulation

■ Streichfarbenanalytik in der Praxis: Bindemitteltransport und Flüssigphasenmigration Coating colour analysis in practice: Binder transfer and liquid phase migration

■ FPT Druck-Marktstudie FPT market study on printing

■ Prognose der Festigkeitseigenschaften in einer Papierfabrik Strength property forecast at a paper mill

■ Forest-based Sector Technology Platform: Die Umsetzung ist gestartet Forest-based Sector Technology Platform: Implementation got under way

11 2

006

3Editorial

Nicht nur mittelständische Unternehmen stehen momentan vor ei-

ner herausfordernden Aufgabe: Neben der erfolgreichen Bewältigung

aktueller Tagesaufgaben bestimmen Zeit- und Innovationsdruck das

Handeln, um nachhaltig den Erfolg des Unternehmens sichern zu

können.

Der Begriff Innovation wird im Sinne von neuen Ideen und Erfin-

dungen sowie für deren wirtschaftliche Umsetzung verwendet.

Ohne Produktinnovationen wird sich kein Unternehmen in dem har-

ten Verdrängungswettbewerb langfristig am Markt behaupten kön-

nen. Wettbewerber mit Standardprodukten können häufig nur durch

Preissenkung Absatzvorteile erreichen. Im Zuge der steigenden Roh-

stoff- und Energiekosten können sie so auf Dauer nicht überleben; sie

müssen durch Innovationen und neue Produkte bessere Chancen am

Markt suchen. Dazu müssen Trends frühzeitig erkannt werden.

Innovationen und neue Technologien alleine finden jedoch noch kei-

nen Markt. Entscheidend ist, ob Kunden Vorteile oder zusätzlichen

Nutzen aus neuen Produkten haben. Daher ist die Kenntnis der Ent-

wicklung des Kundenverhaltens durch Marktforschung ein entschei-

dender Baustein für den Markterfolg.

Sind angebotene Produkte oder Dienstleistungen durch Patente oder

Warenzeichen geschützt, so ist zwar Nachahmung möglich, den-

noch werden qualitäts- und markenbewusste Kunden das Original

vorziehen. Der Erstanbieter bestimmt nicht nur den Preis, sondern

besitzt dadurch auch den entscheidenden zeitlichen Wettbewerbs-

vorsprung.

Ein Unternehmen, das sein verbessertes oder auch neues Produkt

am Markt durch Patente abgesichert hat, besitzt gegenüber den

Wettbewerbern ohne solche Schutzrechte den Vorteil eines einklag-

baren Schutzes für sein Produkt. Andere dürfen ein solches Produkt

nur durch Erwerb einer Lizenz herstellen (jedenfalls gilt das in der

westlichen Hemisphäre). Für die Dauer des Schutzrechtes hat der

Lizenzgeber nicht nur den Vorteil an der Wertschöpfung des eigenen

Produktes, sondern partizipiert zusätzlich an Lizenzgebühren, die er

von seinen Wettbewerbern erhält.

Die PTS hat das Gespür und die Erfahrung, wie sich der Markt in der

Papierbranche entwickeln wird - und das Ziel, den Kundenbedarf

durch nachhaltige Innovationen zu erfüllen. Die PTS unterstützt

ihre Kunden mit Auftragsforschung bei der Entwicklung innovativer

Produkte, Dienstleistungen und Prozesse. Zudem entwickeln die

FuE-Experten der PTS auch unabhängig von Aufträgen neue Pro-

dukte, die den Kunden angeboten werden. Das Innovations- und

Kompetenzzentrum der PTS verfolgt kontinuierlich Entwicklungen

und Anforderungen der Märkte, um Entwicklungszyklen von Inno-

vationen zu verkürzen und zeitnah neue Produkte auf den Markt

bringen zu können. Hierzu verfügt die PTS über ein ansehnliches

Forschungsbudget, das erforderliche kompetente Fachpersonal und

ein gut gepflegtes Netzwerk in Industrie, Wissenschaft und Politik.

Nutzen Sie die PTS als Innovationsmotor für Ihr Unternehmen!

Dr. Paul W. Rizzi

� 0 049 89 12146 300

*[email protected]

Innovationen – und dann?

There’s a challenge that won’t

stop for anybody in the indus-

try, whether big player or SME:

On top of their daily workloads,

companies are constantly un-

der pressure to innovate and

save time to ensure their long-

term success.

The term innovation is used to

describe new ideas and inven-

tions as well as their economic

implementation in industrial

practice. Without innovative

products, no company could maintain its market position in the

prevailing climate of predatory competition. Companies offering

standard products only must often cut prices to achieve a competi-

tive edge. Due to rising raw material and energy costs, however, this

survival strategy is rather short-lived, i.e. companies must innovate

and develop new products to open up new market opportunities. For

this purpose, they must recognize trends early.

Innovation and new technologies alone won’t open up new markets,

though. What tips the scales in favour of a new product is whether

the customer actually sees its benefits or increased use value. Market

research to get to know consumer habits and their changes is there-

fore one of the milestones towards success.

If products or services are protected by trademarks, they can of

course still be copied, but quality-conscious customers with brand-

awareness will always prefer the original. The first-hand supplier

not only determines the price, but has also a decisive head start and

competitive edge.

If a company has obtained patent protection for an improved or new

product, it has ensured the competitive edge of being able to le-

gally enforce this protection. Competitors must buy a licence before

manufacturing the product (or this is the done thing at least in the

Western hemisphere). For the duration of the patent, the licensor is

the exclusive owner of the product’s added value and receives part of

the licensing fees paid by competitors.

PTS specialists have an antenna and the necessary experience for

predicting changes and developments in the paper market – and are

committed to meeting customer demands through sustainable in-

novation. We do contract research to support our customers in the

development of innovative products, services and processes, and our

R&D specialists work on in-house developments which we then of-

fer to our clients. Being a competence centre for innovation, we are

constantly keeping track of market developments and customer de-

mands in order to speed up innovation, shorten development cycles

and launch new products without delay. In doing so, we can rely

on considerable research funding, an excellently qualified workforce

and well-looked-after networks of contacts and partnerships with

the industry, science and politics.

Make use of PTS as a power house for innovation in your enter-

prise!

PhD Paul W. Rizzi

� 0 049 89 12146 300

*[email protected]

Innovation – and what comes next?

4 Inhalt / Contents

Aktuelle InformationenRecent information

Editorial: Innovationen – und dann?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

Editorial: Innovation – and what comes next?

Neue Mitarbeiter bei der PTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

New PTS colleagues come on board

MdB Frankenhauser zu Besuch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

MdB Frankenhauser visits PTS

München deklassiert Heidenau mit 9 -1 Toren . . . . . . . . . . . . . . . .8

Munich outclasses Heidenau 9 - 1

Mittelstandsforschung „Made in Germany“ . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

Small business research „Made in Germany

Das Drachenboot und die PTS – Der Beginn einer großen Sportler-

laufbahn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Riding the dragon boat – Or: PTS starts a successful sports career

PTS-Forscher mit Otto von Guericke-Preis der AiF ausgezeichnet 12

Otto von Guericke Prize awarded to PTS researchers

„Was macht die PTS so attraktiv?“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

What makes PTS so attractive …

„Sticky-Sitzung“ der Vereinigung Pack- und Wellpappenpapiere .15

Federation Packing and Corrugated Board Papers „Sticky Meeting“

Unabhängige Beratungs-Kompetenz für die Papierindustrie . . . . . 16

Independent consultany competence for the paper industry

EFPRO startet Aktivitäten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

EFPRO gets going

ProduktentwicklungProduct Development

Unternehmen nutzen die PTS-Beratung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

Companies are using PTS consultancy services

ERIC – Ein Konzept geht auf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21

ERIC – A concept bears fruit

Zukunftsperspektiven: Nanotechnologie in der Faserstofftechnik .22

Promising future: Nanotechnology in pulp manufacturing

Nanopartikel ermöglichen neue Papierprodukte . . . . . . . . . . . . . .23

Nanoparticles enabling new paper products

Produktentwicklung im Faserstofftechnikum . . . . . . . . . . . . . . . .25

Product development in the pilot plant for fibre upgradin

Beratung und KundenprojekteConsultancy and customer projects

Der Kostendruck steigt - Energie potenziale erschließen . . . . . . . .27

Rising cost pressure – Opening up potential energy savings

Neue Wege für die Makrosticky-Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . .29

New approaches to macro sticky simulation

PTS unterstützt MaltaDecor bei Planung, Aufbau und

Inbetriebnahme von zwei Papiermaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . .32

PTS supports MaltaDecor in the planning, design and

start-up of two paper machines

PTS-Besuch in China . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33

PTS visit to China

Der diesjährige Otto von Guericke-Preis wurde

am 23. November 2006 in Bremen an Forscher

der PTS und der FAU Erlangen vergeben. Ausge-

zeichnet wurde die Entwicklung einer Technik

zur Herstellung keramischer Bauteile auf der

Basis präkeramischer Spezialpapiere. 12

Otto von Guericke Prize 2006 was awared

on 23 November 2006 in Bremen for the de-

velopment of a technique for producing ceramic

elements from a preceramic specialty paper.

The recipients of the prize are researcher from

PTS and FAU Erlangen. 12

In der Faserstofftechnik gibt es erste Erfolg ver-

sprechende Ansätze, die Nanotech nologie zur

Modifizierung der Faserstoffe zu nutzen, um

bei der Papierherstellung den Rohstoffeinsatz

und das Zusammenwirken mit Ad d itiven und

Füllstoffen zu opti mieren. 22

Nanotechnological methods can be expected to

be transferred and used for fibre modifications

enabling the more efficient use of fibrous raw

materials as well as improved interactions be-

tween fibres, additives and fillers. 22

Die PTS unterstützt MaltaDecor in Poznan bei der

Projektleitung (Planung, Aufbau und Inbetrieb-

nahme) der PM 4. Dazu zählt die Überwachung

der vereinbarten Montageziele und die Erstel-

lung von Mängellisten. 32

PTS supports MaltaDecor in Poznan in the

planning, design and start-up of PM 4 by sup-

porting the project management during the

assembly phase, i.e. monitoring the assembly

milestones that had been agreed upon as well

as drawing up lists of faults. 32

5Inhalt / Contents

Verbesserung der Leimung von Liner durch Einsatz von

ARBOCELPLUS®-AKD Compounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35

Improved sizing of liners by means of ARBOCELPLUS® - AKD

compounds

Streichfarbenanalytik in der Praxis: Bindemitteltransport und

Flüssigphasenmigration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38

Coating colour analysis in practice: Binder transfer and liquid

phase migration

Forschungsvereinigung PapiertechnikResearch Association Paper Technology

Editorial: FPT - For Paper Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40

Editorial: FPT - For Paper Technology

PTS und fogra Forschungsgesellschaft Druck e.V. . . . . . . . . . . . . .40

PTS and fogra

FPT Druck-Marktstudie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41

FPT market study on printing

Jahresversammlung 2006 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42

2006 Annual Meeting

ForschungResearch

Vom Förderverein zum Dienstleister . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44

From a promotion society to a services provider

BMBF Projekt: Verbesserung der Deinkbarkeit von

Druckerzeugnissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45

BMBF Project: Improving the Deinkability of Print Products

Prognose der Festigkeitseigenschaften in einer Papierfabrik . . . . .47

Strength property forecast at a paper mill

Rückblick auf eine erfolgreiche “ECOTARGET-Woche”

an der PTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49

Review of a successful ECOTARGET week at PTS

Forest-based Sector Technology Platform: Die Umsetzung

ist gestartet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51

Forest-based Sector Technology Platform: Implementation

got under way

INNO-WATT: Ostdeutsche Unternehmen nutzen PTS-Forschung 53

INNO-WATT: East German companies benefit from PTS research

EU-Projekt SUSTAINPACK: Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54

EU Project SUSTAINPACK : Results

WeiterbildungAdvanced Training

PTS goes Pakistan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56

PTS goes Pakistan

Gemeinsame Veranstaltung von ABZ Steyrermühl und PTS . . . . .58

ABZ Steyrermühl and PTS present joint event

Vorschau auf Symposien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59

Preview of symposia

Symposien und Seminare 1. Halbjahr 2007 . . . . . . . . . . . . . . . . .60

Symposia and seminars 1st six month 2007

Forschungsreport 2006 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Anhang

Research Report 2006 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Appendix

Im Frühjahr 2006 führte die PTS im Auftrag

der FPT eine Marktstudie über die Zusammen-

arbeit in der Lieferkette zwischen Papiererzeu-

gung und Druck durch. Das Ergebnis der Studie

wurde den Mitgliedern in der Jahresversamm-

lung, am 11. September 2006 vorgestellt. 41

In spring 2006, FPT entrusted PTS with a mar-

ket study to investigate the present co -opera-

tion within the supply chain of papermaking

and printing. The results were presented at

the annual meeting of FPT on 11 September

2006. 41

Ziel eines vom Bundesministerium für Bildung

und Forschung geförderten Projektes ist die

Verbesserung der Deinkbarkeit von Drucker-

zeugnissen durch Branchen übergreifende

Strategien für ein nachhaltiges Altpapier-Re-

cycling. 45

Financed by the Federal Ministry of Education

and Research (BMBF) a joint research project aims

at the improvement of the deinkability of print

products by industry-branch overlapping strate-

gies for sustainable paper recycling. 45

Die PTS führt gemeinsam mit dem Papierzen-

trum in Gernsbach Schulungen im Produk-

tions- und Logistikbereich sowie in der

Ab wassereinigung in Pakistan durch. Der

erste Block „Basics der industriellen Abwasser-

reinigung“ wurde von der PTS im September

erfolgreich durch ge führt. 56

Gernsbach Paper Centre and PTS offer extens-

ive training courses in Pakistan both in the

production and logistics field as well as in the

field of effluent treatment. The first block

„Basics of Industrial Effluent Treatment“ was

successfully held by PTS. 56

solid area cyansolid area magentasolid area yellowcombined print CMY 50% each, B 90%magenta 30%cyan 50% (FM)magenta 50% (FM)yellow 50% (FM)yellow 50%combined print CMY each 30%; B 60%cyan 50%magenta 50%combined printCMYB each 10%yellow 30%solid area blacktext area

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16

PTS NEWS6 Aktuelle Information / Recent Information

Die Abteilung Optimierung Stoffaufbereitung hat im August 2006

mit Herrn Tiemo Arndt Verstärkung bekommen. Herr Arndt hat an

der TU Dresden Forstwissenschaften studiert. Zusätzlich hat er den

Masterstudiengang Holztechnologie und Holzwirtschaft absolviert.

Herr Dirk Fischer ist seit 1. September 2006 im Forschungs-Kompe-

tenzzentrum Messtechnik als Mechatroniker tätig. Nach Abschluss

der zehnjährigen polytechnischen Oberschule hat Herr Fischer eine

Ausbildung zum Facharbeiter für BMSR-Technik abgeschlossen. Im

Anschluss daran hat er in der Industrie umfangreiche Berufserfah-

rung gesammelt und sein Fachwissen durch verschiedene Zusatz-

qualifikationen ausgebaut.

Frau Corinna Hentschke ergänzt seit Juni 2006 das Team Wasser-

management und Engineering. Sie hat an der FH Weihenstephan Bi-

otechnologie studiert und im Anschluss in der Industrie umfassende

Berufserfahrung gesammelt. Der Schwerpunkt ihrer Tätigkeit lag bei

der verfahrenstechnischen Planung, Abwicklung und Inbetriebnah-

me von Anlagen zur Behandlung von Abfällen und Prozessabwäs-

ser.

Seit April 2006 ist Frau Sabine Hottmann in der Abteilung Oberflä-

chenveredelung als wissenschaftliche Mitarbeiterin beschäftigt. Im

Rahmen ihrer Tätigkeiten bei der PTS wird Frau Hottmann promo-

vieren. Sie war bereits seit vielen Monaten als studentische Kraft in

unserem Hause tätig. Ihr Studium Chemieingenieurwesen an der

TU München hat Frau Hottmann nun erfolgreich beendet.

Herr Daniel Hylla verstärkt seit April 2006 die EDV in München und

arbeitet dort als Anwender- und Systembetreuer. Herr Hylla hat sei-

ne Berufsausbildung zum IT-System-Kaufmann abgeschlossen und

sich anschließend an der städtischen Berufsoberschule in München

in der Fachrichtung Wirtschaft weiter qualifiziert.

Herr Alfred Kramm wird ab 1. Januar 2007 die Leitung der Ver-

suchsstreichanlage VESTRA übernehmen. Herr Kramm ist gelernter

Papiermacher und arbeitete zunächst als Maschinenführer. Sein Ver-

antwortungsbereich wurde im Laufe seiner langjährigen Tätigkeit

in der Industrie stetig ausgedehnt. Zuletzt war er stellvertretender

Technikumsleiter und Koordinator für den Pilot Coater bei Cargill

(vormals Cerestar) in Krefeld.

Herr Dirk Maaß hat im Juni 2006 die bestehende Vakanz in der

Abteilung Beratung Produkte und Märkte, Bereich Markt und Stra-

tegie, besetzt. Als gelernter Papiermacher hat er an der Märkischen

Fachhochschule Iserlohn technische Betriebswirtschaft studiert und

den Studiengang als Diplom-Wirtschaftsingenieur (FH) abgeschlos-

sen. Neben dieser fundierten Ausbildung besitzt Herr Maaß mehr-

jährige Berufserfahrung im Bereich Marketing und Vertrieb, die er

in der Industrie erworben hat.

Herr Adrian Manoiu hat im Juli 2006 die Leitung der Abteilung Alt-

papiereinsatz und Deinking in Heidenau übernommen. Herr Manoiu

hat Chemieingenieurwesen, Fachrichtung Verfahrenstechnik, an der

Universität Erlangen-Nürnberg studiert. Anschließend sammelte er

in der Industrie umfassende Berufserfahrung. Mit Herrn Manoiu ha-

ben wir einen sehr kompetenten Mitarbeiter für die anspruchsvolle

Aufgabe der Abteilungsleitung gefunden.

Seit 18. September 2006 verstärkt Herrn Volker Paasch die Abtei-

lung Altpapiereinsatz und Deinking. Herr Paasch hat an der Uni-

versität Hamburg Holzwirtschaft studiert. Er war während seines

Studiums in verschiedene Projektarbeiten eingebunden, die die Uni-

Neue Mitarbeiter bei der PTS

The Stock Preparation Optimisation Department received reinforce-

ment in August 2006 when Mr Tiemo Arndt joined the group. Mr

Arndt studied forestry at Dresden Technical University. In addition,

he holds a master‘s degree in wood technology and in forestry man-

agement.

Mr Dirk Fischer joined the Metrology Research Competence Centre

as a mechatronics engineer on 1st September 2006. After complet-

ing ten years at a unified comprehensive school, Mr Fischer received

skilled training in BMSR technology. He was then able to gain a

wealth of professional experience in industry and expand his exper-

tise by earning various additional qualifications.

Ms Corinna Hentschke upgraded the Water Management and Engi-

neering Team when she joined in June 2006. She studied biotechnol-

ogy at the University of Applied Sciences in Weihenstephan and then

gathered considerable professional experience in industry. Her work

focused on the process-related planning, implementation and start-

up of plants for the treatment of wastes and process effluents.

Ms Sabine Hottmann has been working in the Surface Finishing

Department as a scientific specialist since April 2006. Ms Hoffmann

will be writing her doctorate dissertation while she is at PTS where

she has already spent several months as a student worker. She suc-

cessfully completed her studies in chemical engineering at the Mu-

nich Technical University.

Mr Daniel Hylla has been giving a boost to the EDP in Munich since

April 2006 and is working there as a user and system operator. Mr

Hylla has completed his vocational training as a Management Assist-

ant in IT Systems and earned additional qualifications in the field of

economics at the Munich Municipal Vocational School.

Mr Alfred Kramm will be taking over as manager of the VESTRA pi-

lot coater as at 1st January 2007. Mr Kramm is a skilled papermaker

and began his career as a machine operator. In the course of a long

profession in industry, his responsibilities expanded steadily. In his

last position, he was deputy pilot plant manager and co-ordinator for

the pilot coater at Cargill (formerly Cerestar) in Krefeld.

Mr Dirk Maaß filled the vacancy that has existed since June 2006

in the Market and Strategy Sector of the Products and Markets Con-

sultancy Department. He also first studied papermaking and then

moved on to earn a diploma as an economics engineer in technical

business management at the Iserlohn University of Applied Sciences.

In addition to this well-founded education, Mr Maaß has also ac-

quired several years of professional experience in the field of market-

ing and sales while he was in industry.

Mr Adrian Manoiu became head of the Heidenau Recovered Paper

and Deinking Department in July 2006. Mr. Manoiu studied chemi-

cal engineering in the field of process technology at the University

of Erlangen-Nuremberg. He then collected a broad range of compre-

hensive professional experience in industry. We have found in Mr

Manoiu a very competent person for the demanding job as head of

department.

Mr Volker Paasch has added prominence to the Recovered Paper

and Deinking Department since joining on 18th September 2006.

Mr Paasch studied forestry management at the University of Ham-

burg. During his studies he was involved in a variety of projects

which the University of Hamburg was conducting for well-known

industrial companies and was able to acquire professional experi-

New colleagues come on board

11 2006 7Aktuelle Information / Recent Information

versität Hamburg im Auftrag von namhaften Industrieunternehmen

durchgeführt hatte, und konnte dadurch bereits Berufserfahrung

erwerben.

Herr Christoph Sorg hat im Oktober 2006 seine Tätigkeit in der Ab-

teilung Chemical Management aufgenommen. In der PTS in Mün-

chen hat Herr Sorg bereits als Student gearbeitet und seine Diplom-

arbeit am PTS-Standort Heidenau erstellt.

Seit Mai 2006 ist Frau Kerstin Ulbricht als Teamassistentin in

Heidenau tätig. Frau Ulbricht ist gelernte Bürokauffrau und hat an-

schließend das Wirtschaftsdiplom zum Betriebswirt (WA) erworben.

Danach konnte sie bereits umfangreiche Berufserfahrung in der In-

dustrie sammeln.

Frau Daniela Wilhelm hat ab 16.10.2006 ihre Tätigkeit in der Ver-

waltung aufgenommen. Frau Wilhelm ist gelernte Industriekauffrau

und hat im Finanz- und Rechnungswesen bereits mehrere Jahre

Berufserfahrung gesammelt. Ihr Arbeitsschwerpunkt wird bei der

Bearbeitung der Reisekostenabrechnungen liegen. Weiterhin wird

sie das Forschungscontrolling unterstützen.

Karl-Ludwig Döge

� 0 049 89 12146 330

*[email protected]

ence in so doing.

Mr Christoph Sorg began his work in the Chemical Management

Department in October 2006. Mr Sorg is already familiar to PTS,

since he worked in Munich as a student and wrote his diploma thesis

at PTS Heidenau.

Ms Kerstin Ulbricht has been working as a team assistant in Hei-

denau since May of this year. Ms Ulbricht is a qualified office execu-

tive and earned an economics diploma in business management. She

then gathered comprehensive professional experience in industry.

Ms Daniela Wilhelm began her work in the administration starting

on 16th October 2006. Ms. Wilhelm is a qualified industrial clerk

and has spent several years working in finance and accounting. The

focus of her work at PTS will be travel expense accounting, although

she will also help out in research controlling.

Karl-Ludwig Doege

� 0 049 89 12146 330

*[email protected]

MdB Frankenhauser zu Besuch MdB Frankenhauser visits PTS

Im Rahmen der politischen Arbeit und auf Einladung des AiF-Süd-

kreises konnten vier Vertreter der AiF Herrn Herbert Frankenhauser

begrüßen. Herr Frankenhauser ist Mitglied des Deutschen Bundes-

tages und stellvertretender Vorsitzender des Haushaltsausschusses

im Bundestag. Für Herrn Tebbe (DGfH), Herrn Neufeld (FOGRA),

Herrn Dr. Gellert (FIW) und Herrn Dr. Rizzi (PTS) war es von höchs-

tem Interesse über Forschungs- und Finanzierungsfragen der Indus-

triellen Gemeinschaftsforschung (IGF) diskutieren zu können. Das

Gespräch fand in einer außerordentlich offenen und freundschaft-

lichen Atmosphäre statt und Herr Frankenhauser bot für eine Reihe

weiterer Kontakte seine Unterstützung an. Am Ende waren alle Be-

teiligten einer Meinung: das Gespräch hatte sich gelohnt und es war

ein fruchtbarer Meinungsaustausch über Möglichkeiten zur Verbes-

serung der Effizienz der IGF.

Dr. Paul W. Rizzi

� 0 049 89 12146 300

*[email protected]

Mr Herbert Frankenhauser, Member of the German Bundestag and

vice chairman of the Bundestag’s budget committee, had been invited

to PTS by the German Federation of Industrial Research Associations

(AiF). He was welcomed by the representatives four AiF members:

Mr Tebbe of the German Society for Wood Research (DGfH), Mr

Neufeld of the Graphic Technology Research Association (FOGRA),

Dr Gellert of FIW and Dr. Rizzi of PTS. The AiF representatives

seized the opportunity to discuss issues of research and financing

in the context of industrial collective research, something which is

of great importance to their organisations. The talks took place in

an extremely open and friendly atmosphere, and Mr Frankenhauser

offered to assist with providing further contacts. At the end of the

day, everyone agreed that the meeting had been highly productive

and worthwhile, especially due to the exchange of views on possible

ways to improve the efficiency of industrial collective research.

Paul W. Rizzi, PhD

� 0 049 89 12146 300

*[email protected]


Einer der absoluten Höhepunkte während des Betriebsausfluges von

13.-15.7.2006 nach Dresden war ein Fussballspiel zwischen den bei-

den PTS Standorten Heidenau und München. Als Favorit ging Mün-

chen ins Spiel. Grund hierfür war, dass Heidenau trainierte und sich

dabei einige Spieler verletzten. So lief München mit 12 Spieler/innen

auf, Heidenau kam nur noch auf 9 unverletzte Fußballer.

Die Heidenauer legten nach dem Anpfiff des „Unparteiischen“ Told

los wie die Feuerwehr. Doch dieses Strohfeuer löschten die abge-

klärt spielenden Münchner im Nu. Routiniert, ja mit einer an den

FC Bayern München erinnernden Arroganz, spielten die Münchner

unbeeindruckt ihr Spiel herunter. Minütlich erhöhte sich der Druck

auf die Abwehrreihen der Heidenauer. Es war nur eine Frage der Zeit

bis die ersten Tore fielen und so kam es wie es kommen musste. 5 : 0

zur Halbzeit zu Gunsten des Münchner Teams. Mit hängenden Köp-

fen ging Heidenau in die Halbzeitpause. Sie hatten sich wohl mehr

versprochen. Nach dem Anpfiff zur zweiten Halbzeit das gleiche

Bild. Der Chronist würde ja hier gerne von einem anderen Verlauf

in Halbzeit 2 berichten, doch man sollte bei der Wahrheit bleiben.

Munter trieben die Münchner den Ball nach vorne, spielten sich das

runde Leder ballettartig, phasenweise sogar artistisch, zu. Es fielen

die Tore 6, 7 und 8. Der Münchner Fan-Block raste. Doch auch die

Heidenauer hatten zu jubeln. Herr Björn Zimmermann netzte den

Ball ins Münchner Tor ein, „La Ola“ zog durchs weite Rund. Die

Ehre der Heidenauer war somit gerettet und das Spiel konnte nun

harmonisch beendet werden. Nach 50 schweißtreibenden Minuten

und einem Endstand von 9 : 1 für München kam das kühle Bier ge-

nau richtig. Die Übergabe des Pokals an die siegreiche Mannschaft

wurde abends bei gemütlichem Zusammensein auf dem Schaufelrad-

dampfer „Dresden“ zelebriert. Für Interessierte ist der Pokal an der

Rezeption der PTS München zu bewundern.

Stefan Sarbach

� 0 049 89 12146 180

� [email protected]

München deklassiert Heidenau mit 9 : 1 Toren

One of the absolute highlights during the staff outing to Dresden

from 13-15 July 2006 was a football game between both PTS loca-

tions in Heidenau and Munich. Munich went into the game as the

clear favourite, the reason being that Heidenau had scheduled some

extra training during which a few players had managed to injure

themselves. Munich was able to field 12 players whilst Heidenau had

only 9 uninjured footballers capable of entering the fray.

After Referee Told blew the whistle for the kick-off, the Heidenau

players were off like a flash. But the unperturbed Munich players had

this flash fire extinguished in no time. Unimpressed, the Munich

team saw the game through expertly, even mechanically, with an ar-

rogance not unlike that of FC Bayern München. As the minutes inex-

orably ticked by, the pressure on the Heidenau defence intensified. It

was only a question of time until the first goal. And goals soon came.

The score at half-time was 5 – 0 in favour of the Munich strikers. The

Heidenau team went back into the dressing rooms with their heads

hanging. They certainly had been hoping for more. Once the whistle

for the second half blew, however, …. it was the same grim picture.

The chronicler would much prefer to have reported: Once the whis-

tle for the second half blew, however, it was a completely different

Heidenau team that returned to the pitch. Sometimes, however, it is

better to stick to the truth. In any case, the Munich team drove the

ball mercilessly forward, with a kinaesthetic awareness bordering on

that of a ballet dancer, in some phases even with artistic sensibili-

ties. Goals 6, 7 and 8 were scored. The Munich fan block was going

wild with excitement and enthusiasm. But Heidenau had reason to

rejoice as well. Björn Zimmer sent the ball through the defenders

and into the goal. “La Ola”, the Mexican wave, swept through the

stadium. Heidenau’s honour was restored, and the game could now

end on a harmonious note. After 50 minutes of working up a sweat

and a final score of 9 – 1 in Munich’s favour, the cool beer was just

the thing. The Winner’s Cup was presented to the victorious team in

the evening during the celebration on the paddle steamer “Dresden”.

Those interested may admire the Champion’s Cup at the reception

desk at PTS Munich.

Stefan Sarbach

� 0 049 89 12146 180

*[email protected]

Munich outclasses Heidenau 9 - 1


Mittelstandsforschung „Made in Germany“

Small business research„Made in Germany

„Nachhaltige und effiziente Ressourcennutzung“ war das Thema

im Rahmen der AiF-Forschung, dem sich knapp 70 Experten aus

Industrie, Forschung und Politik stellten. Allein im Rahmen der In-

dustriellen Gemeinschaftsforschung flossen bisher 1,2 Mrd. Euro

Fördermittel in Forschungsprojekte für den Mittelstand, betonte Karl

Moser, Merk-Project GmbH, als Vertreter der Industrie und hob den

enormen Multiplikationsfaktor für die Entwicklung und Innovation

industrieller Projekte hervor.

Klaus Barthel, MdB der SPD, sieht in der AiF einen Kernfaktor für den

Exportweltmeister Deutschland und fordert, die Forschungsaktivi-

täten mehr denn je als Motor für Produktinnovationen einzusetzen.

„Wir brauchen hierfür einen eigenständigen wirtschaftspolitischen

Diskurs über Innovationsmanagement, Forschung und Bildung“, so

die Schlussfolgerung von Barthel.

Dass Forschung mehr denn je in verzahnten Programmen zwischen

nationalen und europäischen Initiativen sowie in Vernetzung von

Branchen erfolgen muss, erläuterte Professor Konstantin Frh. von

Teuffel, Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Freiburg. Er

belegte am Beispiel der Forest Based Technology Platform die hohe

Qualität der Vorbereitungen zum 7. Forschungsprogramm der Jahre

2007 - 2013 mit fast 50 Mrd. Euro Finanzvolumen.

Welche Technologieförderung das BMWi zur Verfügung stellt, um

eine möglichst große und unverzichtbare Hebelwirkung der For-

schungsförderung zu erreichen, zeigte MinR Dr. Rainer Jäkel, Bun-

desministerium für Wirtschaft und Technologie. Er betonte, dass es

zwischen Forschung und Zukunftsmärkten zu einem Brückenschlag

und einer gezielten Förderung des innovativen Mittelstandes kom-

men muss. Insgesamt sei ein Paradigmenwechsel erforderlich, der

Innovation als zentrales, Ressort übergreifendes Politikfeld begreife.

In Vertretung von Professor Stefan Kuhlmann, Fraunhofer Institut

für System- und Innovationsforschung ISI, referierte Joachim Hemer

über Nachhaltige Innovationen, die revolutionäre und radikale Inno-

vationen erfordern, wenn der bewusste und schonende Umgang mit

den Ressourcen der Erde gelingen soll.

Dr. Paul Rizzi, PTS, wies auf die hohe Bedeutung des Zusammen-

wirkens von

Forschung und

Industrie hin

und forderte

die Ergänzung

der bisherigen

Forschungsak-

tivitäten durch

eine gezielte

Vermarktung

der Ergebnisse

in einem neu

definierten Zu-

sammenspiel

zwischen Mit-

te l s t a ndsun-

ternehmen und

Forschung.

In den fol-

„Sustainable and efficient use of resources“ was the topic of the AiF

Research Meeting attended by some 70 experts from industry, re-

search and politics. Karl Moser, Merk Project GmbH, representing

industry and emphasising the enormous multiplication factor for the

development and innovation of industrial projects, stressed that SME

research projects have already received €1.2m in funding within the

framework of the collective research alone.

Klaus Barthel, MP (Social Democratic Party), regards the AiF as a

core factor for Germany, the largest exporter of goods in the world,

and called for a renewed effort to make research activity in particu-

lar the driving force behind product innovation. „For this purpose,

we need an independent discussion of economical policies concern-

ing innovation management, research and education“, Barthel sum-

marised.

Prof. Konstantin von Teuffel from the Baden-Württemberg Forest

Research Institute explained that, more than ever before, research

must be conducted both within the scope of programmes coordinated

between national and European initiatives and in coordination with

different industrial sectors. Making reference to the Forest Based

Technology Platform, he underscored the high quality standards in

the preparations for the 7th Research Programme with a financial

volume of almost €50bn for the years 2007 – 2013.

What technology grants the German Federal Ministry of Econom-

ics and Technology (BMWi) is making available to exert the great-

est possible leverage in research funding was explained by MinR Dr

Rainer Jaekel from the ministry. He emphasised that bridges must be

built between research and future markets, and that funding of inno-

vative SMEs must be selective. All in all, this will require a paradigm

change in his opinion, with innovation being regarded as a central,

interdisciplinary policy field.

Standing in for Prof. Stefan Kuhlmann of the Fraunhofer Institute for

Systems and Innovation Research ISI, Joachim Hemer gave a report

on sustainable innovations that require revolutionary and radically

innovative solutions if the conscious and considerate exploitation of

Earth‘s resources is to succeed.

Dr Paul Rizzi,

PTS, made

reference to

the great im-

portance of

co ord inat ing

research and

industry and

called for the

need to sup-

plement previ-

ous research

activities by

the selective

marketing of

the results in

a newly de-

fined interplay

between small


genden Fachbeiträgen stellten AiF-Mitgliedsunternehmen aktuelle

Forschungsergebnisse vor. Prof. Dr.-Ing. Michael Schmidt, Institut

für Gebäudeenergetik der Universität Stuttgart, stellte seinen Beitrag

unter das Motto Energie für Heizung und Klima zum Nulltarif. Er

zeigte auf, dass eine Sanierung des Gebäudebestandes mit geringen

Investitionen bereits eine Einsparung von 12% des gesamten Ener-

gieverbrauchs ergäbe und dass eine Sanierung auf ein 3-Liter-Niveau

den Energiebedarf um 30% reduziere.

In seinem Vortrag „Können Produktionstechnik und Materialaus-

wahl im Vorfeld optimiert werden?“ erläuterte Dr.-Ing. Martin Basti-

an, Süddeutsches Kunststoff-Zentrum, wie durch Ökoeffizienz Öko-

logie und Ökonomie besser in Einklang gebracht werden können,

z.B. um mit geringerem Ressourcenaufwand mehr zu produzieren.

Eine erfolgreiche Umsetzung in die Praxis wurde am Beispiel einer

Software für das Spritzgießen von Kunststoffteilen gezeigt.

Mikrosysteme auf dem Weg zur Energieautonomie stellte Bernd

Folkmer vom Institut für Mikro- und Informationstechnik der

Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V., am

Beispiel von Mikro-Generatoren vor. Die Vision sind intelligente Mi-

krosyteme, die völlig autonom sind, eine unbegrentzte Betriebszeit

besitzen, keine Wartungskosten verursachen und zuverlässig auch

an „entfernten Stellen“ einsetzbar sind.

Über Neue Materialien aus thermoplastischer Kollagenverarbeitung

informierte Dr. Michael Meyer, Forschungsinstitut für Leder und

Kunststoffbahnen gGmbH. Dass aus Abfällen neue und hochwertige

Produkte gewonnen werden können, zeigte er am Beispiel thermo-

plastischer Kollagenverarbeitung, mit dem aus Tierhaut und Kno-

chen Nährstofffolien, 3-D-Formkörper, Fadenmaterial für die Chir-

urgie und Medizin oder neue Kompositmaterialien erzeugt werden

können.

Dr. Peter Frey, Forschungsvereinigung Werkstoffe aus nachwachsen-

den Rohstoffen e.V., sprach über „Die Syntheseleistung der Natur für

neue Werkstoffe genutzt.“ Wie sehr die Syntheseleistung der Natur

dafür sorgt, nachwachsende Rohstoffe zur Verfügung zu stellen und

welche Chancen für einen umweltfreundlichen Einsatz bestehen,

zeigte er an Beispielen wie Bioraffinerie, Bioschmierstoffe, Natur-

dämmstoffe, Biokunststoffe und naturfaserverstärkte Kunststoffe.

Die abschließende Podiumsdiskussion zeigte, dass Forschung einen

intensiven Diskurs über die stärkere Koordination der Forschungs-

programme und Förderelemente statt neuer Instrumente benötigt.

Sie braucht aber auch einen nachhaltigen Abbau der Bürokratie und

einen exzellenten Technologietransfer, um Wissen und Forschungs-

ergebnisse aus den Köpfen der Wissenschaftler in die Anwendungen

bei der mittelständischen Industrie zu bringen. Hier kommt den For-

schungsvereinigungen der AiF eine bedeutsame Rolle zu, um For-

schungsergebnisse zu verkaufen und das Interesse beim Mittelstand

noch stärker zu wecken.

Die Vorträge können aus dem News-Archiv der PTS-Homepage

www.ptspaper.de heruntergeladen werden.

Dr. Paul W. Rizzi

� 0 049 89 12146 300

*[email protected]

and medium-sized enterprises and research.

AiF member companies presented the results of current research

projects in the technical papers set. Prof. Dr.-Ing. Michael Schmidt,

Institute for Energetics of Buildings at the University of Stuttgart,

chose „Energy for Heating and Climate for Free“ as the topic of

his presentation. The speaker pointed out that building renovation

would require small investments and would result in a 12 % savings

of total energy consumption. Refurbishment to a three-litre level

would reduce energy requirements by 30 %.

In his paper entitled „Is Advanced Optimisation of Production Tech-

nology and Material Selection Possible?“, Dr.-Ing. Martin Bastian,

Sueddeutsches Kunststoff-Zentrum, explained how eco-efficiency

can better harmonise ecology and economy, for instance, to produce

more products using fewer resources. The speaker demonstrated suc-

cessful implementation under practical conditions using the example

of a software programme for the injection moulding of plastic parts.

Microsystems on the pathway to energy autonomy were presented

by Bernd Folkmer from the Institute for Micro- and Information

Technology of the Hahn-Schickard-Gesellschaft (HSG-IMIT) using

micro-generators as an example. The vision is intelligent micro sys-

tems that are entirely autonomous, have an unlimited service life,

no maintenance costs and can be used reliably even at „remote loca-

tions“.

Dr Michael Meyer from the Research Institute for Leather and Plas-

tic Sheets (FILK) informed the audience about new materials from

thermoplastic collagen processing. The speaker proved that waste

materials can be utilised to obtain new and high-quality products by

presenting the example of thermoplastic collagen processing. This

technology can be used to convert animal hides and bones into nu-

trient films, three-dimensional moulded articles, suture material for

surgery and medicine or new composite materials.

Dr Peter Frey from the Research Association „Materials from renew-

able resources“ reported on „Using the efficiency of natural synthesis

for new materials“. The extent to which the efficiency of natural syn-

thesis ensures that regenerative raw materials become available and

what chances there are for environmentally friendly use were dem-

onstrated using examples such as biorefineries, biolubricants, natural

insulating materials, bioplastics and natural fibre reinforced plastics.

Zhe concluding podium discussion showed that research does not re-

quire new instruments, but rather an intensive dialogue concerning

greater coordination of research programmes and funding elements.

It also needs an effective reduction in bureaucracy and excellent

technology transfer to convey the know-how and research results

from the heads of scientists to the applications needed by small and

medium-sized businesses. Selling the results of research and awak-

ening even more interest among SMEs is an important role that falls

to the AiF cooperative research associations.

The papers and presentations can be downloaded from the News

archive from PTS homepage www.ptspaper.de.

Paul W. Rizzi, PhD

� 0 049 89 12146 300

*[email protected]


Das Drachenboot und die PTS – Der Beginn einer großen Sportlerlaufbahn

Riding the dragon boat – Or: PTS starts a successful sports career

Saturday, 12 August 2006 was the long-awaited day

– colleagues from PTS in Hei-denau started in the

1st Dragon Boat Cup final at the 4th island festival in

Laubegast near Dresden. After receiving the final brief-

ing by the skipper and having donned the outfits – PTS

was of course the best-looking team by far – we agreed

on a joint tac-tics, assisted by some useful hints from the canoeing

sports club team mates Verein Kanusport Dresden e.V.

The first opponents were the Laubegaster Wellenreiter (surfers). Im-

mediately after start, PTS had to master a difficult task: The fast-

flowing central part of the river - es-pecially if it’s a swollen one – is

least coveted by canoeists, and was therefore just perfect for the PTS

deagons. At 11 o’clock, the starting signal “Are you ready – Atten-

tion – Go“ rang out for the first time. The PTS team put up a tremen-

dous fight ending in a gripping neck-and-neck race from which PTS

emerged as winner, albeit only just.

Fuelled by this surge of adrenaline, PTS gave their next opponents

– the TIKKtanics and Zieh Mor Durch team (which were of course

paddling the easier outside lane) – a good going-over and shattering

defeat. Besides the professionals, PTS was thus the only team which

had qualified for the semi-final without repechage.

The second semi-final had a powerful start, the PTS team clenched

their teeth and fought their way to the top. Unfortunately, the op-

ponents (Rammbock and the Red Dragons) were heading toward the

riverside, forcing PTS to the middle. The deagons from PTS sum-

moned up their last reserves, but were still unable to maintain the

top position and ended up in a very slim third position.

Not only did PTS miss the Great Final by a hair’s breadth, but they

also couldn’t dis-embark because the Small Final was to start im-

mediatel y afterwards. Worn-out and exhausted, PTS oarsmen had

to compete against the Rankesprotten. In the face of adversity, they

showed incredible fighting spirit and were gung-ho to put their im-

age right again. Spurred on by anger, PTS emerged victorious from

our fourth race and, thus, from the Small Final and ended up fourth

in the overall placing - which is quite respectable for beginners.

Kai Blasius

� 0 049 3529 551 674

*[email protected]

Am Samstag, den 12 August 2006, war es endlich

soweit – Kollegen aus der pTS in Heidenau starteten

beim 1. Drachenbootcup des 4. Inselfestes in Laube-

gast. Nach der Team-Kapitän-Besprechung und dem

„Einkleiden“ – die PTS war natürlich das mit Abstand

am Besten aussehende Team – wurde die Renntaktik

unter Zuhilfenahme einiger nützlicher Tipps unserer fachkräftigen

Unterstützung aus dem Verein Kanusport Dresden e.V. besprochen.

Der erste Gegner waren die Laubegaster Wellenreiter. Gleich zu Be-

ginn hatte das PTS-Team eine schwierige Aufgabe zu meistern: wie

es Flüsse vor allem bei Hochwasser so an sich haben, ist die strö-

mungsintensivste Flussmitte die am wenigsten begehrte Paddelbahn

– also genau das Richtige für die PTS-„Drachen“. Um 11 Uhr hieß es

zum ersten Mal „Are you ready – Attention – Go“. Bei einem span-

nenden Kopf-an-Kopf-Rennen hatte die PTS trotz Innenbahn knapp

die (Drachen-)Nase vorn.

Mit diesem Motivationsschub wurden die zweiten Gegner, die

„TIKKtanic“ und „Zieh Mor Durch“ förmlich abgekocht (die Außen-

bahn muss an dieser Stelle ja nicht erwähnt werden). Somit hatte

sich das PTS-Boot als einziges neben den Profis direkt fürs Halbfinale

qualifiziert, musste also keinen Hoffnungslauf passieren.

Das Halbfinale ging stark los und das PTS-Team erkämpfte sich zäh-

neknirschend die Spitze. Dummerweise suchten die beiden Geg-

ner („Rammbock“ und „Red Dragons“) das Ufer und zwangen das

PTS-Boot in die Flussmitte, obwohl es die Außenbahn hatte. Trotz

Mobilisierung aller Kräfte konnte die Spitzenposition nicht gehalten

werden und die PTS wurde hauchdünn Dritter.

Nicht nur, dass damit knapp das Große Finale verpasst wurde, das

PTS-Boot musste ohne Pause gleich in das Kleine Finale. Nahezu

ausgepowert traten die PTS-„Drachen“ gegen die „Rankesprotten“

an. Unbezähmbarer Kampfgeist, eine gehörige Portion Wut im Bauch

und der Wunsch, das Bild vor den Gegnern wieder gerade zu rücken,

beflügelten die PTS-Ruderer und bescherte den Sieg im kleinen Fina-

le und somit den dritten Sieg im vierten Rennen. So erpaddelten sich

die PTS bei ihrem ersten Rennen einen respektablen fünften Platz.

Kai Blasius

� 0 049 3529 551 674

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PTS NEWS12

PTS-Forscher mit Otto von Guericke-Preis der AiF ausgezeichnet

Otto von Guericke Prize awarded to PTS researchers

AiF-Präsident Johann Wilhelm Arntz

verlieh den diesjährigen Otto von Gue-

ricke-Preis am 23. November 2006 in

Bremen für die Entwicklung einer

Technik zur Herstellung keramischer

Bauteile auf der Basis präkeramischer

Spezialpapiere. Ausgezeichnet wur-

den Dr. Andreas Hofenauer, der seit

2004 bei der PTS tätig ist, Renate Kir-

meier, die nach fünfjähriger Tätigkeit

bei der PTS seit 2006 freiberuflich tä-

tig ist sowie Dr. Nahum Travitzky und

Hans Windsheimer von der Friedrich

Alexander Universität (FAU) Erlangen-

Nürnberg.

Füllstoffe sollen in der Papiererzeu-

gung in erster Linie die Kosten redu-

zieren und die Eigenschaften der Pa-

piere ergänzen. Üblicherweise werden

maximale Füllstoffgehalte von 30 bis

40 Gew.-% angestrebt, z.B. bei Zeit-

schriften- oder Dekorpapier. Der Papiertechnischen Stiftung (PTS) in

München ist es in Zusammenarbeit mit der Friedrich Alexander Uni-

versität (FAU) Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für Glas und Keramik,

gelungen, den Füllstoffgehalt im Papier deutlich über das übliche

Maß hinaus bis auf 90 Gew.-% zu erhöhen. Als Folge nimmt das Pa-

pier größtenteils den Füllstoffcharakter an; es liegt somit der Füllstoff

im „Papierformat“ vor. Derartige Spezialpapiere können wasserba-

sierend mit üblichen Verfahren (Papiermaschine) hergestellt werden.

Auch können sie trotz des hohen Füllstoffgehaltes papierüblich be-

handelt, also kalandriert, beschichtet und geformt werden. Aufgrund

der vielfältigen Beschichtungs- und Formgebungsmöglichkeiten des

Werkstoffs Papier können dünnwandige, komplex geformte Werk-

stoffstrukturen effektiv realisiert werden.

Ein wichtiger Anwendungsbereich sind präkeramische, sinterfä-

hige Spezialpapiere. Diese Papiere sind mit präkeramischen (reak-

tiv keramische Phasen ausbildend) oder keramischen Füllstoffen bis

85 Gew.-% so stark angereichert, dass sie thermisch in keramische

Werkstoffe umgesetzt werden können.

Dr. Andreas Hofenauer und Renate Kirmeier von der Papiertech-

nischen Stiftung sowie Dr. Nahum Travitzky und Hans Windshei-

mer von der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

beschäftigen sich seit rund vier Jahren mit der Herstellung und ther-

mischen Umsetzung präkeramischer Papiere. Mögliche Einsatzge-

biete dieser innovativen Werkstoffe reichen von der Energie- und

Umwelttechnik über die chemische Reaktionstechnik bis hin zur

Medizintechnik.

Ein weiteres wichtiges Anwendungsfeld ist die Hochtemperatur-

technik. Bei modernen Brenntechniken, etwa für den Schnellbrand

von Porzellan, sind großflächige Wärmeschutz-Bauteile (Schotten)

notwendig. Sie bestehen aus hochtemperaturbeständigen Werkstof-

fen und sorgen für die thermische Abgrenzung unterschiedlicher

Brennkammerbereiche. Diese thermischen Barrieren im Ofeninnen-

raum sind mehrere Quadratmeter groß und besitzen eine geringe

Aktuelle Information / Recent Information

On 23 November 2006 in Bremen, AiF President Johann Wilhelm

Arntz awarded the Otto von Guericke Prize 2006 for the develop-

ment of a technique for producing ceramic elements from a prece-

ramic specialty paper. The recipients of the prize were Dr Andreas

Hofenauer, who has been at PTS since 2004, Renate Kirmeier, who

worked at PTS for five years before going freelance in 2006, and Dr

Nahum Travitzky and Hans Windsheimer from the Friedrich Alex-

ander University (FAU) in Erlangen-Nuremberg.

Fillers in papermaking are intended first and foremost to reduce costs

and supplement paper properties. Maximum filler contents between

30 and 40% by weight are normally desired, e.g. in newsprint or de-

cor paper. PTS Munich in co-operation with the Chair for Glass and

Ceramics at the Friedrich Alexander University (FAU) in Erlangen-

Nuremberg succeeded in significantly increasing the filler content of

paper far above what is normal and even up to 90% by weight. The

consequence is that the paper takes on much of the filler charac-

ter. The filler exists in a „paper format“, so to speak. Such specialty

papers may be manufactured water-based by conventional methods

(paper machines). Despite the high filler content, they can also be

handled and processed like paper, i.e. calendered, coated and shaped.

Thin-walled material structures with complex shapes can be effec-

tively realised in the light of the diverse possibilities for coating and

shaping paper as a material. One important range of applications is

preceramic specialty papers that are capable of being sintered. These

papers are enriched with preceramic fillers (that form relatively ce-

ramic phases) or ceramic fillers to such a degree (up to 85% by weight)

that they can be converted thermally into ceramic materials.

Dr Andreas Hofenauer and Renate Kirmeier as well as Dr Nahum

Travitzky and Hans Windsheimer have been working on the produc-

tion and thermal conversion of preceramic papers for more or less

the last four years. Possible uses for these innovative materials range

from energy and environmental technology, to chemical reaction en-

gineering and even medical engineering.

Renate Kirmeier and Andreas Hofenauer are the recipients of the Otto von Guericke prize in 2006

11 2006 13

Wärmeleitfähigkeit, eine gute Oxidationsbeständigkeit bis zu 1500

°C und eine hohe Formstabilität, um einen möglichst langen Einsatz

zu ermöglichen. Sie sind der Größe des Brennguts angepasst, erleich-

tern das Stapeln der Ware im Ofen und werden möglichst oft wieder

verwendet. Gegenwärtig haben die Schotten eine große Wandstärke

von bis zu 6 Millimetern und eine entsprechend große thermische

Masse, die zusätzlich zum Brenngut aufgeheizt werden muss. Basie-

rend auf den entwickelten präkeramischen Papieren können durch

papiertechnisch etablierte Formgebungsprozesse hohlräumige Kera-

mikkörper mit geringer thermischer Masse hergestellt werden, de-

ren Einsatz eine erhebliche Energieeinsparung bedeutet.

Ein weiterer gelungener Anwendungsfall für präkeramische sinter-

fähige Spezialpapiere ist ihre Adaption an das Rapid Prototyping-

Verfahren „Laminated Object Manufacturing“ (LOM). Neben groß-

flächigen Leichtbaustrukturen hat die keramische Industrie einen

großen Bedarf an keramischen Prototypen bzw. Kleinserien. Um den

Anforderungen der internationalen Märkte zu genügen, müssen die

Firmen der keramischen Industrie ihre Produkte immer schneller auf

den Markt bringen. Die geht einher mit immer kürzeren Entwick-

lungs- bzw. Produktionszyklen. LOM ist ein einfaches und elegantes

Verfahren zur Herstellung von Prototypen und ist eine der am meis-

ten verwendeten Rapid-Prototyping Technologien. In diesem Prozess

können, gestützt auf CAD-Modellen aus Spezialpapieren, schicht-

weise komplexe 3-D Strukturen erzeugt werden. Im Gegensatz zu

herkömmlichen Herstellungsverfahren der keramischen Industrie

sind beim LOM-Verfahren keine äußeren Press- oder Gussformen

notwendig. Daher ist die Herstellung eines Bauteils unabhängig von

seiner Geometrie. Der Wegfall des Formenbaus führt zu einer deut-

lichen Kostensenkung im Entwicklungsprozess. Als weiterer Vorteil

kann jedes denkbare technische Bauteil hergestellt werden, wobei

es zudem möglich ist, in einem Arbeitsschritt mehrere, auch un-

terschiedliche, Bauteile gleichzeitig zu produzieren. Der Einsatz der

LOM-Technologie für die Herstellung von Prototypen bzw. Klein-

serien keramischer Bauteile bringt der deutschen mittelständischen

Keramikindustrie entscheidende Wettbewerbsvorteile: Zum einen

kann durch die formenlose, flexible Herstellung von Prototypen ex-

trem schnell auf Kundenwünsche oder Marktanforderungen reagiert

werden. Zum anderen wird die Herstellung keramischer Kleinserien

mit dem entwickelten Herstellungsverfahren deutlich verbilligt, da

hohe Formenkosten nicht durch eine geringe Stückzahl amortisiert

werden müssen. Diesee Vorteile können längerfristig durch die

Gründung kleiner Dienstleistungsfirmen bzw. die Etablierung von

Rapid-Prototyping-Abteilungen in größeren Unternehmen zu neuen

mittel- bis hochqualifizierten Arbeitsplätzen führen.

Durch die Verwendung präkeramischer Papiere kann die keramische

Industrie eine große Bandbreite technischer Keramiken, z. B. Oxide,

Carbide oder Nitride, mit dem gleichen Verfahren herstellen. Dies ist

ein Novum, da bisherige Formgebungsverfahren und entsprechende

Keramiksysteme immer aufeinander abgestimmt werden mussten.

Erwin Polmann

� 0 049 89 12146 230

*[email protected]


Another important field of application is high temperature engineer-

ing. Heat protection elements (baffles) are necessary in modern firing

techniques, e.g. for the fast firing of porcelain. They consist of high-

temperature resistant materials and provide for a thermal boundary

between different compartments in the kiln. These thermal barriers

in the interior of the kiln may be several square metres in size and

exhibit low thermal conductivity, good resistance to oxidation up to

1500°C and high dimensional stability to allow them to be used as

long as possible. They are adapted to the size of the products to be

fired, make it easier to stack the products in the kiln and are reused

as often as possible. At present, baffles have a wall thickness up to

6 mm and a correspondingly large thermal mass, which means that

this must be heated up in addition to the products to be fired. The

preceramic papers that have been developed allow hollow ceramic

bodies to be produced by shaping processes already established in

the field of paper technology. These hollow ceramic bodies have a low

thermal mass which means a considerable savings of energy in use.

Another successful application for sinterable preceramic specialty pa-

pers is their adaptation to the rapid prototyping process of “laminated

object manufacturing” (LOM). In addition to large-scale lightweight

structures, the ceramic industry has a great need for ceramic proto-

types and small lots. In order to meet the requirements of interna-

tional markets, the companies in the ceramic industry must launch

their products ever more quickly. This goes hand in hand with ever

shorter development and production cycles and ultimately minimises

time to market. LOM is a simple and elegant method for producing

prototypes and is one of the most frequently used rapid prototyping

technologies. This process allows complex three-dimensional struc-

tures to be produced layer by layer out of specialty papers using CAD

models as the basis. Unlike conventional production methods used in

the ceramic industry, the LOM process does not require any external

pressing or casting moulds. This in turn means that the production

of a part is independent of its geometry. The elimination of mould

making significantly reduces the costs of the development process.

Another advantage is that any imaginable technical part can be pro-

duced. An even greater advantage is that it is possible to produce

several parts, even different parts, at the same time in one work step.

The use of the LOM technology to produce prototypes and small

lots of ceramic parts brings with it decisive competitive advantages

for middle-sized German ceramic companies: On the one hand, the

flexible production of prototypes without moulds gives companies

a quick turnaround time in response to customer wishes or market

requirements. On the other hand, the developed production process

significantly reduces the costs of producing small ceramic lots, since

the high costs of mould making do not have to be paid off by a small

number of parts. In the long run, these advantages can even lead to

the creation of new jobs with medium to high job qualifications by

establishing small independent service providers or by creating rapid

prototyping departments in larger companies.

The use of preceramic papers can provide the ceramic industry with

a large spectrum of technical ceramics, e.g. oxides, carbides or ni-

trides, using one and the same process. This is a true innovation,

since in the past the shaping process and the corresponding ceramic

system always had to be matched to one another.

Erwin Polmann

� 0 049 89 12146 230

*[email protected]


„Was macht die PTS so attraktiv?“

Als regelmäßiger Gast in den Räumen der PTS in München sitze ich

oft im Empfangsbereich, schaue mir das Chart mit dem Kundenver-

sprechen der PTS an und registriere auf dem Monitor die Ankündi-

gungen über PTS-Fachveranstaltungen. Gleichzeitig verfolge ich die

Mitarbeiter in Gesprächen mit Kunden.

Wenn man so dem Treiben in der PTS zuschaut stellt sich zwangs-

läufig die Frage: Was macht die PTS so attraktiv?

Bei meinen vielen Kontakten mit PTS-Mitarbeitern im Rahmen von

Coaching, Personalentwicklung und Führungstraining fiel mir im-

mer wieder eine ausgeprägte Leidenschaft für das Papier auf, viel-

leicht am prägnantesten in den PTS-Weiterbildungsveranstaltungen

erlebbar.

Das Grundkapital der PTS steckt in der Kompetenz eben dieser

Mitarbeiter und deren Kontaktnetz in die Institutionen und Un-

ternehmen der Papierwirtschaft hinein. Es sind schon interessante

Mitarbeiter-Typen, die diesen Wert der PTS repräsentieren, d.h. ein

gelungener Mix aus Forschern, Managern, Führungskräften, Bera-

tern, Projektleitern, Labor-Mitarbeitern, Dienstleistern und Nach-

wuchs-Mitarbeitern wie Doktoranden und Diplomanden.

Sie alle schaffen eine Kultur, die in meiner Wahrnehmung eine

Kombination aus Institut, Forschungslabor, Unternehmensberatung,

Versuchsanstalt, Fachhochschule, Kaderschmiede und Wirtschafts-

unternehmen darstellt.

Als Generalist habe ich hohen Respekt vor dem ebenfalls vielfältigen

Aufgaben-Mix, den im Prinzip jeder Mitarbeiter in der PTS zu leis-

ten hat und dies jeweils mit dem Anspruch auf Best Excellenz: man

muss bei der PTS Fachmann sein, Managerqualitäten haben, Pro-

jektmanagement beherrschen, Führen können, über akquisitorische

Fähigkeiten verfügen, im Team zusammenarbeiten und prozessuales

Denken und Handeln zeigen. Gar nicht so einfach, bei Menschen,

die eigentlich jeweils ein Kompetenz-Zentrum für sich darstellen!

Insofern ist es nur folgerichtig, dass sich die PTS in beständigen Ver-

änderungsprozessen befindet: Best-Excellenz-Denken führt zu stän-

digem Schleifen der Bereichs-Burgen in München und Heidenau, zu

wechselndem Zusammensetzen von Abteilungen und Teams, auch

zum regelmäßigen Blick auf den Mitarbeiter-Typ, der für den Weg

der PTS zum forschungsgestützten Dienstleistungsunternehmen ge-

nau der Richtige scheint.

Spitzenorganisationen der Zukunft zeichnen sich dadurch aus, dass

sie wissen, wie man das Engagement und das Lernpotenzial auf al-

len Ebenen einer Organisation erschließt. Die PTS ist entsprechend

dieser Definition eine Lernende Organisation, die interessanterweise

viele Lernprozesse in ehemaligen Klöstern – dem Hort von Bildung

und Kultur im Mittelalter und auch in der Gegenwart – initiiert.

Und als Dienstleister, der alle Bereiche in der Wertschöpfungskette

der Papierwirtschaft abdeckt, ist die PTS auch eine Wissende Or-

gansiation.

So stellt sich mir die interessante Aufgabe, an der Entwicklung einer

Personalentwicklungs-Strategie mitzuwirken, Führungskräfte-Ent-

wicklung mit den Führungskräften zu betreiben, Dialogveranstal-

tungen zwischen Management und Mitarbeitern zu moderieren,

Coachings auf Führungs- und Mitarbeiterebene durchzuführen

sowie Mitarbeiter auf ihren Auftritt bei PTA-Veranstaltungen vor-

zubereiten. Best-Practice-Workshops, die PTS-intern durchgeführt

What makes PTS so attractive …

Being a frequent visitor to PTS Munich, I often sit in their reception

area looking at the chart displaying their commitment to customer

services or at the screen announcing upcoming technical events.

While doing so, I am listening to PTS employees talking to their

customers.

Watching these bustling activities, one is bound to ask oneself: What

is it that makes PTS so attractive?

In the numerous conversations I had with PTS members during

coaching sessions, personnel development and management training

measures, and perhaps most strikingly at PTS continuing education

events, I kept noticing their genuine passion for paper.

The main asset of PTS is the great competence of its employees and

wide network of contacts they have built with companies and organi-

sations of the paper industry. Its a bunch of really unusual and highly

interesting people who are making up this asset, a well-balanced

mixture of researchers, managers, executives, consultants, project

leaders, lab workers, service providers and junior workers such as

doctoral candidates or students about to take their diplomas.

Together they are creating a corporate culture which I perceive as

a combination of institute, research laboratory, consulting agency,

pilot plant, university of applied sciences, cadre training unit and

business enterprise.

Being a generalist myself, I have great respect for the vast variety of

tasks each PTS member is expected to perform to the standard of

Best Excellency: They need to be experts, managers, project leaders,

team workers, canvassers, cross-procedural thinkers and activists

all in one. No easy task for someone who is actually representing a

competence centre of his or her own.

From that point of view, it is only logical that PTS is in a continu-

ous process of changing: True to its principle of Best Excellency, en-

trenched structures both in Munich and Heidenau are constantly

questioned and modified, teams and departments keep being

changed and reformed, and managers are permanently on the look-

out for people able to spearhead and advance the development of PTS

into a research-based service provider.

Top-ranking organizations of the future will be set apart from others

by their outstanding ability to fully develop and utilize the commit-

ment and learning potential of their members across all organisation-

al levels. According to this definition, PTS is a learning organisation.

Interestingly, it got many of its learning processes started in former

monasteries – cultural and educational strongholds both in medieval

times and today. As a service provider which covers all parts of the

paper industry’s value chain, PTS is also a knowledgeable organisa-

tion.

Against this background, I have been entrusted with the interest-

ing tasks of helping to develop a strategy of personnel development,

training PTS leaders to improve their managerial qualities, chairing

talks between leaders and their teams, performing coaching sessions

on staff and executive levels, and training employees who have to

chair and present continuing education events. Best Practice Work-

shops taking place as in-house trainings complete the present learn-

ing campaign of PTS.

On all these occasions, the members of PTS proved to be curious,

quick to respond, achievement-oriented and interested in finding so-

11 2006 15

werden, runden derzeit das breite Spektrum an Lernoffensiven in

der PTS ab.

Bei allen diesen Maßnahmen zeigen sich die PTS-Mitarbeiter neu-

gierig, reaktionsschnell, an Lösungen interessiert und erfolgsorien-

tiert - Die PTS also eine einzigartige Erfolgsgeschichte?

Ich kehre zu unserer Ausgangssituation zurück: auf dem Tisch im

Empfangsbereich der PTS stapeln sich Magazine und Fachinforma-

tionen aus der Papierwirtschaft und der Industrie – Anzeichen für

eine sich stets dynamisch weiterentwickelnde Branche und Wirt-

schaft, die die PTS fordert.

Das bedeutet nicht nur über Können zu verfügen, sondern harte

Arbeit; das bedeutet unternehmerisch handeln und nicht nur ein

Institut sein; das bedeutet die Hinwendung zu neuen Technologien

und deren Produktmanagement; das bedeutet Benchmarking mit

vergleichbaren Einrichtungen; das bedeutet Attraktivität auch für

die Zukunft schaffen ...

Dass die PTS auf diesem Weg bereits sehr weit gekommen ist, wurde

mir als Besucher auf der diesjährigen Zellcheming deutlich. Der rege

Betrieb auf dem Messestand der PTS, die vielen Personen, die diesen

Stand regelmäßig aufsuchten zeigten mir, welch hohe Anerkennung

die PTS als Institution der Papierwirtschaft findet.

Mathias Nolting, Inhaber mn consulting

Enzianstrasse 13 a, D-82194 Gröbenzell

www.mnc-nolting.de

lutions - Does this mean PTS is nothing but a unique success story?

Let me come back to my initial situation in the reception area: piling

up on the table in front of me are stacks of technical journals and

leaflets from the papermaking and its related sectors – signs of a dy-

namically developing industry making great demands on PTS.

Meeting these demands means hard work to PTS: Apart from having

the necessary skills and know-how, PTS must act entrepreneurially

rather than as a mere institute, must always be open to new tech-

nologies and their product management, benchmark itself against

comparable organisations, maintain its attractiveness also in the fu-

ture ...

But PTS has already come a long way, as I could see at this year’s

Zellcheming conference. The lively interest in its exhibition booth

showed the great recognition PTS has won in the industry, and that

is has developed into a paper-industrial institution.

Mathias Nolting, Owner of mn consulting

Enzianstrasse 13 a, D-82194 Gröbenzell

www.mnc-nolting.de


mn consulting, 1997 gegründet, konzentriert seine Dienstleistungen auf die Gebiete Personal, Beratung und Training.

Hierbei werden die aktuelle Themenstellung in Zusammenhang und in den Auswirkungen auf das Gesamtgeschehen

im Unternehmen betrachtet. Kernkompetenzen sind Prägung des Unternehmens durch Führung, Geschäftschancen

durch Vertriebsorientierung und Beziehungsmanagement zum Markt durch Kundenorientierung.

mn consulting, founded in 1997, focuses on services in the fields of personnel development, consulting and training.

Each subject is handled within the customer’s overall context, considering the effects on the company as a whole.

Shaping businesses by leadership, creating business opportunities through marketing orientation, and managing

contacts and relationships with the market through customer-orientation are our core competencies.

„STICKY-SITZUNG“ der Vereinigung Pack- und Wellpappenpapiere

Federation Packing and Corrugated Board Papers „Sticky Meeting“

Am 31. März 2006 fand eine erste „Sticky-Sitzung“ in Frankfurt

statt. Anlass dafür waren die vielen offenen Fragen zum Thema „Sti-

cky“ und die Fülle von Publikationen, die es zu diesem Thema gibt.

Das Programm wurde gemeinsam von PMV TU Darmstadt und der

PTS München gestaltet. Es wurde ein Überblick zu allen relevanten

Stickythemen wie Analytik, Entstehung, Vermeidung, Prozessanaly-

sen und Forschungsbedarf gegeben. Abschließend wurden vier FuE-

Themen ausgearbeitet, die weiteren Forschungsbedarf beinhalten

und weiterverfolgt werden. Da diese Veranstaltung große Resonanz

fand und das Sticky-Thema auch weiterhin für die Werke der Ver-

einigung Pack- und Wellpappenpapiere sehr große Bedeutung hat,

wird eine nächste „Sticky-Sitzung“ im Frühjahr 2007 stattfinden.

Ingrid Demel

� 0 049 89 12146 461

*[email protected]

The first Sticky Meeting took place on 31st March 2006 in Frank-

furt, Germany. The reason for convening the meeting were the many

open questions regarding „stickies“ and the wealth of publications

that exist on this topic. The programme was organised jointly by

the Papermaking and Mechanical Process Engineering Department

(PMV) at Darmstadt Technical University and PTS Munich. An over-

view was first presented on all relevant sticky topics such as analysis,

formation, prevention, process analyses and research demand. Four

R&D topics were subsequently worked out that contain additional

research demands that will be pursued later. As this event received

considerable resonance and since the topic of stickies continues to be

of paramount importance for the work of the Federation Packing and

Corrugated Board Papers, the next Sticky Meeting was scheduled

for Spring 2007.

Ingrid Demel

� 0 049 89 12146 461

*[email protected]


Unabhängige Beratungs-Kompetenz für die Papierindustrie

Independent consultany competence for the paper industry

PTS News: Herr Maaß, Sie haben vor eini-

gen Monaten bei der PTS angefangen und

sind für den Bereich Markt und Strategie

verantwortlich. Was können sich unsere

Leser unter diesem Bereich vorstellen und

welche Ziele haben Sie?

Wir haben Kunden, die sich komplette Stra-

tegien für neue Geschäftsfelder entwickeln

lassen, die von uns durch neutrale Marktfor-

schung bei der Adressierung neuer Märkte

oder bei der Entwicklung neuer Produkte

und Features unterstützt werden und die sich

bei der Förderung von innovativen Produkt-

Ideen beraten lassen. Ganz wichtig bei den

sensitiven Kundenprojekten ist die garan-

tierte Neutralität der PTS. Diese Neutralität

ermöglicht eine objektive Beurteilung und

Erarbeitung der Kundenprojekte mit einem

einmaligen fachlichen Know-how.

Wir möchten im Bereich Markt & Strategie das unabhängige Kompe-

tenz-Zentrum für die Papierindustrie für marketing- und vertriebs-

relevante Themen sein. Das fängt bei klassischer Marktforschung an,

geht über die Ermittlung von Marktpotenzialen und Vertriebswegen,

über die Entwicklung neuer Geschäftsfelder und Produkte bis hin

zur Unterstützung im Bereich Kundenbindung. Das erreichen wir

über unsere enge Zusammenarbeit mit internen PTS Bereichen, über

die enge Zusammenarbeit mit Behörden und Verbänden sowie dem

regelmäßigen Austausch mit unseren Kunden.

PTS News: Sie sind zwar Papiermacher, waren aber in den ver-

gangenen Jahren in der IT- und Multimedia-Branche tätig. Was

hat Sie dazu bewegt sich wieder dem Thema „Papier“ zu wid-

men?

Ich denke, dass einen das Thema Papier nie los lässt, wenn man ein-

mal damit infiziert wurde. Es gibt viele Technologien, die unheimlich

hochgejubelt wurden und dann doch nur ein Schattendasein führen

oder völlig aus dem täglichen Leben verschwunden sind. Papier hin-

gegen ist auch heute noch allgegenwärtig und aus dem täglichen

Leben nicht wegzudenken. Ich möchte mich mit dem Produkt bzw.

der Branche, in der ich arbeite, identifizieren können.

Weiterhin bin ich davon überzeugt, dass im Papier noch viel Poten-

zial steckt. Es wird neue Sorten geben, die maßgeblich das tägliche

Leben beeinflussen werden. Denken wir nur an die Möglichkeiten,

die in High-Tech Papieren mit Multifunktionen stecken, die die neu-

en Füllstoff-Rezepturen bringen – oder auch die Nano-Technologie

mit ihren Möglichkeiten. Weitere große Chancen sehe ich in der Ver-

packungsindustrie oder auch bei den Optimierungspotenzialen im

Bereich Altpapier-Verwertung sowie Energieersparnis und Umwelt-

schutz. In Zukunft wird es auch viele Produkte aus dem Hochtech-

nologiebereich geben, die auf Erfahrungen aus der Papierbranche

zu rückgreifen und in Kombination zukunftsweisende Technologien

liefern.

PTS News: Was sind Ihrer Meinung nach die Vorteile der PTS

gegenüber anderen Beratungsunternehmen?

Die PTS bietet Fachwissen aus der Papier erzeugenden- und Papier

PTS News: Mr Maass, a few months ago

you took up your job at PTS as head of

the Market & Strategy team. How would

you describe this area to our readers, and

which are your aims?

We have customers who assign us the com-

plete strategic development of new business

lines, who enlist our neutral services in the

area of market research to access new mar-

kets, or for the development of new products

and features. Other customers seek advice

about funding opportunities for innovative

product ideas.

In particular for sensitive customer projects,

the guaranteed independence and neutrality

of our services is highly important. It is the

basis for objective evaluation and the optimal

performance of customer projects by means

of our unique technical know-how.

As Market & Strategy experts, we want to be an independent compe-

tence centre of PTS and partner for all relevant marketing and sales

issues of the paper industry ranging from classic market research

to the identification of market potentials and distribution channels,

development of new business lines and products, and winning over

or maintaining the loyalty of customers.

PTS News: Being a papermaker by trade, you have been working

in the IT and multimedia sector before joining PTS. How come

you’ve returned to “paper“?

I think that once you’ve been “infected” with paper technology you

can’t get it out of your mind again. Quite many a technology has

been hyped and oversold at first to prove to be a flash in the pan af-

terwards. Paper, however, has never disappeared from everyday life,

and it’s hard to imagine life without it. It is important to me that I can

identify with the product or sector I am working with.

Furthermore, I am convinced that paper has still a lot of potential.

New grades will be developed and have considerable impact on dai-

ly life. I’m just thinking of the numerous opportunities opened up

by multifunctional high-tech papers or new filler formulations, or

nano-technology and its possibilities. I also see great chances in the

packaging sector, or in the optimization potential yet to be exploited

in paper recycling, energy reduction and environmental protection.

Many high-tech products of the future will be based on the paper

industry’s vast experience combined into pioneering techniques.

PTS News: What do you think are the competitive advantages of

PTS over other consulting firms?

Our decisive competitive edge – and the greatest benefit we can of-

fer our customers – is our specialist know-how of the papermaking,

converting and related sectors. Typical consulting firms are staffed

by generalists rather than experts in specific fields, and must buy

the necessary expert know-how. This involves information deficits

and communication problems. PTS is equipped with the necessary

know-how and information as well as seasoned project leaders ca-

pable of ensuring the optimum co-ordination and organization of

customer projects.

Dirk Maaß, Head of Market & Strategies


verarbeitenden Industrie sowie den angrenzenden Branchen. Das ist

ein klarer Wettbewerbsvorteil für die PTS und damit auch für unsere

Kunden im Vergleich zu sehr breit aufgestellten Unternehmensbera-

tungen, die das entsprechende Know-How oft zukaufen müssen. Das

wiederum führt häufig zu Informationsdefiziten und Kommunikati-

onsproblemen. Bei der PTS haben unsere Kunden einen erfahrenen

Projektleiter, der alles koordiniert und die nötigen spezifischen fach-

lichen Informationen organisiert.

Ein weiterer sehr großer PTS Vorteil ist, dass bei uns Mitarbeiter

aus den Bereichen Papiertechnik, Verfahrens- und Umwelttech-

nik, BWL, Naturwissenschaften, Energietechnik und Prozessopti-

mierung arbeiten. Dadurch, dass alles unter einem Hut ist, ist ein

direkter, schneller Austausch und die Einbindung aller Fachabtei-

lungen möglich. Unsere Mitarbeiter konnten langjährige Praxiser-

fahrung in der Industrie sammeln und können daher pragmatisch

an Projekte herangehen und ihre praktische Fach-Kompetenz in die

Projekte einbringen. Das führt dazu, dass PTS die Sprache der Kun-

den spricht, was zu einem schnellen und guten Verständnis zwi-

schen den Parteien führt.

Neben den „Praktikern“ haben wir auch viele promovierte Mitarbei-

ter verschiedener Disziplinen und wissenschaftlich orientierte Kräf-

te, die sich in den Bereichen FuE zu Hause fühlen, ständig an neuen

Lösungen für die Papierindustrie arbeiten und innovative Produkte

entwickeln möchten. Heutzutage ist es auch sehr wichtig für die

Kunden- und FuE-Aufträge Netzwerke zu nutzen. Hier bedient sich

PTS eines exzellenten Partner-Netzwerkes innerhalb der Branche

und zu anderen Forschungsinstituten. Außerdem hat PTS hervorra-

gende Kontakte zu Behörden und Verbänden.

PTS News: Wie ist der klassische Ablauf Ihrer Beratungsprojekte?

Unsere Beratungsprojekte sind sehr vielschichtig. Von daher fällt es

etwas schwer alle über einen Kamm zu scheren. Oft kommen Kun-

den auf uns zu, die fragen ob wir sie bei bestimmten Projekten, Pro-

zessoptimierungen oder Produktentwicklungen unterstützen kön-

nen. Häufige Gründe der Kontaktaufnahme sind Ressourcen- und

Kapazitäts-Engpässe beim Kunden sowie das exzellente fachliche-

und Branchen-Know-how der PTS.

Häufig geht die Initiative aber auch von der PTS aus. Es kommen

Another major advantage of PTS is our wide-ranging and highly di-

versified know-how in the areas of paper technology, process engi-

neering, environmental technology, business administration, natural

sciences, energy technology and process optimization. Having all the

experts under the same roof is the basis for fast and direct exchang-

es and an efficient co-operation and intercommunication between

different disciplines. Moreover, our employees have many years of

experience in industrial practice. They proceed pragmatically and

contribute their practical skills and professional competence to each

project. They speak the same language as the customer - the basis for

understanding each other well and immediately.

In addition to our practitioners, we have a large number of employ-

ees holding doctorates as well as scientifically oriented staff familiar

with all aspects of research and development. They keep looking

for novel solutions for the paper industry and are eager to develop

innovative products. Our strong focus on research guarantees the

customer access to the latest innovations. This is aided by our excel-

lent network of contacts and partnerships with the industry, other

research institutes, authorities and associations.

PTS News: Could you describe the typical procedure of a con-

sulting project?

Our projects are highly complex – you can’t just lump them all to-

gether. Many customers seek our support in specific tasks, process

optimizations or product developments because they lack the neces-

sary resources or capacities to do it on their own or because they

know about our excellent technical and industrial know-how.

In many cases, however, we are making the first move. Our R&D

work often leads to ideas and innovative products which may strike

us as perfect substitutes or additions to a customer’s existing prod-

uct portfolio. We then contact the customer to discuss which added

value the development would create for them.

What is common to all our projects is the formulation of clearly de-

fined objectives together with the customer, and of a project plan

including major milestones and feedback loops. On this basis, we

perform market studies, develop sets of measures, recommend fur-

ther activities and assist the customer with the implementation. Af-

ter the project, we remain at the customer’s disposal for continuous

Typical questions of a market and competition analysis


Ideen aus unserem FuE Bereich und wir stellen fest, dass diese Pro-

duktinnovation eine sehr gute Ergänzung oder Substitution eines be-

stehenden Produktportfolios eines unserer Kunden bedeutet. Dann

treten wir in Kontakt mit dem Kunden und diskutieren, welchen

Mehrwert der Kunde durch diese neuen Entwicklungen hat.

Was ich sagen kann ist, dass wir uns mit unserem Kunden zusammen-

setzen, eine klare Zieldefinition erstellen und den entsprechenden

Projektplan mit wichtigen Meilensteinen und Feedbackschleifen

definieren. Da raufhin erstellen wir Marktstudien, entwickeln Maß-

nahmenkataloge, geben Empfehlungen für die weiteren Aktivitäten

und unterstützen unsere Kunden auch bei der Umsetzung. Weiter-

hin stehen wir unseren Kunden natürlich auch zur kontinuierlichen

Weiterentwicklung des Pro jektes zur Verfügung.

PTS News: Welche Erfahrungen haben Sie während den letzten

Beratungsprojekten und Marktstudien machen können?

Während der letzten Marktstudien haben wir festgestellt, dass sich

die meisten Unternehmen ganz auf die Optimierung bestehender

Prozesse und die optimale Nutzung bestehender Anlagen konzent-

rieren. Momentan liegt der Fokus stark auf der Kosteneinsparung.

Hierbei ist eine PTS Beratung langfristig gesehen wesentlich güns-

tiger als das interne Ausprobieren immer wieder neuer Parameter.

Andere Firmen, die ihr Produktangebot aufgrund der Wettbewerbs-

und Marktsituation ergänzen möchten, machen aufgrund mangeln-

der Ressourcen häufig unzureichende Marktforschung. Hierbei kann

die PTS sie durch Erfragung des Kundenbedarfs und Marktpotenzials

unterstützen, um zu verhindern, dass Produkte „am Markt vorbei“

entwickelt werden. Vor jeder aufwendigen Produktentwicklung und

–einführung sollte jedoch eine professionelle Marktstudie erstellt

und eine „Going to Market“ Strategie und Marketingplanung zu-

sammen entwickelt werden

Gerade kleine und mittelständische Unternehmen (KMUs) haben

häufig Hemmungen, die PTS als Beratungsunternehmen hinzuzu-

ziehen, da sie denken, dass ein Beratungsprojekt nicht in ihr Budget

passt. Viele KMUs wissen allerdings nicht, dass man gemeinsame

Entwicklungen staatlich fördern lassen kann und das eigene Budget

dadurch sehr stark geschont wird.

PTS News: Oft hört man, dass der Standort Deutschland ein

Wettbewerbsnachteil ist. Herr Maaß, wie schätzen Sie den Wirt-

schaftsstandort Deutschland ein?

Ich denke, dass er nicht so schlecht ist, wie er gemacht wird. Nach

einer Studie der Wirtschaftsprüfungsgesellschaft Ernst & Young be-

legt Deutschland in der Standort-Statistik Platz fünf hinter China,

den USA, Indien und Polen. Besonders geschätzt werden der Studie

zufolge die Infrastruktur, die Qualität von Forschung und Entwick-

lung sowie die gute Ausbildung der Arbeitskräfte und die politische

Stabilität. Um auf lange Sicht nicht den Anschluss zu verlieren, muss

sich Deutschland allerdings auf seine Stärken besinnen. „Wir können

nicht billiger sein als die Chinesen oder die Polen. Aber wir können

deutlich besser sein. Immerhin genießen Deutschlands Ingenieure

nach wie vor Weltruf“, sagt Englisch.

Hinzu kommt, dass die Bundesregierung die Wichtigkeit des Mit-

telstandes erkannt hat und viele Entwicklungsgelder in den Bereich

FuE zur Verfügung stellt. An dieser Stelle möchte ich gerade an die

KMUs im Bereich der Papier verarbeitenden Industrie appellieren

und sie auffordern in Zusammenarbeit mit der PTS in ihre Forschung

zu investieren, neue Produkte auf den Markt zu bringen und das

Angebot der Fördergelder anzunehmen.

improvements and further developments.

PTS News: Which experience have you gained from your recent

consulting projects and market studies?

Our previous market studies have shown that most companies con-

centrate on the optimization of existing processes and optimum use

of existing facilities, i.e. on cost reduction. Against this background,

it is much more efficient for a company to enlist long-term consulting

services than to tinker around with ever new parameters.

Firms wishing to complement their product range to stay competi-

tive often fail to do adequate market research because they lack the

necessary resources. PTS can assist them with surveys to establish

the market potential and demands and prevent product developments

which miss the market. Professional market studies should precede

every major product development and market launch, as should a

jointly developed ”going-to-market“ strategy and marketing plan.

In particular small and medium-sized companies are often reluctant

to enlist our consulting services for fear of exceeding their budgets.

What many of them don’t know is the possibility of getting pub-

lic funding for these joint projects, which would save them a lot of

money. From their own research projects, our specialists know all

about national and European funding schemes and how to utilize

them to the benefit of our clients.

PTS News: Being based in Germany has often been regarded as

a competitive disadvantage. Mr Maass, what do you think about

Germany as a business location?

A recent study by Ernst & Young into “Germany as a business lo-

cation“ came to the conclusion that Germany continues to enjoy a

favourable reputation among companies abroad. The study ranks

Germany fifth in international statistics, behind China, the US, India

and Poland. What is particularly appreciated by foreign businesses is

the country’s good infrastructure, high quality of R&D, excellently

qualified workforce and political stability. Germany must remember

its strengths, however, or it will miss the boat in the long run. „We

cannot be cheaper than Poland or the Chinese. But we can be a great

deal better than they. German engineers continue to have a world-

wide reputation“, says Englisch, one of the study’s authors. And that

„…qualification, productivity and motivation continue to be factors

of major importance to foreign companies choosing their location.“

I guess that says it all. Which does not mean that I am seeing my

country through rose-tinted spectacles – but I wouldn’t be too pes-

simistic about the future of the German paper industry.

In addition, the German government has realized by now how im-

portant the country’s small and medium sized businesses are to its

economy, and they have set up considerable R&D funding schemes

for SME. Let me therefore use this opportunity to call especially on

SME of the converting sector to join forces with PTS and invest more

into research, launch new products and make use of the funding

offered.

PTS News: One last question: Which advice would you give our

readers to remember?

First I want to offer them our consulting services not only in the

area of Market & Strategy, but also in the other fields covered by our

highly qualified experts. Markets are getting tighter, competition

fiercer, energy costs continue to rise and still – or just because of that

–papermakers must recognize trends early, develop new products,

use novel technologies, optimize processes and address the needs of

their customers. PTS is renowned for its know-how in the areas of


EFPRO startet Aktivitäten EFPRO gets goingFollowing its foundation in April 2006 (see the previous issue of PTS

News) and official recognition as an international non-profit organi-

zation by the Belgium Ministry of Justice, EFPRO is now canvassing

for members. Invited to join are public and private institutions which

are actively involved in research and development, technology trans-

fer, university education or further training for the pulp and paper

industry. EFPRO stands for Association of European Fibre and Paper

Research Organisations; and has been established to represent the

interests of the institutions in Europe and provide useful support for

their activities. Together with EFI and INNOVAWOOD, its partner

organisations of the forest-based sector, an EFPRO task force is cur-

rently preparing tools and information to promote the participation

of research institutes in project consortia of the 7th EU Research

Framework Programme. For this purpose, the three partners are also

closely co-operating with the management of the Forest-based Sec-

tor Technology Platform (FTP). EFPRO represents the scientific side

of the pulp and paper sector in the new or-

ganisational structure of FTP (see the Article

on page 51), joining forces with CEPI Research

Group, the industry representing, and EFI and

INNOVAWOOD, representing the interests of

scientific institutes.

The first event of EFPRO – its first assembly meeting which is at

the same time an info session open to anyone interested – will be

held closely to the conference of the Forest-based Sector Technology

Platform in the Finnish town of Lahti in the morning of 22 Novem-

ber 2006. For further information, please visit the EFPRO homepage

www.efpro.org.

Werner Foerster

� 0 049 89 12146 250

*[email protected]

EUROPEAN FIBRE AND PAPERRESEARCH ORGANISATIONS

EFPRO

PTS News: Eine letzte Frage. Was möchten Sie den Lesern der

PTS News mit auf den Weg geben?

Den Lesern der PTS News möchte ich die Unterstützung der PTS

nicht nur im Bereich Markt & Strategie anbieten sondern auch der

anderen hoch qualifizierten Bereiche der PTS. Der Markt wird en-

ger, der Wettbewerb nimmt zu, Energiekosten steigen immer weiter

und trotzdem oder gerade deswegen muss die Papierbranche Trends

frühzeitig erkennen, neue Produkte entwickeln, neue Technologien

einsetzen, Prozesse optimieren und die Bedürfnisse ihrer Kunden

adressieren. Wir helfen Ihnen gerne, wichtige Marktrecherchen ab-

zunehmen und durch eine neutrale Meinung die weitere Entwick-

lung ihres Unternehmens in die richtige Richtung zu lenken. Wir

sehen uns als neutraler Dienstleister am Markt und erarbeiten mit

Ihnen zusammen die nötigen weiteren Schritte für eine erfolgreiche

Zukunft - von der Idee bis zur Produkteinführung.

Dirk Maaß

� 0 049 89 12146 567

*[email protected]

product and process optimization, stock preparation, chemical man-

agement, water treatment and engineering as well as energy, and we

can be proud of our list of successful references. It will be our pleas-

ure to do market studies and surveys for the paper industry, and to

assist companies in their development through independent consult-

ing. We see ourselves as a neutral services provider who joins forces

with the client to develop the necessary steps towards the company’s

future success – from the initial product idea to market launch.

Dirk Maass

� 0 049 89 12146 567

*[email protected]

Nach seiner Gründung im April 2006 - wir haben in den letzten

PTS News darüber berichtet - und nach nun erfolgreicher Aner-

kennung durch das Belgische Justizministerium als internationale

gemeinnützige Organisation lädt EFPRO alle interessierten Orga-

nisationen – private und öffentliche Einrichtungen, die im Bereich

der Forschung und Entwicklung, des Technologietransfers oder der

akademischen Aus- und Weiterbildung im Sektor Zellstoff und Papier

aktiv sind, zur Mitgliedschaft ein. EFPRO steht für Association of

European Fibre and Paper Research Organisations und versteht sich

als die Interessensvertretung der o.g. Einrichtungen in Europa und

will ihren Mitgliedern durch ihre Aktivitäten einen Nutzen bei der

Erfüllung ihrer Aufgaben bringen. So arbeitet eine EFPRO Task Force

bereits in Zusammenarbeit mit den Partnerorganisationen des Forst-

und Holzsektors - EFI und INNOVAWOOD – daran, Informationen

aufzubereiten und Hilfsmittel bereitzustellen, die die Mitwirkung

von Forschungseinrichtungen in Konsortien für Projekte des 7. EU-

Forschungsrahmenprogramms fördern sollen.

Diese Aktivitäten erfolgen in enger Kooperation

mit dem Management der Forest-based Sector

Technology Platform (FTP). Innerhalb der neu-

en FTP-Organisation (siehe Artikel Seite 51)

vertritt EFPRO die Wissenschaftsseite des Sek-

tors Zellstoff und Papier. EFRPO arbeitet hier einerseits eng mit der

CEPI Research Group als Interessensvertretung der Industriesektors

und andererseits mit den Organisationen EFI und INNOVAWOOD als

Interessenvertretung der Wissenschaftseinrichtungen zusammen.

Die erste Veranstaltung von EFPRO – Mitgliederversammlung und

Information für Interessenten – wird im Zusammenhang mit der

Konferenz der Forest-based Sector Technology Platform am Vormit-

tag des 22. November 2006 in Lahti / Finnland stattfinden. Alle

Interessierten sind eingeladen daran teilzunehmen. Ausführliche In-

formationen finden Sie auf der EFPRO-Homepage www.efpro.org.

Werner Foerster

� 0 049 89 12146 250

*[email protected]

PTS NEWS20 Produktentwicklung / Product development

Unternehmen nutzen die PTS-Beratung

Companies are using PTS consultancy services

Vor einigen Jahren hatten die Unternehmen der Papierwirtschaft

viele Positionen, wie Betriebsassistenten, Assistenten der Geschäfts-

leitung, F&E Leiter, Laborleiter, usw. Sie sind heute größten Teils dem

Rotstift zum Opfer gefallen und Geschäfts- wie Produktionsleitung

müssen mit einer Minimalbesetzung auskommen. Dennoch wird

das Tagesgeschäft hoch professionell erledigt, denn die technolo-

gische Entwicklung nimmt den Produktionsverantwortlichen viel

Routinearbeit ab. Allerdings ist mit diesen Arbeiten das zur Verfü-

gung stehende Zeitkontingent meist erschöpft.

Das Produkttuning wird in der Regel von den weit entfernten F&E-

Zentren der Konzerne oder von den Zulieferern übernommen. Da-

durch kommt es zu Know-how-Verlusten innerhalb der Werke.

Unter diesen Bedingungen werden seit einiger Zeit durchaus wirt-

schaftlich Papier, Karton, Pappe aber auch Verpackungsmittel er-

zeugt. Allerdings werfen diese veränderten Rahmenbedingungen

eine Reihe von Fragen auf:

1. Was geschieht, wenn es zu nachhaltigen Problemen innerhalb der

Produktion kommt?

2. Mit welchen Ressourcen wird nachhaltige Produktentwicklung

durchgeführt?

3. Wie werden die Unternehmen die neuen Herausforderungen im

Bereich der Energiekosten angehen?

4. Was werden die Unternehmen tun, um der schlechter werdenden

Qualität der Altpapiere entgegenzuwirken?

5. Wie werden die Europäischen Unternehmen mit Überkapazitäten

umgehen?

Und das sind nur einige der wichtigsten Fragen der nahen Zukunft,

um aufzuzeigen, dass in solchen Situationen neutrale Dienstleister

hilfreich sein können; wichtig ist es allerdings, Dienstleister zu fin-

den, die nicht nur vorhandenes Wissen mehrfach kopiert anbieten.

Der Dienstleister sollte ebenfalls (Beratungs-) Produkte entwickeln,

um State-of-the-Art zu bleiben. Er sollte die Bedürfnisse seiner Kun-

den mit Beratungsprodukten befriedigen, die einen kurzen ROI ha-

ben und das Know-how des beratenen Unternehmens steigern.

Die PTS hat in den vergangenen Jahren Beratungsprodukte entwi-

ckelt, die diesen Anforderungen genügen. Als Beispiele seien hier

nur der SystemCheck Water® und der SystemCheck Energy® ge-

nannt. Mit diesen Produkten kann die PTS ihren Kunden aufzeigen,

wo sich Einsparpotenziale befinden und welche Maßnahmen sinn-

voll sind. Im SystemCheck Energy® haben wir in vielen Projekten

Einsparpotenziale von über 10% aufzeigen können. Davon war ein

hoher Anteil sofort oder mit nur sehr geringen Investitionen umsetz-

bar, so dass sich die Beratungskosten in der Regel binnen des ersten

Jahres amortisiert haben.

Neben diesen Produkten wurde die PTS auch mit Arbeiten in der

Prozessoptimierung beauftragt.

Die Produktentwicklung, nicht zu verwechseln mit der Produktop-

timierung, gewinnt in den letzten Jahren immer stärker an Bedeu-

tung. Präkeramische Papiere sind ein Beispiel dafür, mit welchen

Produkten unsere Papierindustrie den zukünftigen Herausforde-

rungen gerecht werden kann.

Die nachhaltige Produktentwicklung ist eine neue Dienstleistung im

Angebot der PTS und wir sind der Meinung, dass dieses Angebot

bezogen auf die Zukunft der Papierindustrie ein hohes Maß an Be-

A few years ago, companies in the paper industry had many positions

such as assistant plant manager, assistant to the general manager,

head of R&D, head of laboratory, etc. Most of these positions have

been axed in the meantime. Both administration and production

management must now make do with a skeleton crew. Nevertheless,

daily business has to be conducted on a professional basis, for tech-

nological development relieves production managers much of their

routine chores. This work, however, usually consumes most of the

time available.

Product tuning is usually taken over by the company‘s remote R&D

centres or by the suppliers. This in turn leads to a loss of know-how

in the plant.

Paper and paperboard and even packaging papers have been manu-

factured efficiently under these conditions for some time now. How-

ever, these changed framework conditions raise a number of ques-

tions:

1. What happens when permanent problems occur in production?

2. Which resources can be used for sustainable product develop-

ment?

3. How will companies cope with the new challenges in the field of

energy costs?

4. What will companies do to counteract the progressively poorer

quality of recovered papers?

5. How will European companies deal with overcapacity?

And these are only some of the more important questions of the near

future that indicate how important independent service providers

can be in such situations. However, it is important to find not service

providers that merely offer copies of existing know-how over and

over again. The service provider should also develop (consultancy)

products to stay abreast of the state of the art. He should satisfy the

needs of his customers with consultancy products that have a short

ROI and enhance the know-how of the company receiving the con-

sultancy.

In the past few years, PTS has developed consultancy products that

meet these requirements, SystemCheck Water® and SystemCheck

Energy® being just two of many such examples. These products

allow PTS to show customers where potential savings exist and

what measures are meaningful in this context. We have used Sys-

temCheck Energy® in many projects to reveal potential savings in

excess of 10%. A large percentage of these savings were able to be

realised either immediately or with only very limited investments

so that the cost of consultancy usually paid for itself within the first

year. PTS was commissioned to use both these products and also

process optimisation work.

Product development, not to be confused with product optimisation,

has become ever more important in the past few years. Preceramic

papers are one example that show what products the paper industry

can use to master the challenges of the future.

Sustainable product development is a new service in the PTS services

programme. We think that this offer will acquire a high degree of

importance regarding the future of the paper industry.

PTS was able to provide consultancy services to ever more compa-

nies from the paper industry in years past. Returning customers and

growth in consultancy turnover show that consultants are needed in

11 2006 21Produktentwicklung / Product development

deutung erlangen wird.

Die PTS durfte in den vergangenen Jahren zuneh-

mend mehr Unternehmen aus der Papierwirtschaft

beraten. Wiederkehrende Kunden und steigender

Beratungsumsatz zeigen, dass Berater in den Un-

ternehmen benötigt werden, um die Herausforde-

rungen unserer Zeit zu meistern.

Hubert Runge

� 0 049 89 12146 493

*[email protected]

companies and mills to cope and master the chal-

lenges of changing times.

Hubert Runge

� 0 049 89 12146 493

*[email protected]

ERIC – Ein Konzept geht auf ERIC – A concept bears fruit

Ende 2004 wurde von der damaligen VESTRA GmbH – heute in

der PTS integriert - ein neues kooperatives Forschungsprogramm

aufgelegt. Es sollte europäisch-international auf dem Gebiet der

Papierstreichtechnik und im Rahmen kooperativer Forschungspro-

jekte, Raum für innovative Forschungsthemen schaffen. Diese Idee

spiegelt sich auch im Akronym ERIC wieder: European Research and

Innovation in Coating.

Das Programm ist auf die Papierproduktion, deren Zuliefermärkten

und den Verarbeitern fokussiert, um deren Anregungen aufzuneh-

men und die von ihnen formulierten Probleme und Ziele anwen-

dungsnah zu lösen. Aus dieser Sammlung von Aufgabenstellungen

und Ideen aus der Industrie wurden seither jedes Jahr 18 bis 20 Pro-

jektvorschläge erarbeitet und interessierten Industrieunternehmen

vorgestellt. Die Projektkosten in Höhe von 20.000 bis 40.000 Euro

(einschließlich Laborausarbeitungen, Streichfarbenuntersuchungen,

Pilotstreichversuchstage, industrielle Druckversuche, Auswertungen

und Abschlußbericht) sind dabei für jeden Partner überschaubar und

finanzierbar.

In 2005 wurden drei neue ERIC Projekte gestartet in denen insge-

samt 10 Unternehmen aus der Papierindustrie und deren Zuliefer-

industrie an Problemstellungen zusammen gearbeitet haben. Die

ursprünglich vorgeschlagenen und allgemein gehaltenen Projektvor-

schläge wurden in jedem der drei Projekte an die Bedürfnisse und

Interessen der Projektpartner angepasst.

Mit jeweils

• 4 – 5 Mannmonaten Laborausarbeitung,

• 6 – 8 Versuchstagen an der PTS-VESTRA Pilotstreichanlage und

• 2 – 3 Druckversuchstagen auf industriellen Druckmaschinen

wurde in den kooperativen Projekten über einen Zeitraum von 9

– 15 Monate erfolgreich angewandte Forschung und Problemlösung

betrieben. Die Projektergebnisse sind Eigentum der Projektteilneh-

mer, die sich in einem Kooperationsvertrag auf Rahmenbedingungen

geeinigt haben. Die Zusammenarbeit war stets konstruktiv und ge-

prägt vom Austausch von Expertenwissen im Sinne der Zielerrei-

chung für alle Projektpartner. Die sich aus der interdisziplinären

Zusammensetzung ergebenden kreativen Ansätze haben sich be-

währt und die erwarteten Potenziale eröffnet. Dies bestätigten nach

Projektabschluss alle Projektpartner.

Auch in 2006 wurden neue ERIC-Themen vorgeschlagen. Derzeit ist

ein Projekt angelaufen und zwei weitere sind in der Vorbereitungs-

At the end of 2004, the VESTRA GmbH – now integrated into PTS –

developed a new co-operative research programme. It was intended

to create room for innovative research topics at the European/inter-

national level in the sector of paper coating technology and within

the framework of co-operative research projects. This idea is also

reflected in the name ERIC, an acronym that stands for European

Research and Innovation in Coating.

The programme focuses on papermakers, converters and their sup-

ply markets and is designed to collect their suggestions and work

out practice-oriented solutions to the problems and aims they for-

mulate. In the past, 18 to 20 suggested projects from this collec-

tion of aims and ideas from the industrial sector have been taken up

and presented to interested industrial companies. The project costs

amounting to 20,000 to 40,000 euros (including laboratory analyses,

coating colour analyses, pilot coater trial days, industrial printing

trials, evaluations and a final report) can be calculated and financed

by every project partner.

Three new ERIC projects were started in 2005 involving a total

of ten companies from the paper industry and their suppliers who

jointly set about solving the problems posed. The project proposals

that were originally suggested and generally vaguely worded were

adapted to the needs and interests of the project partners in each of

the three projects.

Applied research and problem solving were carried out in the co-op-

erative projects over a period of 9 to 15 months involving

• 4 – 5 man months of laboratory preparation,

• 6 – 8 trial days with the PTS-VESTRA pilot coater and

• 2 – 3 print trial days on industrial printing presses.

The project results become the property of the project participants

as per the framework conditions they agreed to in a co-operation

agreement. The co-operative effort was at all times constructive

and characterised by knowledge transfer aimed at ensuring that all

project partners achieved the aims they had set for themselves. The

creative approaches that resulted from the interdisciplinary co-op-

eration proved effective and successfully tapped the expected poten-

tials. This was confirmed by all project partners after completion of

the respective project.

New ERIC topics will be presented in 2006 as well. One project is

currently ongoing and two others are in preparation. At the moment,

a new programme is being planned for 2007 that will again relate to


phase. Für 2007 wird zur Zeit ein neues Programm geplant und auch

hier werden wieder Themen zu unterschiedlichen Problemfeldern

vorgestellt werden:

• Pigmente und andere Streichfarbenrohstoffe,

• Neue Papier-/Kartonprodukte und Funktionalitäten,

• Bedruckbarkeit und Wechselwirkung von Druckfarben und Pa-

pier sowie

• Kosten und Prozessoptimierung.

Ideen und Projektthemen werden noch gerne aufgenommen. Jede

Firma kann sich und ihre Probleme in ERIC wiederfinden und sehr

effizient mit engagierten und erfahrenen Partnern Lösungen erarbei-

ten. Als gemeinnützige Einrichtung sind wir der Sache verpflichtet

und treiben die Themen neutral und nicht produktorientiert voran.

Wir können aber nicht alle Firmen ansprechen. Sprechen deshalb

auch Sie uns an. Ihre Themen, Aufgaben und Probleme liegen uns

am Herzen und wir werden sie gerne aufnehmen.

Dr. Josef Eckl

� 0 049 89 12146 274

*[email protected]

topics in different problem areas:

• Pigments and other raw materials for coating colours,

• New paper/paperboard products and functionalities,

• Printability and the interaction of printing inks and paper, and

• Costs and process optimisation.

We would be pleased to accept any ideas and project topics. Every

company can participate in ERIC by submitting a problem or by mak-

ing a contribution by joining committed and experienced partners in

the development of effective solutions to problems. As a non-profit

institution, we are committed only to the subject matter and the

problems themselves. We advance the topics in an impartial and

unbiased manner without any product orientation. However, since

we cannot address all companies, we ask that you contact us. Your

topics, aims and problems mean a lot to us and we would be pleased

to include them.

Josef Eckl, PhD

� 0 049 89 12146 274

*Josef [email protected]

Zukunftsperspektiven: Nanotechnolo-gie in der Faserstofftechnik

Promising future: Nanotechnology in pulp manufacturing

Die Nanotechnologie hat in einer Vielzahl von Technologien und

Branchen erfolgreich Einzug gehalten. Auch in der Faserstofftechnik

gibt es erste Erfolg versprechende Ansätze. Es ist davon auszugehen,

dass bestehende nanotechnologische Methoden auf die Modifizie-

rung von Faserstoffen übertragen werden können, um bei der Papier-

herstellung die eingesetzten Faserrohstoffe effektiver zu nutzen und

das Zusammenwirken mit Additiven und Füllstoffen zu verbessern.

Dies gilt vor allem im Hinblick auf eine Funktionalisierung der

Fasern und deren Oberfläche zur Steuerung von Faser-Faser-Bin-

dungen, zur Erzielung von Festigkeit, zur nachhaltigen Verbesse-

rung der optischen Eigenschaften und der Wechselwirkungen mit

Additiven.

Aufgrund des großen Verhältnisses von Oberfläche zu Volumen bei

Teilchen- und Strukturgrößen im Bereich < 100 nm können sich bis

zur Hälfte aller Moleküle eines Partikels an dessen Oberfläche befin-

den. Das erzeugt eine hohe Konzentration an aktiven funktionellen

Gruppen und damit eine gesteigerte Reaktivität an der Oberfläche.

Infolge dessen können sich diese Teilchen an Faserstoffkomponenten

Nanotechnology has made its successful arrival in a multitude of

sectors and technologies, and is now beginning to gain a foothold

in pulp technology as well. Nanotechnological methods can be ex-

pected to be transferred and used for fibre modifications enabling

the more efficient use of fibrous raw materials as well as improved

interactions between fibres, additives and fillers.

This refers especially to the functional design of fibres and fibre

surfaces in order to control inter-fibre bonding, achieve the desired

strength properties, or lastingly improve the optical properties and

fibre-additive interactions.

Due to their high surface/volume ratio, particles and structures

sized < 100 nm can have up to fifty percent of their molecules locat-

ed on the surface, i.e. their surface has a high concentration of active

functional groups and, thus, increased reactivity. As a result, these

particles can attach to pulp components, changing the properties of

fibres dramatically. The resulting modified fibres open up an entirely

new spectrum of possible applications in enhanced or completely

new products bringing economic benefits.

Eukalyptus-Libriformfasern und Gefäßzelle

Topographische (a) und Phasen (b) AFM-Bilder von Mikrofibrillen (Bildausschnitt a) und b) 1 x 1 µm)

Aus: Wood Material Science and Engineering Research Programme, Wood Wisdom Year Book 2006 (www.woodwisdom.fi)


anlagern, wobei deren Eigenschaften drastisch verändert werden.

Für die so modifizierten Fasern eröffnet sich ein neues Spektrum an

Einsatzmöglichkeiten zur Erzeugung verbesserter oder völlig neuer

Produkte mit wirtschaftlichen Vorteilen.

Ein Beispiel hierfür ist der Einsatz von Fasern, die durch Aufpfropfen

von funktionalisierten Polymeren modifiziert werden und dadurch

selbst als Retentionsmittel agieren. Ein weiteres Beispiel ist die Er-

zeugung neuer Faser-Faser-Bindungen durch Aufbringen von 5-10

nm dünnen Schichten funktionaler Polymere auf die Faseroberflä-

che. Ähnliche Effekte kann mikrofibrilläre Cellulose bewirken, die

durch eine mechanisch-enzymatische Aktivierung in gezielt ange-

passten Mahlprozessen erzeugt wurde. Die Verschiedenartigkeit der

Dimension verdeutlicht der Vergleich von Mikrofibrillen zu Euka-

lyptusfaserstoff in der Abbildung auf Seite 22. Mit Hilfe solcher Me-

chanismen wird die Nanotechnologie eine präzise Steuerung und

Verbesserung der Fasereigenschaften ermöglichen.

Die PTS erforscht diese Fragen in einer Reihe neuer Projekte. An-

gestrebt werden hierbei eine Einstellung bestimmter Fasereigen-

schaften und die Reduzierung von Rohstoffeinsatz und Herstellungs-

kosten, indem mit weniger Fasereinsatz gleiche Papiereigenschaften

erzielt werden. Das Anwendungsspektrum der mit diesen modifi-

zierten Faserstoffen erzeugten Papierprodukte wird sich zukünftig

noch deutlich erweitern.

Dr. Klaus Erhard

� 0 049 3529 551 627

*[email protected]

Examples are functional polymer-grafted fibres acting as retention

agents, or the application of 5-10 nm-thin functional polymer lay-

ers onto fibre surfaces to produce additional bonds between fibres.

Similar effects can be achieved with microfibrillated cellulose ob-

tained by mechanical-enzymatic activation through specific refin-

ing. The dimensions of these micro-fibrils become imaginable from

the photographs on page 22, where they are shown in comparison to

eucalyptus fibres. By means of these nanotechnological mechanisms,

it will be possible to precisely control and enhance the properties of

fibres.

PTS has launched several new research projects to investigate these

issues. Project aims are the adjustment of specific fibre properties as

well as raw material and production cost savings achieved by produc-

ing the desired paper properties with less fibrous raw material. And

this is just the beginning - the range of paper products and possible

applications based on modified fibres can be expected to become

much broader in future.

Klaus Erhard, PhD

� 0 049 3529 551 627

*[email protected]

Nanopartikel ermöglichen neue Papierprodukte

Nanoparticles enabling new paper products

Nanopartikel beim Streichen von Papier? Ob wir sie einsetzen? Ja,

hmm – ich weiß nicht….

So oder so ähnlich könnte die Antwort auf die Frage lauten, wenn

sie an einen Papierhersteller, Forscher oder Rohstoffzulieferer gestellt

wird. Und je nachdem, wer die Frage stellt und wie die Antwort

formuliert wird, kann damit sowohl eine positive wie auch eine

negative Aussage verbunden werden. Unsicherheiten bestehen auf-

grund noch ungeklärter Eigenschaften und Risiken, auch gesund-

heitlicher (manche Partikel sollen sogar in der Lage sein, die Haut

zu durchdringen und die Zellwände zu überwinden). Denn die in

der Papierherstellung eingesetzten Rohstoffe können als Nanopar-

tikel ganz andere physikalisch-chemische Eigenschaften haben, als

ihre größer gewachsenen Geschwisterteilchen. Ein Grund hierfür

ist, dass die Oberfläche der Partikel mit abnehmender Größe stark

zunimmt: eine Verringerung des Teilchenradius auf 1/10 führt zu

einer Oberflächensteigerung auf das 10fache. Mit abnehmendem

Teilchenradius nimmt gleichzeitig die Krümmung der Partikel zu

und die Grenzflächenenergie steigt, die Löslichkeit nimmt zu und

die Stabilität wird geringer. Dieser Prozess endet erst dann, wenn

die Partikel nicht mehr stabil sind und sich dann entweder auflösen

oder agglomerieren, um wieder einen energetisch stabilen Zustand

zu erreichen.

Diese Beschreibung zeigt auch zugleich die besondere Funktiona-

lität der Nanopartikel: die Wechselwirkung mit anderen Partikeln,

Lösungsmitteln, Polymeren etc. ändern sich, es können neue Struk-

turen gebildet werden. Genauso wie beispielsweise die Ionen von

Nanoparticles in paper coating? Whether we are using them? Well,

maybe yes – I’m not sure….

This or something like this is the answer you will probably get

from a papermaker, researcher or supplier. And depending on who’s

been asking the question, their reply will be meant in a positive or

negative sense. What’s causing uncertainty here is the many unex-

plained properties and risks or even health hazards of nanoparticles

(some of them are even said to be able to penetrate our skin and

cell walls). Many papermaking materials can show entirely different

physiochemical properties and behaviours when used in the form

of nanoparticles. One of the reasons is the large increase in surface

area the smaller the particle gets: a size reduction to 1/10 of the

original particle radius causes the surface area of the particle to grow

by a factor of 10. The smaller the radius of a particle, the greater its

curvature, interfacial energy and solubility, and the less stable it is.

This tendency continues until the particle has become completely

unstable and starts to dissolve or agglomerate to regain its energetic

equilibrium.

This illustrates also a specific functionality of nanoparticles: Their

interactions with other particles, solvents, polymers etc. can change,

causing new structures to be formed. Similar to the ions in salt crys-

tals, nanoparticle systems with narrow particle size distribution can

be self-organizing structures, i.e. arrange themselves in a structured,

organized way. Nanoparticles can also be built into other systems

(polymer networks, for example) to generate new strength proper-

ties. They can be incorporated into sediment or coat structures to


Salzen kristallisieren, so können sich auch Nanopartikelsysteme

mit enger Partikelgrößenverteilung strukturiert anordnen (selbstor-

ganisierende Strukturen). Nanopartikel können in andere Systeme

(zum Beispiel Polymernetzwerke) eingebaut werden und neue Fes-

tigkeitseigenschaften erzeugen. Beim Einbau in Sedimentstrukturen

oder Striche werden Porosität und Kapillarität verändert; auf diese

Weise können beispielsweise das Entwässerungsverhalten oder die

Wasseraufnahme und die Lösungsmittel- oder Trägerölaufnahme bei

der Bedruckung verändert werden. Und schon ist man bei Anwen-

dungen für die Papierherstellung angekommen.

Beim Vergleich des im Bild dargestellten nanoskalig gefällten Cal-

ciumcarbonats (links) mit einem daneben dargestellten fein gemah-

lenem natürlichen Calciumcarbonat (GCC) wird klar, dass die im

Strich gebildeten Poren durch den Einsatz von Nanopartikeln bei

Teilchengrößen von 20 – 100 nm deutlich unter dieser Größenord-

nung liegen können. Dies bedeutet eine signifikante Änderung der

Kapillarstrukturen der gestrichenen Oberflächen: Trotz höchster

Oberfläche sind die Poren nicht mehr durchgängig für eine Vielzahl

von hochmolekularen Stoffen und Partikeln.

Bereits heute werden Streichpigmente durch gezieltes Klassieren und

durch die Zusammenstellung von unterschiedlichen, ausgewählten

Einzelpigmenten und Rohstoffen optimiert und für spezifische An-

wendungen hergestellt. Damit eröffnet sich eine Vielzahl von Pro-

duktvariationen zur Herstellung von Streichfarben mit spezifisch

angepassten Eigenschaften hinsichtlich deren

• Abdeckverhalten,

• Porosität,

• Rheologie,

• Binderbedarf und weitere.

Doch gerade die Be- und Verarbeitung von feinstpartikulären und

strukturierten Pigmentsystemen erfordert eine besondere Aufmerk-

samkeit und häufig sogar spezielle Mischverfahren (zur Vermeidung

von Agglomeration und Strukturbildung), um die erwünschten Ei-

genschaften herauszuarbeiten. Auch ist die Verarbeitung einer Viel-

zahl unterschiedlicher Pigmente in Papierfabriken oft nicht möglich.

Dies eröffnet Herstellern und Zulieferern von Rohstoffen eine Rei-

he von Möglichkeiten zur Differenzierung durch neu-formulierte

Produkte mit spezifischen Eigenschaften - und: neue optimierte

Pigmente für funktionale Striche (in Verbindung mit alternativen

Streichverfahren, wie dem Vorhangstreichen) ermöglichen neue

Produkte.

modify their porosity and capillary characteristics in order to adjust

the dewatering behaviour, water absorption, solvent or carrier oil

uptake. And lo and behold - we’re in the field of papermaking.

When comparing the nano-scale precipitated calcium carbonate in

the photograph on the left with the finely ground natural calcium

carbonate (GCC) on the right, it becomes clear that nanoparticles in

the size range of 20 – 100 nm can lower the pore sizes of a coat layer

to a size range that is considerably below their own magnitude. This

changes the capillary structure of the coated surface significantly:

Despite their maximum surface area, the pores are no longer perme-

able to many high-molecular substances and particles.

It is already possible to optimize coating pigments for specific appli-

cations by targeted classification and by combining various specifi-

cally selected single pigments and raw materials. This paves the way

for a multitude of new product variations and for obtaining coating

colours with tailor-made properties in terms of

• coverage,

• porosity,

• rheology,

• binder consumption, etc.

The preparation and processing of these ultra-fine, structured pig-

ment systems, however, requires painstaking care and in many cases

also special mixing methods (to avoid agglomeration and structure

formation) in order to obtain the desired properties. Furthermore,

many mills lack the necessary equipment for processing different

pigment types simultaneously. This opens up new opportunities for

raw material producers and suppliers to diversify and add new formu-

lations with specific properties to their product range – and: to pro-

duce optimized new pigments for functional coatings (for alternative

coating technologies such as curtain coating) and new products.

The future prospects of pigment and additive systems based on

nanoparticles are excellent: They will increasingly be used as raw

materials to obtain transparent layers, water-repellent, mechani-

cally stable, highly absorbent, photocatalytic, electrically conductive

functional coatings, and for numerous other applications.

Before this becomes a reality, however, nanoparticles must be further

investigated to clarify their influences on health and the environ-

ment, for example skin penetration, solubility and toxicity, in order

to ensure the innocuousness of the products permitted for trading.

Failure to do so would raise further doubts about their impact and

safety, leading to greater apprehension or even mistrust and rejec-

SEM Nano-PCC, Source: Schäfer Kalk SEM GCC, Source: PTS


Die nanopartikulären Pigment- und Additivsysteme gehören zu

den Rohstoffen der Zukunft und werden vermehrt Einsatz finden:

in transparenten Schichten, in wasserabstoßenden, mechanisch

beständigen, hoch absorptiv wirkenden, photokatalytisch aktiven,

elektrisch leitfähigen Funktionalstrichen und in vielen anderen An-

wendungen.

Vor allem die ökologischen und die gesundheitlichen Aspekte, zum

Beispiel Hautgängigkeit, Löslichkeit und Toxikologie müssen hierzu

aber hier noch intensiver untersucht und die Unbedenklichkeit al-

ler erlaubten Produkte sichergestellt werden. Sonst entstehen durch

Unsicherheit und Misstrauen Angst und emotionale Ablehnung, die

letztlich den technologischen Fortschritt verhindern, weil niemand

Nanoprodukte einzusetzen wagt.

Ob wir Nanopartikel…. ? Mikropartikel, ja! Submikropartikel, ja!

Nanopartikel? Na ja, es gibt da einige…, man könnte da…, aber ….

Wir sind auf dem Weg!

Dr. Josef Eckl

� 0 049 89 12146 274

*[email protected]

tion of the technology. If worst comes to worst, the technological

progress in this area could even be halted because nobody dares to

use nanoproducts.

Whether we are using nanoparticles…. ? Microparticles? Yes! Sub-

microparticles? As well! Nanoparticles? Well, there are some…, one

could perhaps …, but …. We are well on the way to using them!

Josef Eckl, PhD

� 0 049 89 12146 274

*[email protected]

Produktentwicklung im Faserstoff-technikum

Product development in the pilot plant for fibre upgrading

Möchte man die Aktivitäten des Bildungs- und Demonstrations-

zentrums Papiertechnik der PTS (BDZ - kurz Faserstofftechnikum)

seit Gründung im Jahr 2002 im Rahmen von Kundenversuchen zu-

sammenfassen, so lag das Augenmerk ganz auf der Unterstützung

der Kunden bei der Optimierung des Materialeinsatzes, bei der Ent-

wicklung neuer Produkte und bei der Verbesserung von Prozessen

mittels modernster Einrichtungen und Papierexperten. Im Detail

handelte es sich dabei um

• die Wirkungs- und Einsatzoptimierung von Additiven, Fasern,

Füllstoffen und Stärke

• um Prozessoptimierungen unter Nutzung und Einsatz von Glätt-

werk, Pulper, Refiner, Flotation und Sortierung und

• fallweise um die Begleitung von Produktentwicklungen im Spe-

zialpapierbereich.

Mittlerweile liegt eine Fülle von Fallbeispielen vor, die die unter-

schiedlichsten Aufgabenstellungen im Rahmen von Kundenver-

suchen darstellen. Folgende Beispiele stehen unter www.ptspaper.

de/Technikum als Download zur Verfügung:

• Einsatz von Sprühstärken zur Erhöhung der Berstfestigkeit und

des SCT-Wertes

• Optimierung der Zerfaserungsbedingungen von nassfestem Aus-

schuss

• Bewertung der Wirksamkeit von Stoffentlüftern/Entschäumern

• Optimierung des Einsatzes von Leimungsmittel bei der Oberflä-

chenleimung

• Optimierung des Hilfsmittelsystems für den Einsatz von Aus-

schuss

• Ermittlung verfahrenstechnischer Parameter für die Auslegung

einer Anlage zur Aufbereitung von gemischtem Altpapier

• Aktivierung der Füllstoffe mit Polymeren zur Erhöhung der Fes-

tigkeit.

Diese Fallbeispiele beschreiben die Darstellung der Aufgabenstel-

lung, den methodischen Ansatz, die Versuchsdurchführung und den

If one were to summarise the activities of the Training and Demon-

stration Centre for the Paper Industry (also known as the PTS Pilot

Plant for Fibre Technology) within the framework of customer trials

since it was founded in 2002, the focus was very clearly placed on

customer support in optimising the use of materials, in developing

new products and in the improvement of processes by means of ul-

tramodern equipment and paper experts. Some of the aspects were

in detail:

• Optimising the use and efficiency of additives, fibres, fillers and

starch

• Process optimisation utilising calenders, pulpers, refiners, flotation

and screening, and

• Support for product developments in the area of specialty papers

on a case-to-case basis.

There is an abundance of case examples that has accumulated in the

meantime and that illustrate the great variety of objectives within

the framework of customer trials. The following examples are avail-

able for downloading on the www.ptspaper.de/Technikum website:

• The use of spray starches for increasing the bursting strength and

SCT value

• Optimisation of the pulping conditions of wet strength broke

• Evaluation of the efficiency of deaerators/defoamers

• Optimisation of the use of sizing agents for surface sizing

• Optimisation of the additive system for the use of broke

• Determination of process-related parameters for designing a plant

for treating mixed papers and boards

• Activation of fillers with polymers to increase strength.

These case examples include a presentation of the project objective,

the methodological approach, the implementation of trials and the

test bench, the presentation of results, usually in the form of dia-

grams and spreadsheets. These presentations serve to point out the

benefits to the customer.

Multi-client projects are currently being prepared in which the pilot


Versuchsstand, präsentieren die Ergebnisse, meist in Form von Ab-

bildungen und Tabellen und stellen den Kundennutzen dar.

Zur Zeit werden Multi-Client-Projekte vorbereitet, bei denen die An-

lagen im Technikum von großem Nutzen sind und als integraler Be-

standteil der Produktentwicklung dienen. Zu den folgenden Themen

werden Konzepte für Multi-Client-Projekte erstellt.

• Kosteneinsparung durch die richtige Auswahl von Zellstoffen

• Additive zur Erhöhung der Entwässerung in den Nasspressen

• Sprühauftrag von Additiven

• Füllstoffaktivierung

• Volumenerhöhung durch Optimierung Füllstoffeinsatz

Je nach Thema ist die Zielsetzung für die papiererzeugenden Unter-

nehmen, für die chemische Zulieferindustrie und für den Anlagen-

bau gleichermaßen von großem Interesse.

Ingrid Demel

� 0 049 89 12146 641

*[email protected]

facilities are of enormous benefit and serve as an integral part of

product development. Concepts are currently being developed for

multi-client projects on the following topics:

• Cost savings due to the right choice of chemical pulps

• Additives for increasing dewatering performance in wet presses

• Spray application of additives

• Filler activation

• Volume enhancement by optimising filler use

Depending on the topic, the objective is of great importance to paper-

makers, chemical suppliers and plant and machine manufacturers.

Ingrid Demel

� 0 049 89 12146 641

*[email protected]

Josef Murr, PhD

� 0 049 3529 551 612

*[email protected]

Josef Murr, PhD

� 0 049 3529 551 612

*[email protected]

Neue Webseite der deutschen FTP-Unterstützungsgruppe

Die deutsche Unterstützungsgruppe (German National Support Group

– GNSG) der Technologieplattform für den forstbasierten Sektor (Fo-

rest-based Sector Technology Platform - FTP) ist jetzt mit einer eigenen

Homepage präsent. Die Plattform vereinigt die drei Wirtschaftszweige

des forstbasierten Sektors: Holzwirtschaft, Papierindustrie und Forstwirt-

schaft. Auf der Homepage stehen allgemeine Informationen zur FTP, zu

konkreten Aktivitäten und Veranstaltungen in Deutschland und Europa

sowie interessante Dokumente.

11 2006 27Beratung / Consultancy

Obwohl die Zellstoff- und Papierindustrie in den letzten Jahren

beeindruckende Erfolge in der rationelleren Nutzung von Energie

erzielt hat, steigt der wirtschaftliche Druck und erfordert weitere

Anstrengungen zur Reduktion des Energieverbrauchs. Durch die

„rasant“ steigenden Energiepreise erschließen sich hierzu immer

wieder neue wirtschaftliche Potenziale, denn Ziel muss sein, den

Produktionsprozess streng nach den Gesichtspunkten Wirtschaft-

lichkeit und Qualität zu orientieren. Neue Herausforderungen impli-

zieren immer neue Chancen. Wer stagniert und sich den Entwick-

lungen verweigert, verliert schnell den Anschluss an den Markt.

Energie nimmt in der Zellstoff- und Papierindustrie mit ca. 10 % an

den Gesamtkosten immer noch einen dominierenden Anteil ein -

doch was einerseits Last ist, kann auf der anderen Seite zu einem

Vorteil gewandelt werden.

Gelingt es, signifikante Energieeinsparpotenziale zu identifizieren

und zu nutzen, so kommt es zu einer deutlichen Wirkung auf das

Gesamtergebnis des Unternehmens. Hierzu gibt es zwei Wege: ei-

nerseits durch eine Verbesserung

der Beschaffungssituation, wie z. B.

Preisnachlässe oder Umstellung

auf preiswertere Einsatzstoffe und

Prozesse, und andererseits durch

die Reduktion des Energiekon-

sums.

Doch wo liegen diese Potenziale,

wie identifiziert man sie, und wie

macht man Sie letztendlich nutz-

bar? Der Beginn einer Aktivität

sollte in einer möglichst umfas-

senden Analyse der Ist-Zustände

liegen.

Hier setzt der PTS SystemCheck

Despite the impressive results pulp and paper producers have

achieved in recent years to improve their energy efficiency, eco-

nomic pressure is piling up on them to further reduce their energy

consumption. Soaring energy prices keep opening up new economic

opportunities to save energy, and production processes must strictly

be geared towards quality and economic efficiency. New challenges

imply new chances, and stagnation and refusal to develop means

falling behind the competition.

At around 10 %, energy costs continue to make up a predominant

share of the overall production costs of pulp and paper, but burden

can become a blessing here:

Companies managing to identify and realize significant energy sav-

ings will markedly improve their overall results. This can be done in

two ways: By improving one’s supply situation, e.g. negotiating dis-

counts or changing over to less expensive materials and processes;

and by reducing the energy consumption.

But where exactly are the potential savings, and how can they be

identified and eventually real-

ized? To answer these ques-

tions, it’s always a good idea

to start with a comprehensive

analysis of one’s present situa-

tion.

This is where the PTS System-

Check Energy® comes in. Its

methods and structure are de-

signed such that the structure

of energy use at a production

site is comprehensively ana-

lysed.

The initial data collection – the

step finally leading to structural

Der Kostendruck steigt - Energie-potenziale erschließen

Rising cost pressure – Opening up potential energy savings

Energy volume

Ener

gy p

rice

Area = Energy costs

PTS NEWS28 Beratung / Consultancy

Energy® an, der durch

seine Systematik so an-

gelegt ist, dass er um-

fassend die Struktur des

Energieeinsatzes eines

Produktionsstandortes

erfasst.

Die Datenerfassung, die

letztendlich zu einer

Be wertung der Struktur

führt, ist der erste Pfei-

ler und basiert auf der

Analyse historischer

Da ten. Der zweite Pfei-

ler ist die Erhebung ak-

tueller Zustände direkt

am Produktionsstandort

während laufender Produktion und die Analyse und Bewertung der

Informationen im ständigen Dialog mit dem Kunden. Dieser wich-

tige Aspekt bringt das kundenseitige Know-how und die Kunden-

wünsche gezielt in den Prozess ein, so dass die Arbeit ohne Leer-

laufverluste und doppelter Abarbeitung eines Problems fokussiert

durchgeführt wird.

Ein weiterer wesentlicher Aspekt ist die ganzheitliche Betrachtung

des Produktionsstandortes und die Implikation von Detailkennt-

nissen des Papierproduktionsprozesses. Nur dadurch ist es mög-

lich, Potenziale in der klassischen Quelle/Senke-Relation zu sehen,

Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen umfassend zu erstellen und zu

bewerten, Leerlaufverluste zu erkennen und strukturelle Potenziale

insgesamt gewinnbringend verfügbar zu machen.

Zusätzlich kann die Anlage durch statistische Vergleiche und Aus-

wertungen im Vergleich zu anderen Anlagen einem Benchmarking

unterzogen werden. Die Aussagen aus diesem Prozess dienen als

wertvolle Argumentationshilfe zur Verbesserung der eigenen Situ-

ation.

Aus den vorliegenden Erfahrungen der mit der Systematik PTS Sys-

temCheck Energy® durchgeführten Projekte lassen sich im Durch-

schnitt

• 2 – 5 % Stromeinsparung und

• 12 – 20 % Heizenergieeinsparung

identifizieren und durch wirtschaftliche Maßnahmen erschließen,

was zu einer signifikanten Erhöhung des EBIT führt.

Bernd Maur

� 0 049 89 12146 278

*[email protected]

evaluations - rests on two cornerstones: the analysis of historical data

and the mapping of actual conditions on site. The latter must be done

during production, and by analyzing and evaluating the information

gained together with the customer. The constant dialogue with cus-

tomers ensures that the customer’s know-how and wishes are fully

incorporated and used in the process, thus enabling focussed and

efficient project work without idle periods and redundancies.

Seeing the production site in its entirety and implying detailed

knowledge of the papermaking process into the overall analysis are

further key aspects of SystemCheck. This is the only way to evaluate

potential savings in their classic source/sink relations, make com-

prehensive profitability studies and evaluations, recognize losses due

to idling, and make potential savings in the structure available for

profitable use.

In addition, the site may be benchmarked against competitors by

means of statistical comparisons and analyses. The information ob-

tained can be very helpful to improve the company’s situation.

In previous projects employing the PTS SystemCheck Energy®, po-

tential savings could be identified in the range of:

• 2 – 5 % for electricity and

• 12 – 20 % for heating energy

Customers who have realized these savings by the economic meas-

ures proposed could significantly increase their EBIT.

Bernd Maur

� 0 049 89 12146 278

*[email protected]


Bei der Produktion von Papieren und Kartonagen, bei denen der

Rohstoff Altpapier eingesetzt wird, ist ein möglichst geringer Gehalt

an Makrostickys im Fertigstoff ausschlaggebend für einen störungs-

freien Produktionsablauf. Die Prozesstechnik zur Abtrennung von

Makrostickys in der Stoffaufbereitung wurde in den letzten Jahren

auch im Bereich der Sortierung weiter optimiert. Die Grenzen des

Machbaren sind annährend erreicht, in der Siebkorbtechnik ist eine

weitere Reduzierung der Schlitzweite in den Systemen kaum noch

möglich. Dadurch rückt der Fokus immer mehr auf die Kombination

mehrerer Aggregate (z.B. A-B-Schaltung) und auf zusätzliche Sor-

tierschritte (z.B. IC-Sortierung).

Bei der Integration von neuen Aggregaten in bestehende Anlagen

kommt es häufig zu einer unerwünschten Reduzierung der Wirk-

samkeit der nachfolgenden Prozessschritte. Die Auswirkung auf den

Gesamtprozess wird oft nicht beherrscht und vereinfachende An-

nahmen getroffen.

Um solche und ähnliche Folgen im Prozess bewerten zu können,

müssen die vorhandenen Aggregate hinsichtlich ihres Verhaltens

hinreichend genau beschrieben werden. Dann können die Auswir-

kungen von Optimierungsmaßnahmen auf die gesamte Anlage mit

Hilfe von Simulationsrechnungen sicher vorausgesagt werden.

Modellierung von Einzelaggregaten

Zur Modellierung von Trennprozessen können unterschiedliche Ver-

fahren eingesetzt werden. Unabhängig von den verwendeten Mo-

dellen wird in der Regel die Makrostickybeladung als Summenpa-

rameter betrachtet. Die einzelnen Größenklassen (GK) werden nicht

berücksichtigt.

Der Unterschied wird anhand eines Beispielsortierers verdeutlicht.

Diesem Sortierer werden zwei Modellansätze zugrunde gelegt:

• einer Modellbildung unter Annahme einer Effizienz als summa-

rische Größe (Modellsortierer 1) und

• einer Modellbildung unter Be-

rücksichtigung unterschied-

licher Effizienzen für die

einzelnen Größenklassen (Mo-

dellsortierer 2).

Es werden zwei unterschiedliche

Zulaufbedingungen betrachtet.

Einziger Unterschied bei der

Beaufschlagung des gleichen

Sortieraggregates ist die Partikel-

größenverteilung im Zulauf des

Sortierers. Stoff B weist gegenüber

Stoff A eine geringere Beladung

in den Größenklassen GK 7 und

GK 8 auf (Abb. 1). In beiden Fällen

beträgt die Makrostickybeladung

des Zulaufs 2370 mm²/kg.

Ergebnis Modellsortierer 1

Anhand des Ist-Zustands ergeben

sich für beide Modellstoffe Effi-

zienzen von 94,5%. Es wird eine

Akzeptbelastung von 186 mm²/

kg berechnet.

When manufacturing papers and paperboard using recovered paper

as the raw material, having the lowest possible content of macro

stickies in the furnish can tip the scales in favour of a trouble-free

production process. The technology used to screen macro stickies

in stock preparation has undergone continuous optimisation in the

last few years. We are quickly approaching the limits of feasibility,

however, and this technology is unlikely to lend itself to a further

reduction in the slot widths of pressure screen baskets. This then

increasingly shifts the focus of attention to using either a combina-

tion of several units (e.g. A-B circuitry) or additional screening steps

(e.g. IC screening).

Integrating new units into existing facilities often causes an undesir-

able reduction in the efficiency of the subsequent process steps. The

consequences affecting the overall process are often difficult to keep

under control and simplistic assumptions are made.

In order to be able to evaluate those and other similar consequences

in the process, the behaviour of existing units must be described

with sufficient accuracy. With the help of simulation calculations,

this makes it possible to predict how optimisation measures will af-

fect the entire facility.

Modelling individual units

A variety of processes can be used in modelling separation processes.

Irrespective of the models used, the macro sticky loading is usually

regarded as a sum parameter and the individual size classes (SC) are

ignored.

The difference will be illustrated based on an example pressure

screen. Two model sets are generated for this screen:

• one model assumes efficiency to be a sum parameter (model screen 1)

and

• one model takes different efficiencies for the individual size classes

into account (model screen 2).

Two different inlet conditions

will be taken into considera-

tion. The only difference in the

inlet that impinges on one and

the same screening system is the

particle size distribution in the

pressure screen inlet. Compared

to stock A, stock B has less load-

ing in the size classes SC 7 and

SC 8 (Fig. 1). The macro sticky

loading in the inlet amounts to

2370 mm²/kg in both cases.

Results of model screen 1

Efficiencies of 94.5 % result for

both model stocks based on the

actual condition. An accept load-

ing of 186 mm²/kg was calcu-

lated in this case.

Results of model screen 2

The efficiency values were calcu-

lated in the individual size class-

es based on the actual condition

(refer to the middle diagram in

Neue Wege für die Makrosticky-Simulation

New approaches to macro sticky simulation

0

400

800

SC 1 SC 2 SC 3 SC 4 SC 5 SC 6 SC 7 SC 8

Size classes

Inle

t [m

m²/

kg]

Stock A Stock B

37 4465

86 93 100 100 100

0

50

100

150


Size classes

Effic

ienc

y [%

]

20

60

100


Size classes

Acce

pt [m

m²/

kg]

Stock A Stock B

Fig. 1: The relationship between size class and efficiency


Ergebnis Modelsortierer 2

Anhand des Ist-Zustands werden die Effizienzen in den einzelnen

Größenklassen berechnet (siehe mittleres Diagramm der Abb. 1).

Werden damit aus den Zulaufbeladungen der Stoffe A und B die Ak-

zeptbeladungen berechnet, zeigen sich sehr deutliche Unterschiede

(siehe Abb. 1 unteres Diagramm). Diese sind insbesondere im Be-

reich kleinerer Stickys sehr ausgeprägt.

Die errechneten Gesamt-Effizienzen sind trotz unveränderter Sor-

tierbedingungen bei den Modellsortierern sehr unterschiedlich. Die

Effizienz sinkt von 94,5% auf 89,5% ab, die Akzeptbeladung steigt

von 186 auf 354 mm²/kg an.

Aus dem Vergleich der Ergebnisse für den Modellsortierer 1 und 2

wird deutlich, dass hier die vereinfachte Berechnung zu einer deut-

lichen Überbewertung der Leistungsfähigkeit des Sortierers führt

und daher nicht Ziel führend sein kann.

Auswirkungen einer verbesserten Modellierung bei der Betrach-

tung mehrerer Aggregate

Für die Beurteilung der Auswirkung unterschiedlicher Stoffeinsätze

wurden folgende grundsätzliche Schaltungsvarianten berücksichtigt

(Abb. 2).

Schaltung 1, Kaskade vorwärts

Für Schaltung 1 (dreistufige Sortierung, kaskadiert) werden die Ak-

zeptströme vorwärts geführt. Für Stoff A ergibt sich eine Effizienz

der Gesamtanlage von 87,2%. Innerhalb der Prozessstufe steigen

die Gesamteffizienzen der einzelnen Aggregate an. Dies deckt sich

auch mit den Erfahrungen aus der Praxis. Dieser Effekt wird hervor-

gerufen durch eine Aufkonzentration von großen Makrostickys im

Rejekt, die durch die hohen Abscheidegrade dieser Größenklassen

verursacht ist. Diese werden wiederum mit hoher Effizienz in den

nachfolgenden Stufen abgetrennt. Die Auswirkungen einer Erhö-

hung der Stufenzahl in der Sortierung sind so kalkulatorisch sicher

beherrschbar.

Schaltung 2, Kaskade rückwärts

Schaltung 2 ist ebenfalls eine dreistufig kaskadierte Sortieranlage.

Die Akzeptströme werden rückwärts vor die jeweils vorangehende

Sortierstufe geführt.

Vergleicht man die Ergebnisse der Schaltung 1 und 2 für Stoff A so

wird deutlich, dass sich die Fertigstoffqualität – wie zu erwarten

Fig. 1). Calculating the accept loadings from the inlet conditions of

stocks A and B shows significant differences (refer to the bottom dia-

gram in Fig. 1). These differences are very pronounced especially in

the range of smaller stickies.

The calculated total efficiency values differ widely in the model pres-

sure screens although the screening conditions themselves remained

unchanged. Efficiency dropped from 94.5 % to 89.5 % and the accept

loading rose from 186 to 354 mm²/kg.

This comparison of the results for model screens 1 and 2 clearly

shows that a simple calculation can result in a significant overevalu-

ation of pressure screen performance and cannot bring about the

desired objective.

Effects of improved modelling involving several units

The following basic circuit arrangements were taken into consid-

eration in evaluating the consequences of using different stocks (see

Fig. 2).

Circuit 1, forward flow cascade

The accept flows are fed forward in circuit 1 (cascaded three-stage

screening). Stock A shows an efficiency of 87.2 % in the overall proc-

ess. The total efficiency values of the individual units increases with-

in the process stage. This also concurs with practical experience.

This effect is caused by a growing concentration of large macro stick-

ies in the reject flow due to the high degree of separation of these size

classes. These are then very efficiently separated in the subsequent

stages. The effects of increasing the numbers of screening stages can

be controlled reliably, at least according to the figures.

Circuit 2, backward flow cascade

Circuit 2 is also a cascaded three-stage screening system. The accept

flows are fed backwards in front of the preceding screening stage.

Comparing the results obtained from circuits 1 and 2 for stock A

clearly shows that the furnish quality is far better – as one would

expect –. The efficiency values of the individual screens, however,

are worse when compared to circuit 1. This is due to the fact that

the reject rates were throttled from 0.3 to 0.25 on the one hand to

achieve the same total reject volume (0.027) and to ensure compara-

bility of circuits 1 and 2. The accepts, on the other hand, are supplied

to the preceding stages. This flow has a greater proportion of small

macro stickies that are more difficult to separate. The increase in the

Inlet

Rej.

Acc.Inlet

Rej.

Acc. Inlet

Rej.

Acc.

Circuit 1: Forward flow cascade Circuit 2: Backward flow cascade Circuit 3: A-B

Fig. 2: Circuit arrangements


– deutlich verbessert. Die Effizienzen der einzelnen Sortierer im

Vergleich zu Schaltung 1 verschlechtern sich jedoch. Dies liegt zum

einen daran, dass die Rejektraten von 0,3 auf 0,25 gedrosselt wur-

den, um die gleiche gesamte Rejektmenge (0,027) zu erreichen und

um eine Vergleichbarkeit von Schaltung 1 und 2 zu gewährleisten.

Zum anderen wird den vorgeschalteten Stufen der Gutstoff zuge-

führt. Dieser hat einen größeren Anteil an kleinen Makrostickys,

die schlechter abzutrennen sind. Die Steigerung der Gesamteffizienz

der Anlage ergibt sich aus der wiederholten Sortierung rückgeführ-

ter Stoffströme. Damit wird auch deutlich, dass mit diesem Model-

lierungsansatz auch Auswirkungen einer Änderung der Schaltung

bestimmt werden können.

Schaltung 3, A-B

Für Schaltung 3 sind zwei Modellsortierer in Serie geschaltet. Die

Effizienz einer solchen Schaltung ist sehr hoch. Bei der Betrachtung

der Effizienzen der einzelnen Sortierer wird deutlich, dass Sortierer

A den Großteil der Sortierarbeit leistet. Der Gutstoff ist überwiegend

mit den kleinen Sticky-Größenklassen belastet. Dadurch sinkt die

Effizienz der Stufe B deutlich. Auch dieser Effekt kann bei Berück-

sichtigung der einzelnen Größenklassen beschrieben und quantifi-

ziert werden.

Eine Prognose für Stoff B, die mit den Kennwerten von Stoff A ab-

gegeben wird, führt zu einer Erhöhung der Gutstoffbeladung von

71 mm²/kg auf 194 mm²/kg. Diese Abweichung fällt deshalb so

groß aus, weil eine massive Verschiebung der Größenklassen in den

kleineren Bereichen stattfindet.

Diese Betrachtungsweise ist nicht nur für die A-B-Schaltungen in

Sortierstufen gültig. Vielmehr wird hier deutlich, wie durch Modi-

fikationen im Prozess nachfolgende Stufen dramatisch in ihrer Ef-

fizienz beeinflusst werden. Die Auswirkungen von Änderungen in

einzelnen Stufen sind mit dem gewählten Ansatz auf den gesamten

Prozess der Stoffaufbereitung übertragbar.

Schlussfolgerungen

Durch die beschriebene Herangehensweise ist es möglich, allen für

die Abtrennung klebender Verunreinigungen relevanten Trennpro-

zessen in der Stoffaufbereitung mittels einer Messung konstante Ka-

librierwerte zuzuordnen. Somit kann auf der Basis der Bestimmung

der variablen Zusammensetzung im Zulauf der Stoffaufbereitung die

Fertigstoffqualität mit hoher Präzision prognostiziert werden.

Für den Anlagenbetreiber ist es möglich, die Einbindung von zu-

sätzlichen Aggregaten in den Prozess gesamtheitlich zu betrachten

und Auswirkungen zu bewerten. Auch die Auswirkungen von ver-

schiedenen Schaltungsvarianten können somit beurteilt werden. Mit

dieser einfachen Modellbetrachtung können also Ergebnisse erzielt

werden, die für die Optimierung der Praxisanlagen von Bedeutung

sind. Daneben sinkt der Messaufwand in der Prozessanalyse deut-

lich, da darauf verzichtet werden kann, an jedem Aggregat die Effizi-

enz bei unterschiedlichen Zulaufbedingungen zu erfassen.

Oliver Cordier

� 0 049 89 12146 566

*[email protected]

total efficiency of the system results from the repeated screening of

returned stock flows. This also serves to show that this modelling

approach can also be utilised to determine the effects of modifying

the circuit.

Circuit 3, A-B

In this case, two model screens have been connected in series to

produce circuit 3. The efficiency of such a system is very high. Look-

ing at the efficiency values of the individual screens, it becomes clear

that screen A is doing most of the screening work. The accept is

loaded predominantly with the small sticky size classes. This causes

the efficiency of stage B to drop significantly. This effect can also be

described and quantified if the individual size classes are taken into

account.

A prognosis for stock B that is discharged with the stock A param-

eters causes the accept loading to rise from 71 mm²/kg to 194 mm²/

kg. This deviation is so large because a massive displacement of the

size classes occurs towards the smaller range.

These observations not only apply to A-B circuits in screening stages.

On the contrary, it becomes clear how process modifications can af-

fect the efficiency of subsequent stages. The effect such changes have

in the individual stages can be transferred to the overall process of

stock preparation using the chosen approach.

Conclusions

The approach described above makes it possible to conduct a meas-

urement and assign constant calibration values to all stock prepara-

tion separation processes that pertain to separating stickies. It is thus

possible to predict the quality of the furnish with great accuracy

based on a determination of the variable composition in the stock

preparation supply line.

It is thus possible for mill owners to take an all-encompassing per-

spective when considering whether or not to incorporate additional

units into the process. In addition, this approach also allows the re-

sultant effects to be evaluated. The consequences of using different

circuit arrangements can be assessed as well. This simple modelling

approach can also achieve results that are important in optimising

industrial facilities. In addition, the number of measurements that

have to be conducted in process analysis drops significantly, since it

is no longer necessary to determine the efficiency of each and every

unit under different inlet conditions.

Oliver Cordier

� 0 049 89 12146 566

*[email protected]


PTS unterstützt MaltaDecor bei Planung, Aufbau und Inbetriebnahme von zwei Papiermaschinen

PTS supports MaltaDecor in the planning, design and start-up of two paper machines

Ausgangssituation

Wie in der Ausgabe Mai 2006 der PTS News berichtetet, hat Malta

Decor zum Jahreswechsel eine Papiermaschine aus China in Betrieb

genommen. Das Unternehmen produziert nun in Polen auf vier Ma-

schinen Gegenzug-, Dekor- und Overlaypapier mit einer Jahreskapa-

zität von ca. 90.000 t. Seit 2001 besteht zwischen MaltaDecor und

der PTS eine enge Zusammenarbeit, bei der MaltaDekor im Tagesge-

schäft unterstützt wird und kontinuierlich Projekte zur Prozess- und

Qualitätsoptimierung durchgeführt werden.

Neubau von zwei Papiermaschinen

Der Planungs- und Realisierungszeitraum für die beiden Papierma-

schinen war mit sehr ehrgeizigen Zielen gesetzt worden. Die Ma-

schine 5 produziert heute Overlaypapiere in einem Gewichtsbereich

von 30 bis 22 g/m². Das Maschinenkonzept hat sich als richtig he-

rausgestellt und nach den üblichen Anfahrproblemen produzierte

die Anlage verkaufsfähige Ware.

Im Zuge des Neubaus der Papiermaschine wurde in Rudawa auch in

den Bereich der Qualitätskontrolle investiert. So entstand ein neu-

es, dem Stand der Technik entsprechendes Qualitätslabor, das sich

durch seinen apparativen Ausbau auch den Zukunftsanforderungen

widmen kann. In Rudawa wurden die Weichen für die Zukunft ge-

stellt.

Nachdem das Maschinenkonzept für die neue Papiermaschine 4

gleich dem der Papiermaschine 5 aus Rudawa ist, möchten wir hier

hinsichtlich der Konzeption, Montage und Abnahme der Maschine

auf den Beitrag in der Mai-Ausgabe der PTS-News verweisen.

Aufbau und Inbetriebnahme der Dekorpapiermaschine in Poz-

nan

Parallel zur Montage und Inbetriebnahme in Rudawa wurde in

Poznan die Maschine 4 aufgebaut. In Poznan gab es baulich eini-

ge Herausforderungen, die aber dank eines gut funktionierenden

Teams gelöst werden konnten. So musste z. B. während des lau-

fenden Betriebes für die bereits existierenden Papiermaschinen der

innerbetriebliche automatische Rollentransport umgelegt und die

Stoffaufbereitung neu konzipiert werden - um nur zwei Bespiele zu

erwähnen.

Seit Anfang Dezember war die PTS dauerhaft mit zwei Teams vor

Ort. Ziel dieser Arbeit war es, die Inbetriebnahmephase zu verkür-

Initial situation:

As already reported in the May 2006 issue of PTS News, Malta Decor

purchased a paper machine from China that it put into operation at

the turn of the year. The mill in Poland is now producing counter-

acting, decor and overlay papers on four machines with an annual

capacity of approx. 90,000 tpa. Close co-operation between Malta

Decor and PTS has existed since 2001; PTS has been providing Malta

with support in their daily business and continuously conducting

process and quality optimisation projects.

Construction of two paper machines

The planning and implementation period for both paper machines

was marked by very ambitious objectives. Machine 5 is now produc-

ing overlay papers with grammages ranging from 30 to 22 g/m².

The machine concept proved to be right and, after the usual teeth-

ing troubles, the facility began producing sellable merchandise that

could be marketed.

During the construction work on the paper machine, investments

were being made in the field of quality control in Rudawa. A new

state-of-the-art laboratory was built which is equipped to meet fu-

ture requirements. Rudawa is setting the course for the future to-

day.

Since the machine concept for the new PM 4 is the same as that for

the PM 5 from Rudawa, please refer back to the article in the May

issue of the PTS News for further details concerning conceptualisa-

tion, assembly, inspection and approval of the machine.

Installation and start-up of the decor paper machine in Poznan

PM 4 was being installed in Poznan at the same time the assembly

and start-up were taking place in Rudawa. There were some struc-

tural challenges to be dealt with in Poznan, but these problems could

be resolved thanks to a well functioning team. The automatic in-

plant reel transport for the existing paper machines had to be re-

routed and the stock preparation plant redesigned while production

was running – to mention only two examples.

PTS has continuously had two teams on site since the beginning of

December. The objective of this work was to shorten the start-up

phase by transferring the experience gained in Rudawa to Poznan.

The task of the PTS team in Poznan was to provide project manage-

ment support during the assembly phase, i.e. monitoring the assem-


zen, in dem die Erfahrungen aus Rudawa nach Poznan transferiert

wurden. In Poznan bestand die Aufgabe des PTS-Teams während

der Montage in der Unterstützung bei der Projektleitung, d. h. Über-

wachung der vereinbarten Montageziele sowie in der Erstellung von

Mängellisten, die zur Abarbeitung übergeben wurden.

Die Maschine 4 ging im April in den Probebetrieb und konnte nach

kurzer Zeit bereits ein spezielles Rohpapier für die besonders nassdeh-

nungsstabile Qualität Präzisa herstellen. Neben einigen Standardde-

korpapieren arbeitet MaltaDecor an der Entwicklung weiterer Sorten

im unteren Flächengewichtsbereich. In Poznan wurde ähnlich wie

in Rudawa ein komplett neues Labor erstellt. Es ist so lokalisiert, dass

von hieraus alle drei Maschen bedient werden können.

Teamarbeit

Das MaltaDecor-Team hat in den zurückliegenden 18 Monaten her-

vorragende Arbeit geleistet! Es wurden zwei neue Maschinen-Crews

ausgebildet, Die Gesamtprojektleitung war bei dem Produktionsdi-

rektor und seinem Stellvertreter. Und natürlich haben die operative

Crew und die Führungsmannschaft mit einem außerordentlichen

Teamgeist zusammen gearbeitet. Die Produktivität und Qualität

der bestehenden Anlagen hat unter diesen enormen Anstrengungen

nicht gelitten. Natürlich wird heute schon daran gedacht, die neuen

Maschinen weiter auszubauen, um sie noch produktiver zu gestal-

ten. Wir werden in der nächsten PTS-News darüber berichten.

Hubert Runge

� 0 049 89 12146 493


bly milestones that had been agreed upon as well as drawing up lists

of faults that were then handed over to be taken care of.

PM 4 began trial operation in April and a short time later was able to

produce a special base paper for the Präzisa grade that has especially

high wet elongation stability. In addition to a few standard decor

papers, Malta Decor is currently working on developing additional

grades in the lower grammage range. A completely new laboratory

was installed in Poznan, much like in Rudawa. The new laboratory is

located in such a way that it can operate all three machines.

Teamwork

The Malta Decor team has produced excellent work in the past 18

months. Two new machine crews have been trained. Overall project

management was the responsibility of the production director and

his deputy. And of course the operative team as well as the leader-

ship team worked together with an extraordinary team spirit. The

productivity and quality of the existing facilities did not suffer even

under this enormous effort. There are now of course ideas of ex-

panding the new machines further in order to achieve even greater

productivity. We will keep you informed in the next edition of PTS

News.

Hubert Runge

� 0 049 89 12146 493

*[email protected]

PTS-Besuch in China PTS visit to ChinaDie Chinesische Wirtschaft boomt. Seit Jahren weist China Wachs-

tumsraten auf, von denen man in Europa nur träumen kann. Einige

Auswirkungen dieser Entwicklung sind bekannt und vieldiskutiert:

weltweit werden Rohstoffe knapp und damit teurer, viele Arbeits-

plätze wandern ab in Richtung Fernost.

Etwas weniger stark in der öffentlichen Diskussion sind andere Aus-

wirkungen dieser rasanten Industrialisierung: ein extrem anstei-

gender Energie- und Wasserbedarf. Bereits jetzt kommt es in ver-

schiedenen Regionen Chinas zu regelmäßigen Stromausfällen und in

vielen Teilen des Landes herrscht Wasserknappheit.

Die Papierherstellung hat in China eine lange Tradition. Üblicher-

weise wird die Erfindung des Papiers auf ca. 100 n. Chr. datiert (Cai

Lun), obwohl erwiesen ist, dass es schon vorher Papier gegeben hat.

Trotz dieser langen Geschichte ist die moderne Papiermacherei in

China längst nicht so weit entwickelt wie z. B. in Europa. Dies äu-

ßert sich unter anderem daran, dass in vielen Fabriken noch weit

über 60 m3 Wasser pro to Papier verbraucht wird. Die chinesische

Regierung hat inzwischen reagiert und den Wasserverbrauch ab dem

nächsten Jahr extrem verteuert. In einigen Fällen wurden sogar Zell-

stoff- und Papierfabriken geschlossen. Neu gebaute Fabriken erhal-

ten sehr strenge Auflagen.

Vor diesem Hintergrund reisten Anfang September Hubert Runge

und Dr. Thomas Kerkhoff nach China, um im Rahmen von Vorträgen

und Fabrikbesuchen die Kompetenz der PTS im Bereich Wasser- und

Energieoptimierung vorzustellen.

Workshop Prozessoptimierung auf der PULP & PAPER WORLD

Die PULP & PAPER WORLD in Shanghai ist eine der größten Wei-

The Chinese economy is booming. For years, China has been boast-

ing growth rates that Europeans can only dream of. Some conse-

quences of this development are known and have also been widely

discussed: raw materials are becoming scarce on a global scale, thus

making them more expensive. Many jobs are emigrating to the Far

East.

Other consequences of this high-paced development, i.e. skyrock-

eting energy and water requirements, have not garnered as much

attention in public discussion. Even now, various regions in China

suffer from regular power failures and there is a water shortage in

many parts of the country.

Papermaking has a long tradition in China. The invention of paper

is commonly dated back to around 100 AD (and attributed to Ts‘ai

Lun, an official of the Imperial Court), although there is proof that

paper had already existed before this date. Despite this long history,

modern papermaking in China is by far not as highly developed as

in Europe, for example. This is evident from the fact that, among

other things, many mills still consume much more than 60 m³ wa-

ter per tonne of paper. The Chinese government has reacted in the

meantime and has significantly raised the price of water consump-

tion beginning next year. Pulp and paper mills have even been forced

to close down in some cases. Very stringent requirements have been

imposed on recently constructed mills.

Against this background, Hubert Runge and Dr. Thomas Kerkhoff

travelled to China at the beginning of September to present PTS

competence in the fields of water and energy optimisation in the

form of both lectures and visits to paper mills.


terbildungsveranstaltungen in Asien zum Thema Papierherstellung.

Die PTS war eingeladen, auf dieser Veranstaltung einen eintägigen

Workshop zur Prozessoptimierung durchzuführen. Zentrale The-

men dieses Workshops, der einen regen Zuspruch fand, waren die

Reduzierung von Energie-, Wasser- und Chemikalienverbrauch.

International Exhibition on Green Industry, in Jinan - Shangdong

Die Provinz Shangdong ist eines der Zentren der Papierherstellung

in China. Hier werden ca. 20 % des gesamten chinesischen Papier-

bedarfes hergestellt. Die Hauptstadt der Provonz Shangdong ist Jin-

an, wo die Ausstellung stattfand. Hier stellten verschiedene Städte

und Kommunen, aber auch Firmen ihre Aktivitäten und Produkte

im Bereich Umweltschutz vor. Parallel dazu wurden verschiedene

Vortragsreihen veranstaltet.

Im Rahmen dieser Vorträge waren Herr Runge und Dr. Kerkhoff ein-

geladen, die Kompetenzen der PTS in Bezug auf Wasser- und Ener-

gieeinsparungen vorzustellen. Unter anderem war auch der Freistaat

Bayern mit einem Stand auf dieser Messe vertreten.

Firmenbesuch in Fujang, Zhejiang

Die Stadt Fujang in der Provinz Zhejiang ist ein weiteres Zentrum der

Papierherstellung. Während des Besuches von Fujang konnten drei

Fabriken besichtigt werden:

• Sanxing Fuang: Die Produktionsleistung liegt bei ca. 70.000 t/a

gestrichener Graukarton bei Flächengewichten von 250 bis 350

g/m². Der spez. Wasserverbrauch liegt bei 60 m³/to.

• Fuyang Zhe Jiang: Die Produktionsleistung liegt bei ca. 80.000 t/a

gestrichener Graukarton bei Flächengewichten von 250 bis 400

g/m². Der spez. Wasserverbrauch liegt bei 60 – 100 m³/to.

• Zehjiang Yongtai Paper: Die Produktionsleistung liegt bei ca.

270.000 t/a gestrichener Graukarton bei Flächengewichten von

250 bis 450 g/m². Der spez. Wasserverbrauch liegt bei ca. 50 m³/to.

Laut den Betreibern gibt es in Fujang insgesamt rund 400 Betriebe,

in denen gestrichene Verpackungspapiere und Kartons hergestellt

werden. Die Jahresleistung beträgt etwa 5 Mio. to, wobei 60.000

bis 70.000 Mitarbeiter direkt in der Papierherstellung beschäftigt

sind. Bemerkenswert in allen drei Fabriken war die Aufbereitung

der meistens aus Europa oder USA angelieferten Altpapierballen: hier

sind pro Werk etwa 300 Angestellte damit beschäftigt, Fremdmateri-

alien aus dem Papier auszusortieren, bevor es in den Pulper gelangt.

Kooperationspartner der PTS in China ist M&P Environmental Con-

sulting Co. Ltd.; das Unternehmen unterhält ein Büro in Peking und

koordiniert sämtliche Aktivitäten vor Ort.

Dr.-Ing. Thomas Kerkhoff

� 0 049 89 12146 125


Workshop on process optimisation at the PULP & PAPER WORLD

PULP & PAPER WORLD in Shanghai is one of the largest events in

Asia for further education in the field of papermaking. PTS was in-

vited to conduct a one-day workshop on process optimisation at this

event. The central theme of this workshop that proved to be very

popular was the reduction in energy, water and chemicals consumption.

International Exhibition on Green Industry in Jinan, Shangdong

The Chinese province of Shangdong is one of the papermaking

centres in China. This is where approx. 20% of all Chinese paper

originates. The provincial capital of Shangdong is Jinan, where the

exhibition took place. Different cities and communities and even

companies exhibited their activities and products in the field of envi-

ronmental protection. There was also a programme of lectures that

accompanied the exhibition.

Mr Runge and Dr Kerkhoff had been invited to present PTS compe-

tence regarding water and energy savings within the scope of these

lectures. The State of Bavaria was also present with a booth at this

fair.

Mill visits in Fujang, Zhejiang

The city of Fujang in the Province of Zhejiang is yet another centre of

papermaking. Three mills were visited during our visit of Fujang:

• Sanxing Fuang: The production output amounts to approx. 70,000

tpa of coated chip board with grammages ranging from 250 to 360

g/m². The specific water consumption amounted to 60 m³/tonne.

• Fuyang Zhe Jiang: The production output amounts to approx.

80,000 tpa of coated chip board with grammages ranging from

250 to 400 g/m². The specific water consumption ranges between

60 and 100 m³/tonne.

• Zehjiang Yongtai Paper: The production output amounts to ap-

prox. 270,000 tpa of coated chip board with grammages ranging

from 250 to 450 g/m². The specific water consumption amounted

to approx. 50 m³/tonne.

According to the mill operators, there are around 400 mills in Fujang

which manufacture coated packaging papers and paperboard. The

annual output amounts to approx. 5m tonnes. Between 60,000 and

70,000 employees work in the papermaking industry. One remark-

able feature common to all three mills was how the recovered paper

bales that were delivered from Europe or the USA in most cases were

processed. About 300 workers per mill were busy sorting waste pa-

per contraries out of the paper before it went to the pulper.

PTS‘ co-operation partner in China is M&P Environmental Consult-

ing Co. Ltd. M&P is headquartered in Bejing and co-ordinates all

activities on site.

Thomas Kerkhoff, PhD

� 0 049 89 12146 125

*[email protected]


Zur Erhöhung der Porosität von Karton und Liner werden organische

Additive, von der J. RETTENMAIER & SÖHNE GmbH & Co. KG un-

ter dem Handelsnamen Arbocel angeboten, eingesetzt. Diese haben

eine durchschnittliche Teilchengröße von 100 µm und eine hohe

Retention. Es ist deshalb zu erwarten, das Compounds mit AKD die

Retention des AKD erhöhen. Von der J. RETTENMAITER & SÖHNE

GmbH & Co. KG wurden ARBOCELPLUS®- AKD-Compounds mit

unterschiedlichem AKD Anteil entwickelt, mit denen die Leimung

von Papier, Liner und Karton effektiver gestaltet werden soll.

Praxisnahe Untersuchungen sind im Labormaßstab kaum möglich,

Versuche in der Praxis sind sehr aufwändig. Aus diesen Gesicht-

punkten beauftragte die J. RETTENMAIER & SÖHNE GmbH & CO.

KG die PTS mit der Durchführung von Untersuchungen zur Appli-

kation von ARBOCELPLUS®-AKD-Compounds bei der Herstellung

von Liner.

Das im Jahr 1877 gegründete Unternehmen J. RETTENMAIER &

SÖHNE ist weltweit mit 12 Produktionsstätten auf dem Gebiet der

Verarbeitung nachwachsender Rohstoffe zu Fasern und Additiven

tätig. Diese Werke versorgen den Weltmarkt mit Hart- und Weich-

holzmehlen, Holz-, Cellulose-, Frucht- und Getreidefasern. Das

Know-how des Unternehmens ist weltweit anerkannt. Unter ande-

rem stellt das Unternehmen Prozessfasern und Faserstoff-Additive

für die Papier- und Kartonindus-

trie her und betreibt intensive

Forschung für die Optimierung

dieser Produkte und für Neuent-

wicklungen.

Ziel der Versuche im Techni-

kum der PTS Heidenau

Ziel der Untersuchungen war der

Nachweis, dass durch den Einsatz

von Arbocell-AKD-Compounds

die Leimung von Liner effektiver

gestaltet werden kann sowie die

Erarbeitung des notwendigen

Know-hows durch Aussagen zu

folgenden Fragestellungen:

• Leimungswirkung der ARBOCELPLUS®-AKD-Compounds im

Vergleich zum konventionellen Einsatz von AKD Emulsionen?

• Retention des AKD bei Einsatz von ARBOCELPLUS®-AKD-Com-

pounds?

• Stabilität der Leimung?

• Gibt es Unterschiede in der Beeinflussung der Festigkeitseigen-

schaften des Liners?

Durch das erarbeitete Know-how sollen das Risiko und die Kosten

einer Erprobung im industriellen Maßstab verringert werden.

Versuchsprogramm und Methodik der Untersuchungen

Gemeinsam mit dem Auftraggeber wurde das Versuchsprogramm

zur Durchführung der Untersuchungen erarbeitet (Abbildung 3).

Dieses beinhaltete:

• Die Herstellung des Liners mit einer Flächenmasse von 120 g/m²

• ohne ARBOCEL®l

Arbocel is the trade name of organic additives offered by J. RETTEN-

MAIER & SÖHNE GmbH & Co. KG for the porosity enhancement of

paperboard and liner. Due to their average particle size of 100 µm

and high retention, Arbocel products can be expected to increase

the retention of AKD when forming compounds with it. J. RETTEN-

MAITER & SÖHNE GmbH & Co. KG has developed ARBOCELPLUS®-

AKD compounds with different AKD shares for the improved sizing

of paper, paperboard and liner.

Because laboratory tests lack the necessary practical relevance and

full-scale trials are too time-consuming and expensive, J. RETTEN-

MAIER & SÖHNE GmbH & CO.

KG entrusted PTS with applica-

tion trials of ARBOCELPLUS®-

AKD compounds for liner pro-

duction.

Founded in 1877, J. RETTEN-

MAIER & SÖHNE is an inter-

national producer of pulps and

additives based on renewable

raw materials. Its currently 12

production sites supply the

global market with hardwood

and softwood flour, wood-, cel-

lulose-, fruit- and grain fibres.

The company is internationally

recognized for its know-how, for example as a manufacturer of pro-

cess fibres and additives for paper and paperboard production, and

is doing intense research in order to optimize its existing or develop

new products.

Objectives of the pilot plant trials at PTS Heidenau

The trials at PTS Heidenau were intended to prove the efficiency-

enhancing effects of Arbocell-AKD compounds on liner sizing, and

to gain the know-how necessary for its optimum use by answering

the following questions:

• Which sizing effects are achieved by ARBOCELPLUS®-AKD com-

pounds as compared to conventionally used AKD emulsions?

• How much AKD is retained when used as compound with AR-

BOCELPLUS®?

• How stable are the sizing results?

• Do the effects on the strength properties of liners vary?

Verbesserung der Leimung von Liner durch Einsatz von ARBOCELPLUS®-AKD Compounds

Improved sizing of liners by means of ARBOCELPLUS® - AKD compounds

Fig 1 Holzmühle mill of J. RETTENMATER & SÖHNE GmbH & CO. KG

PaperMachine chest

200 l

Reject

Paper machine

White water

Pulper100 l

Process waterWaste waterARBOCELPLUSCompounds

Process water

Process water

Thick stockchests

Blend chests3x1, 600l

Stock approach sectionAddition of AKD andretention agentFig. 2 Test stand

PTS NEWS36

• mit ARBOCEL® und konventi-

oneller AKD Zugabe

• mit ARBOCELPLUS®-AKD-

Compounds mit unterschied-

lichem AKD –Anteil

• mit unterschiedlichen Men-

gen an Retentionsmitteln

• Die Zugabe der ARBOCEL-

PLUS®-AKD-Compounds er-

folgte im Pulper während der

Zerfaserung

• die Durchführung der not-

wendigen Prüfungen und

Auswertung der Versuchser-

gebnisse

Die Vorbereitung, Durchfüh-

rung und Auswertung der Un-

tersuchungen erfolgte in enger

Zusammenarbeit zwischen der

PTS und der J. RETTENMAITER

& SÖHNE GmbH & CO. KG.

Ergebnisse

Im hier dargestellten Teil der

Ergebnisse (Abbildungen 4 bis

7) wurden die Beeinflussung der

Leimung, der AKD-Retention

und der Festigkeitseigenschaften

durch die unterschiedlichen Lei-

mungssysteme untersucht. Dar-

aus leiten sich folgende Aussagen

ab:

• Die Bindung des AKD an das

ARBOCEL® ermöglicht bei

gleichem Einsatz an Aktiv-

substanz eine Verbesserung

der Leimungswirkung, be-

wertet durch die Wasserauf-

nahme nach Cobb.

• Durch Einsatz von ARBOCEL-

PLUS®-AKD-Compounds kann die AKD-Retention wesentlich

The resulting know-how is in-

tended to lower the risk and

costs of full-scale trials.

Trial programme and methodol-

ogy

Together with the customer, PTS

worked out the following trial

programme (Fig 3):

• Producing a liner with a

grammage of 120 g/m²

• without ARBOCEL®l

• with ARBOCEL® and con-

ventional AKD sizing

• with ARBOCELPLUS®-

AKD compounds containing dif-

ferent amounts of AKD

• with different amounts of

retention aids

• ARBOCELPLUS®-AKD

compounds are added during

defibration in the pulper

• performing the necessary

tests and evaluation of test re-

sults

The preparation, execution and

evaluation of results were done

in close co-operation with J.

RETTENMAITER & SÖHNE

GmbH & CO. KG.

Results

Figures 4 to 8 illustrate the in-

fluences of different sizing sys-

tems on sizing results, AKD re-

tention and strength properties.

The results indicate that:

• sizing effects (water ab-

sorption determined by the

Cobb method) are enhanced

by AKD binding with ARBOCEL®

(same amounts of active agent),

Beratung / Consultancy

Step Content Objectives Results

Step 1 Defining the objectives Improved sizing results and AKD retention Comparison between AKD emulsion and ARBOCELP-LUS - AKD compounds

Step 2 Elaborating the procedure Defining a methodology to gather the desired information

Pulp: Test linerGrammage: 120 gsmProcess water: from the pilot plant in Heidenau

Step 3 Trial programme Basis for the execution of trials Variation: AKD addition (amounts) Amounts of retention aidARBOCELPLUS-AKD compounds with different shares of AKD

Step 4 Performing the trials Preparing paper samples for testing Compilation of process data

Liner production (120 g/m²) as defined in the trial programme; maintaining constant dewatering (wire section and wet presses) and drying conditions

Step 5 Testing of samples Determination of paper characteristics Grammage; caliper; apparent density; water absorption (Cobb); bursting strength

Step 6 Data analysis Systematic compilation and representation of test results

Data and evaluation

Step 7 Evaluation of results Elaborating proposals for full-scale trials Proposal for full-scale trials

Fig 3: Trial programme

64 60 540

20

40

60

0,6%AKD_Emulsion

3% CompoundC 100-60

1,5% CompoundC100-120

Sizing system

0,18% Active agent AKD0,15 % PEI

Wat

er a

bsor

ptio

n(C

obb

met

hod

900s

) [gs

m]

Fig. 4: Water absorption (Cobb method) as a function of sizing systems

250 13 180

100

200

300

0,6%AKD _Emulsion

3% CompoundC 100-60

1,5% CompoundC 100-120

White water from trial

Wat

er p

enet

ratio

n tim

e [s

]

Fig. 5: Water penetration time of handsheets produced with white water from the trials

01020304050

1,2% AKD Emulsion0,15% PEI

1,2% AKDEmulsion

without PEI

6% CompoundC 100-600,16% PEI

6%C 100-60

without PEI

3%C 100-1200,16% PEI

3%3%

C 100-120without PEI

Sizing system

Wat

er a

bsor

ptio

n(C

obb

300

s) [g

sm]

0,36% Active agent AKD

30 46 29 39 30 40

Fig. 6: Retention aid influence on water absorption (Cobb method)

180 120 160 240 500360 240 200 300 5500

200

400

600

sofort 1 h 2 h 1 day 1 weektime

0,6 % AKD_Emulsion 3 % Compound C 100-60

0,18% Active agent AKD

Wat

er d

rop

abso

rptio

n [s

]

Fig. 7: Sizing development over time


erhöht werden. Für die Bewertung der

AKD-Retention wurden Prüfblätter

unter Einsatz von Siebwasser aus den

Versuchen auf der Pilotpapiermaschi-

ne hergestellt und anschließend die

Was serpenetrationszeit ermittelt. Bei

einer geringen AKD-Retention haben

die mit diesem Siebwasser hergestell-

ten Prüfblätter eine hohe Wasserpenet-

rationszeit.

• Die Retention des AKD bei Zugabe als Emulsion wird durch die

Bindung an die Fasern bestimmt. Diese ist abhängig vom Zeta-

Potenzial und letztendlich von einem exakt eingestellten Reten-

tionssystem. Für die Retention des Arbocel und damit des daran

gebundenen AKD sind Filtrationseffekte bei der Entwässerung

ausschlaggebend. Sie ist damit unabhängiger vom Retentionssys-

tem.

• Die Zugabe des AKD, Compound oder Emulsion, beeinflusst das

zeitliche Verhalten der Leimungswirkung. Beim Einsatz der AR-

BOCELPLUS®-AKD-Compounds wird bereits in der Papierma-

schine eine höhere Leimungswirkung erreicht.

• Hinsichtlich der Beeinflussung des Berstindex ergeben sich

zwischen beiden Leimungssystemen keine signifikanten Unter-

schiede.

• Beim Einsatz von ARBOCELPLUS®-AKD-Compounds wurden fol-

gende Effekte nachgewiesen:

• Das Zeta-Potenzial wird nicht beeinflusst

• Die AKD-Retention ist höher als beim Einsatz einer üblichen

AKD-Emulsion

• Die AKD-Retention ist weitestgehend unabhängig vom Retenti-

onssystem

• Es wird eine schnellere Leimungswirkung bereits in der Papier-

maschine erreicht

• Die Stabilität der Leimung ist besser

• Die Papierfestigkeiten entsprechen denen üblicher AKD-Emulsi-

onen.

Vom Auftraggeber ist in nächster Zeit ein Versuch im industriellen

Maßstab vorgesehen.

Dr.-Ing. Herbert Berger

� 0 049 3529 551 660

*[email protected]

• AKD reten-

tion may be increased

considerably by the use

of ARBOCELPLUS®-AKD

compounds. AKD reten-

tion was determined via

the water penetration

time of handheets pro-

duced with white water

from the pilot paper machine trials. Long penetration periods in-

dicate low AKD retention of the handsheets.

• When added as an emulsion, the retention of AKD is mainly influ-

enced by its bonding with fibres, which depends on the zeta po-

tential and, eventually, proper adjustment of the retention system.

The retention of Arbocel and, thus, the AKD bound to it depend

mostly on the filtration effects during dewatering, and less on the

retention system.

• Adding AKD, whether as compound or as emulsion, influences the

sizing development over time. ARBOCELPLUS®-AKD compounds

give better sizing results already in the paper machine.

• Regarding the effects on burst, no significant differences were no-

ticed between the two sizing systems.

• As evidenced by the test results, the use of ARBOCELPLUS®-AKD

compounds has the following effects:

• No impact on zeta potential

• AKD retention higher than with conventional AKD emulsions

• AKD retention largely unaffected by the retention system used

• Sizing effects are obtained more quickly and already in the paper

machine

• Sizing results are more stable

• Effects on paper strength are the same as with conventional AKD

emulsions

The customer plans to do full-scale trials in the near future.

Herbert Berger, PhD

� 0 049 3529 551 660

*[email protected]

2,29 2,28 2,210

1

2

0,6% AKD _Emulsion0,15% PEI

3% Compound C 100-60

3% CompoundC 100-120

Sizing system

Burs

t ind

ex [k

Pa/g

sm]

Fig. 8: Burst index achieved by different sizing systems

Redaktion/Editor Erwin Polmann, PTS

Layout/Layout Hess-Str. 134, 80797 München

Tel: 00 0 89 12146 230

Fax 00 0 89 12146 36

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Herausgeber/Publisher Keppler Medien Gruppe (KMG)

Titelgestaltung/Front page Saki El-Gogo, PTS

Übersetzung/Translation Bryant McEwen, PTS

Corina Schmidt, PTS

Bereichsleitung Petra Hanke, Keppler Medien Gruppe

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Anzeigen Monika Apitz, Keppler Medien Gruppe,

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Druck/Print Central-Druck Trost GmbH & Co.

Borsigstr. 1-3, 63150 Heusenstamm

Impressum / Imprint


Die Migration von Streichfarbenbestandteilen ist ein gefürchtetes

Problem, da es kaum in dem Griff zu bekommen ist. Beeinflusst von

Auftragsaggregat, Trocknung, Feststoffgehalt, Entwässerungsver-

halten und Kuchenbildung, Pigmenten, Partikelgrößenverteilung,

Bindemittel, Rheologieadditiven, Temperatur, dynamischen Bedin-

gungen, Basispapier etc. finden in einer gestrichenen Oberfläche fast

unüberschaubare Transportvorgänge statt.

Mit den Methoden zur Charakterisierung des Penetrationsverhaltens

und des Wasserrückhaltevermögens können die Streichfarbeneigen-

schaften hinsichtlich der Mobilität der Flüssigphase wenigstens

etwas abgeschätzt werden. Die Verfahren hierzu sind allgemein

bekannt: Tonplatten, SD-Warren, Hochdruckentwässerung, Em-

tec-Dynamische Penetrationsmessungen oder die Immobilisie-

rungspunktbestimmung mit dem Paar-Physica Rheometer und der

BASF-Zelle und andere mehr. Daneben gibt es auch unterschiedliche

dynamische Ansätze, um die Migration unter Schereinfluss genauer

zu beleuchten.

Wie groß die Mobilität der Streichfarbenbestandteile aber ist, welche

Bestandteile migrieren und welche Bestandteile nicht wandern, das

lässt sich bisher mit keiner der oben genannten Methoden untersu-

chen. Hierzu muss im Regelfall die Streichfarbenflüssigphase durch

Zentrifugation von den Pigmenten abgetrennt und dann separat ana-

lysiert werden.

Eine elegante Methode aus der Chemie kann hier Aufschluss geben.

Das Verfahren ist im übertragenen Sinne eine chromatografische

Methode und nutzt zur Trennung von Flüssigphase und Pigment-

partikeln die Kapillarkräfte und die Bildung eines Filterkuchens an

der Papieroberfläche. Die Kapillarkräfte des ungestrichenen Streich-

rohpapiers werden auch hier eingesetzt um, ähnlich wie beim

Streichprozess, die Migrationsprozesse nachzustellen.

Der Versuchsaufbau ist sehr einfach. Man nehme

• einen verschließbaren Behälter und

• fülle diesen mit frisch hergestellter Streichfarbe.

• In diese Streichfarbe wird ein Streifen Streichrohpapier gehängt

(zur Vermeidung von Anisotropieeinflüssen durch das Papier wird

bei dem Papier auf die Laufrichtung geachtet). Dieser Streifen stellt

die Chromatografieplatte dar.

Jetzt findet das gleiche statt, das auch in der Streichfarbe nach dem

Auftrag stattfindet: die Streichfarbenflüssigphase wird durch die

Kapillarkräfte in das Papier gesaugt und wandert entsprechend der

Oberflächenspannung, den Kapillargrößen und Benetzungseigen-

schaften im Papier aufwärts.

Mit der Flüssigphase wandert auch alles, was in der Streichfarbe

durch die Poren des an der Oberfläche des Papiers gebildeten Filter-

kuchens passt: nicht fixierte niedermolekulare Polymere, frei beweg-

liche Farbstoffe, Dispergiermittel, optische Aufheller, nicht fixierte

Bindemittel etc..

Um diese Methode nutzen zu können, wird natürlich auch ein Ver-

fahren benötigt, das eine chemisch-analytische Auswertung der

Inhaltsstoffe der migrierten Flüssigphase ermöglicht. Bei folgenden

Streichfarbenadditiven ist dies kein Problem:

• optische Aufheller (nachzuweisen durch deren Fluoreszenz bei

Migrating coating colour components are a much-dreaded problem

because there is almost nothing to be done about it. The formation of

coated surfaces is characterized by a confusing variety of transporta-

tion processes, influenced by the applicator system, drying process,

solids content, dewatering behaviour and cake formation, pigments,

particle size distribution, binders, rheology modifiers, temperature,

dynamic conditions, base paper etc..

The liquid phase mobility of a coating colour can be estimated at least

to some extent by methods characterizing its penetration behaviour

and water retention: Ceramic plate method, SD Warren, high-pres-

sure dewatering, Emtec dynamic penetration analysis or immobili-

zation point measurements using the Paar Physica rheometer, BASF

cell and other instruments. Furthermore, there are various dynamic

approaches aimed at examining migration processes under the influ-

ence of shearing.

However, none of these methods provides information about the

extent of migration of individual colour components, i. e. which of

them are going to migrate and how much. So far, this could only be

determined by analysing the liquid phase alone, i.e. after separating

it from pigments by centrifugation.

Chemistry can offer a more elegant solution which belongs, more or

less, to the field of chromatography: The method uses capillary forces

and filter cake formation on the paper surface to separate the liquid

phase from pigments. Like during coating, the capillary forces of the

uncoated base paper are utilized to imitate the migration process.

The procedure is fairly simple:

• Take a sealable container,

• fill it with a freshly prepared coating colour,

• suspend a strip of coating base paper into the coating colour (take

care to insert the strip in machine direction to prevent anisotropic

effects). The paper strip is your chromatographic plate.

What happens next is the same as in coating colours directly after

their application: The liquid phase is sucked into the paper by capil-

lary forces, and migrates upward depending on the paper’s surface

energy, capillary size and wetting properties.

Coating colour components which are small enough to pass through

the pores of the filter cake that has formed on the paper surface will

migrate together with the liquid phase: unfixed low-molecular poly-

mers, freely movable dyes or colorants, dispersing agents, optical

brighteners, unfixed binders etc..

To be able to use this method for coating colour characterization, it

must of course be combined with chemical analyses and evaluations

of the substances contained in the migrating liquid phase. For the

additives listed below, this can be done fairly easily:

• optical brighteners (can be detected due to their fluorescent effects

when exposed to UV radiation)

• starch (blue colour complex after staining with J2/KJ)

• polyvinyl alcohol (red-violet colour complex after staining with

J2/KJ)

In internally brightened coating base papers, it is also possible to

detect UV radiation and absorbing/quenching components by fluo-

rescence quenching.

Streichfarbenanalytik in der Praxis: Bindemitteltransport und Flüssig-phasenmigration

Coating colour analysis in practice: Binder transfer and liquid phase migration

11 2006 39

Bestrahlung mit UV-Licht)

• Stärke (nachweisbar durch Anfärben mit J2/KJ über dem entste-

henden blauen Farbkomplex)

• Polyvinylalkohol (ebenfalls nachweisbar durch Anfärben mit J2/

KJ über den gebildeten rot-violetten Farbkomplex

Bei einem in der Masse aufgehellten Streichrohpapier können UV-

Strahlung und absorbierende/ löschende Bestandteile ebenfalls

durch die Löschung der Fluoreszenz nachgewiesen werden.

Ein Problem ergibt sich allerdings dadurch, dass Streichfarben hoch-

konzentriert sind und daher schnell zu einem oberflächlichen Ein-

trocknen neigen. Gleichzeitig ist die mobile, flüssige Phase durch

die geringe Menge an Streichfarbenflüssigphase, wie sie für hoch-

konzentrierte Systeme typisch ist, in ihrer Wanderungsgeschwin-

digkeit und dem Fortschreiten der Fließmittelgrenze beschränkt.

Trocknungsverluste verringern zusätzlich die Steiggeschwindigkeit.

Diese Nachteile können teilweise dadurch behoben werden, dass die

Gasphase über der Streichfarbe feuchtegesättigt ist.

Eine zwar nicht wissenschaftliche, aber in der Praxis bewährte Me-

thode ist es, den Deckel des Gefäßes in heißem Wasser zu erwärmen

und ein nasses Stück Filterpapier an dessen Innenseite zu kleben.

Durch die Wärme verdampft aus dem Filterpapier Wasser, das die

Gasphase in dem Gefäß über der Streichfarbe temporär mit Feuchte

übersättigt. Nach kürzester Zeit wird die Feuchte aber durch Kon-

densation an den Gefäßwänden wieder auf das Gleichgewichtsni-

veau verringert. Die Gasphase ist im Gleichgewicht mit der Oberflä-

che und ein Eintrocknen des Laufmittels wird ebenso verhindert wie

das Austrocknen der Streichfarbenoberfläche.

In einer im Kundenauftrag durchgeführten Versuchsreihe zeigten

sich so signifikante Unterschiede in der Wechselwirkung und der

Migration von Stärke und optischem Aufheller. Manche Stärken

migrieren deutlich stärker, in manchen Systemen ist der optische

Aufheller durch Additive an der Pigmentoberfläche fixiert, in man-

chen Systemen wandert auch der Aufheller.

Die Migration erfolgt langsam und die in einem realistischen Zeit-

rahmen erreichbaren Steighöhen sind nicht sehr groß. Ein Zusam-

menhang mit Oberflächenspannung und Wasserretention sind zu

erwarten, wurden aber nicht im Detail untersucht. Die Unterschiede

in der Migration der Inhaltsstoffe waren aber signifikant und sind

ein weiterer Hinweis auf die Systemeigenschaften. Die Optimierung

der Analytik in Richtung anderer Streichfarbenkomponenten sollte

mit weiteren spezifischen Färbereagenzien oder mikrospektrosko-

pischen Methoden (FTIR) möglich sein.

Dr. Josef Eckl

� 0 049 89 12146 274

*[email protected]

What’s problematic about coating colours is their high concentration,

which causes the surface to dry very rapidly. Moreover, the amount

of liquid phase available in typical high-concentration systems is

very small, limiting the migration speed and solvent front progress.

Drying losses slow down capillary rising as well. These drawbacks

may be overcome to some extent by saturating the gas phase above

the coating colour with moisture.

A procedure that is not exactly scientific, but has stood the practice

test, is to heat the container lid in hot water and stick a piece of wet

filter paper to its inside. The heat from the lid causes water to evapo-

rate from the filter paper, resulting in a temporary supersaturation of

the gas phase covering the coating colour. Because the water starts

condensing at the container walls almost immediately, the moisture

content regains its balance point. Gas phase and coating colour sur-

face are in a state of equilibrium, which prevents the liquid phase

and coating colour surface from drying up.

In a test series ordered by a customer, we found significant differ-

ences in the interactions and migration behaviours of starches and

optical brighteners. Some starches were much more mobile than

others; and the optical brightener was fixed on pigment surfaces by

additives in some systems whilst being mobile in others.

Migration is slow in the test, however, and the capillary rise achiev-

able within reasonable testing time is rather small. Surface energy

and water retention can be expected to have an impact as well, but

this was not investigated in detail here. The differences in the migra-

tion behaviours of individual colour components were significant,

though, adding useful information to the characterization of coat-

ing colour systems. It should be no problem to further optimize the

chemical analyses of the method in terms of other coating colour

components, for example by using specific staining reagents or mi-

cro-spectroscopic methods (FTIR).

Josef Eckl, PhD

� 0 049 89 12146 274

*[email protected]

Beratung / Consultancy

Stickys in Dresden:Lassen Sie sich anziehen !!!

Die „Anziehungskraft“ von Stickys bei der Verarbeitung von Altpapier ist ungebrochen. Sie sind permanentes Gesprächs-thema und man sieht sie unerwünscht an der Papiermaschi-ne. Wie kann man Stickys zielgerichtet bekämpfen?

Das nächste PTS-Sticky-Seminar findet am 24./25.04.2007 in Dresden statt. Die PTS bietet den Teilnehmern wieder einen attraktiven Mix aus Grundlagenbeiträgen und Pra-xisberichten zur Stickyeliminierung. Bitte nutzen Sie diese Möglichkeit zum unkomplizierten Erfahrungsaustausch mit anerkannten Experten zur Stickythematik.

Lutz Hamann

� 0 049 3529 551 657

*[email protected]

PTS NEWS40 Forschungsvereinigung Papiertechnik / Research Association Paper Technology

Die globale Papierindustrie entwickelt sich in diesen Tagen dyna-

misch. Nachdem in Nordamerika Werksschließungen nun schon seit

Jahren zum Alltag gehören, greift diese Entwicklung nun auch auf

Europa über. Gleichzeitig entstehen in Asien massive Kapazitäten,

welche bezüglich Qualität und Produktivität den westlichen Papier-

fabriken in keiner Weise nachstehen. Aufgrund der höheren Erlöse

in Nordamerika und Europa wird eine große Menge der asiatischen

Produktion exportiert. Die Herausforderungen für die Papiererzeu-

ger und damit auch die gesamte Wertschöpfungskette Papier sind

enorm.

Nur durch Differenzierung mit innovativen Produkten und Dienst-

leistungen sowie einer Steigerung der Effizienz aller Prozesse kann

diese Herausforderung gemeistert werden. Die FPT will als Stifter

und gemeinsam mit der PTS das Verständnis für die Mechanismen

und Treiber der Wertschöpfungskette Papier darstellen. Über die

Beschreibung von Markttrends sollen Impulse abgeleitet werden,

welche den Mitgliedern der FPT aber auch den Papiererzeugern und

vor- und nachgelagerten Teilnehmern der Wertschöpfungskette die

oben beschriebene Differenzierung ermöglichen.

Zur Umsetzung dieser Ziele hat sich die FPT in den letzten 2 Jahren

neu ausgerichtet. Auf der Basis von Workshops, Weiterbildungen,

Kundenprojekten sowie Marktstudien (für FPT-Mitglieder kostenlos)

wird die Wertschöpfungskette Papier an wesentlichen Stellen be-

leuchtet. Die ersten Workshops zu den Themen „Herausforderungen

im Offsetdruck“ oder „Innovation“ wurden sehr gut aufgenommen.

Die FPT-Druckstudie wurde bei der letzten Mitgliederversammlung

der FPT vorgestellt und gibt wertvolle Hinweise und Lösungsansät-

ze für Papiererzeuger, Drucker und die gesamten

Zulieferer.

Ich bin überzeugt, dass die FPT damit zusammen

mit der PTS einen deutlichen Nutzen für Ihre Mit-

glieder und alle an der Wertschöpfungskette Pa-

pier Beteiligten generiert. Die folgenden Informa-

tionen sollten Ihnen einen Eindruck vermitteln.

Gemeinsam können wir die Herausforderungen

bewältigen.

Mit besten Grüssen

Andreas Endters

Vorsitzender der FPT

The global paper industry is developing dynamically these days. Fac-

tory closures have been an everyday occurrence in North America

for years and are now becoming ever more frequent in Europe as

well. At the same time, Asia is developing enormous capacities whose

quality and productivity are absolutely on a par with Western mills.

Due to the higher revenues in Europe and North America, Asian

manufacturers export large shares of their production. This poses

enormous challenges to papermakers and the entire value chain of

“paper“ in the Western world.

The only way of overcoming these challenges is differentiation based

on innovative products and services combined with an improved ef-

ficiency of all processes. The Paper Technology Research Associa-

tion (FPT), one of the founders of PTS, has joined forces with PTS

to develop an understanding and awareness of the mechanisms and

drivers involved in the value chain of “paper”. The description of

market trends is to enable both FPT members and their predeces-

sors and successors in the value chain to implement the necessary

differentiations.

To achieve these goals, FPT has given itself a new orientation in the

past two years. It will perform workshops, training courses, custom-

er projects and market studies (free of charge to members) where all

key elements of the “paper” chain are looked at in detail. The first

two workshops “Challenges in offset printing“ and “Innovation“ met

with a very positive response. The FPT study on “Printing“ presented

at the recent FPT meeting offers valuable advice and solutions to

papermakers, printers and their suppliers.

I am convinced that this joint initiative of FPT and PTS will create

considerable benefits to FPT members and anyone

involved in the paper chain. The information below

will give you an idea of what’s going on in detail. By

combining our strengths, we will be able to over-

come the present challenges.

Best regards

Andreas Endters

Chairman of FPT

FPT - For Paper Technology FPT - For Paper Technology

Mit Übernahme der fogra-Geschäftsführung durch Herrn Dr. Eduard

Neufeld zum 1. April 2006 haben sich bereits nach wenigen Treffen

klare Interessen zur engeren Zusammenarbeit in Forschungspro-

jekten und zur Industrieunterstützung herausgestellt.

Spontan hatte Dr. Neufeld für die fogra z. B. zugesagt, sich noch

an der Marktstudie „FPT-Druckstudie“ zu beteiligen und wertvolle

Ergänzungen eingebracht. Weiterhin besteht das gegenseitige Inter-

esse einer engeren Zusammenarbeit in ZUTECH-Projekten, also Pro-

jekten, die sich mit Zukunftstechnologien beschäftigen und die im

Rahmen der industriellen Gemeinschaftsforschung der AiF gefördert

werden.

Mr Dr Eduard Neufeld, who took over the management of FOGRA

on 1 April 2005, has expressed FOGRA’s great interest in intensify-

ing the co-operation with PTS in research projects and in supporting

the industry. This became clear very quickly after just a few meet-

ings with PTS representatives.

On the spur of the moment, Dr. Neufeld also agreed to support the

FPT market study on printing, and FOGRA made valuable contribu-

tions to the study. Furthermore, the two partners agreed to co-op-

erate more closely in ZUTECH, projects dealing with future tech-

nologies and being funded by the German Federation of Industrial

Co-operative Research Associations (AiF).

PTS und fogra Forschungs-gesellschaft Druck e.V.

PTS and fogra

11 2006 41

Kurzfristig wurden Beratungen gestartet, um ein Projekt „Kenn-

zahlen für das Wegschlagverhalten“ gemeinsam durchzuführen.

Als Ergebnis liegt der Projektvorschlag vor, Papierkennwerte zur

Beschreibung des Wegschlagverhaltens von Druckfarben auf Bogen-

offsetpapieren zu erarbeiten. Das Projekt will das Wegschlagen und

seine Einflussgrößen zuverlässig beschreiben, um die Bandbreite des

Wegschlagverhaltens für marktübliche Papiere zu ermitteln. Zusätz-

lich soll getestet werden, ob sich der FOGRA-Kurzzeitandrucktes-

ter für eine praxisnahe Beschreibung des Wegschlagverhaltens im

betrieblichen Alltag eignet. In jedem Fall sollen dem Drucker die-

jenigen Einstellgrößen für den Druckprozess mit dem Papier mitge-

liefert werden, die eine optimale Verdruckung gewährleisten. Der

Beschluss zum Start dieses Projektes wurde auf der Mitgliederver-

sammlung der FPT am 11. September 2006 gefasst.

In einer gemeinsamen Initiative sollen die Bemühungen des Arbeits-

kreises „Druck und Papier“, getragen durch den Zellcheming und

den VDMA, unterstützt werden. Denn Wünsche der Industrie nach

• einheitlicher Nomenklatur, welche eine gemeinsame Sprache der

Teilnehmer in der Prozesskette Papier-Druck zulässt,

• Transparenz über die spezifischen Anforderungen der einzelnen

Prozesskettenstufen (z.B. Kenntnis der druckrelevanten Parameter),

• Klarheit und Veröffentlichung von Hausstandards, so dass sich die

Teilnehmer der Lieferkette darauf einstellen können,

• Schaffung von Standards in Hinblick auf das gelieferte Produkt

(z.B. Papierqualität in definierten Abweichungskorridoren) und

• Beseitigung der Zersplitterung der Prozesskette durch Einführung

eines Produktionsmanagements über die Prozessstufen hinweg

sind im FPT-Workshop vom November 2005 deutlich geworden. Di-

ese Forderungen spiegeln sich größtenteils auch in der „FPT-Druck-

Marktstudie“ wider. Es ist also Zeit, die Kooperation zwischen Papie-

rerzeugung und Druck ein deutliches Stück weiter zu entwickeln.

Dr. Paul W. Rizzi

� 0 049 89 12146 300

*[email protected]

Rather spontaneously as well, FOGRA and PTS started to discuss

a joint project on “Characteristics of ink penetration“. The discus-

sions led to a project proposal concerning the identification of paper

characteristics describing the penetration behaviour on sheet offset

papers. Aim of the project is the reliable description of penetration

processes and their influences to establish the entire spectrum of

penetration behaviours on commercially available papers. Further-

more, the project will investigate the suitability of the FOGRA short-

time print tester for practically relevant determinations of the pen-

etration behaviour of printing inks in industrial practice. Printers

must at least be supplied with the printing parameters necessary to

ensure the optimum runnability of the paper. At their meeting on 11

September 2006, the FPT members decided to launch the project.

Another joint initiative is intended to support the Paper and Print

working group of Zellcheming and VDMA to meet the industry’s

demand for

• a standard nomenclature enabling a common language among

those involved in paper and printing chain,

• greater transparency of the specific requirements related to each

stage of the process chain (e.g. knowledge of the parameters rel-

evant to printing),

• clarity and publication of in-house standards to enable suppliers to

meet these specific demands,

• the preparation of standards describing the supplied product (e.g.

paper quality parameters and their tolerances) and

• the introduction of a production management system covering all

stages of the process chain to overcome its present fragmentation.

These demands became obvious during an FPT workshop in Novem-

ber 2005 as well as in the FPT market study on Printing. It’s high

time to intensify and improve the co-operation between papermak-

ers and printers.

Paul W. Rizzi, PhD

� 0 049 89 12146 300

*[email protected]

Forschungsvereinigung Papiertechnik / Research Association Paper Technology

Im Frühjahr 2006 führte die PTS

im Auftrag der FPT eine Markt-

studie durch, die sich mit der Fra-

ge beschäftigte, wie sich die Zu-

sammenarbeit in der Lieferkette

zwischen Papiererzeugung und

Druck gestaltet. Das Ergebnis der

Studie wurde den Mitgliedern in

der Jahresversammlung, am 11.

September 2006 vorgestellt. Die

wesentlichsten Erkenntnisse zei-

gen auf, dass ein großes Verbes-

serungspotenzial für beide Seiten

besteht.

Die Zusammenarbeit zwischen der deutschen Druckindustrie und

Papierindustrie ist alles andere als problemlos. Die Druckereien erle-

ben aus ihrer Sicht nur eine unbedeutende Wertschätzung durch die

Papierindustrie. Sie kämpfen mit mangelhaften oder schwankenden

Papierqualitäten und beklagen die schlechte Kommunikation mit der

In spring 2006, FPT entrusted

PTS with a market study to in-

vestigate the present co-opera-

tion within the supply chain of

papermaking and printing. The

results presented at the annual

meeting of FPT on 11 Septem-

ber 2006 showed that there is

considerable room for improve-

ment on both sides of the supply

chain.

The co-operation between Ger-

man printers and paper produc-

ers is anything but problem-free.

Printers feel that the paper industry is paying too little attention to

their demands. They have to contend with poor or fluctuating paper

qualities, and complain about communication problems with the pa-

per industry. Paper quality is the decisive issue in printing, however,

and a joint basis and co-operation between papermakers and printers

FPT Druck-Marktstudie FPT market study on printing

Präsentation der Marktstudie auf der FPT-Mitgliederversammlung 2006

PTS NEWS42

Papierindustrie. Da Papierqualität das wichtigste Kriterium für den

Druck darstellt, läge in einer partnerschaftlichen Kooperation und

gemeinsamen Problemlösung zwischen Papiererzeugern und Dru-

ckern eine riesige Chance zur verbesserten Wertschöpfung vor.

Diese Chance kann sich als besonders bedeutsam vor dem Hinter-

grund der schwachen Wirtschaftslage für die Druckbranche er-

weisen, die hohe Überkapazitäten hat, vielfach gekennzeichnet ist

von sehr hoher Wettbewerbsintensität, daraus resultierend hohem

Druck der Endkunden, schlechten Preisen, hohem Arbeitsaufwand,

zu kleiner bis fehlender Rendite und veraltetem Maschinenpark. Die

Kapazitätsauslastung betrug in den letzten Jahren durchschnittlich

nur etwa 82,5 bei notwendigen 86%. Bei verhaltener Nachfrage hat

sich der Kostendruck, dem sich die Druckindustrie gegenüber sieht,

in den vergangenen Jahren deutlich verschärft. Roh- und Hilfsstoffe

haben sich resultierend aus dem Konzentrationsprozess der Zuliefe-

rer stetig verteuert.

Schon in den vergangenen Jahren (1998 bis 2005) nahm die Zahl

der Betriebe mit weniger als 20 Mitarbeitern um gut 19% ab. Der

starke Konzentrationsprozess wird sich fortsetzen. Die Anzahl der

kleinen Unternehmen wird weiter sinken. Es ist eine Segmentierung

zu großen industriell geprägten Unternehmen einerseits und kleinen

Spezialisten sowie Regionalanbietern andererseits zu erwarten.

Die Papier erzeugende Industrie hat sich also auf einen in starkem

Wandel befindlichen Partner und auf veränderte Szenarien einzu-

stellen. Sie könnte diesen Prozess durch eine win-win-Strategie be-

gleiten und die möglichen Verbesserungen gestaltend in die Waag-

schale werfen.

Stephan Hegele

� 0 049 89 12146 276

*[email protected]

would help solving these problems and open up vast opportunities

for added value.

This is even more important in view of the printing industry’s cur-

rent economic situation, which is characterised by overcapacity,

fierce competition resulting in an enormous pressure from custom-

ers and end users, flat prices, labour-intensive orders, poor or zero

profits, and obsolete machinery. The average capacity utilization

reached only 82,5 of the required 86 %, and slackening demand has

considerably raised the cost pressure on printers in recent years. Raw

material and additive costs have risen constantly due to consolida-

tion processes in the supply sector.

The number of companies with less than 20 employees has decreased

by more than 19 % in recent years (1998 - 2005), and consolidations

will continue, lowering the number of small printers even further.

The industry must be expected to be further segmented into big in-

dustrial players and small specialist or local firms.

The paper industry must get itself ready for a partner which is un-

dergoing major changes, i.e. for completely different scenarios. It has

the chance to adopt a win-win strategy to support this process, and

to actively contribute to the changes by bringing improvements to

bear.

Stephan Hegele

� 0 049 89 12146 276

*[email protected]


Das neue Konzept der FPT hat sich im ersten Jahr bewährt. Es muss

nun sicher einem breiteren Kreis an Interessenten und Mitgliedern

zugänglich gemacht werden. Mit diesem erfreulichen Resümee

schloss jedenfalls die Jahresversammlung 2006.

Im Verlauf der Versammlung wurde eine Reihe von Maßnahmen

beschlossen, die den Mitgliedern der FPT einen weiteren konkreten

Nutzen bringen sollen:

• Eine Kurzfassung der Druck-Marktstudie soll ins Englische über-

setzt und interessierten Mitgliedern zur Verfügung gestellt wer-

den.

• Die komplette Druck-Marktstudie wird aus Gründen der Exklusi-

vität den Mitgliedern zunächst als gedrucktes Exemplar übergeben

und kann ab Beginn 2007 aus dem geschützten Mitgliederbereich

im Internet (www.ptspaper.de/FPT) herunter geladen werden.

Nicht-FPT-Mitglieder können sie dann gegen eine Schutzgebühr

erwerben.

• Im Frühjahr 2007 wird ein FPT-Workshop zur Druck-Marktstudie

angeboten, zu dem gezielt Partner aus der Paper Supply Chain

eingeladen werden.

• Eine Druck-Marktstudie Teil II – Die Sicht der Papierhersteller

– wird in 2007 erstellt.

• Im Januar 2007 startet eine Werbekampagne, um neue Mitglieder

zu gewinnen.

The new concept of FPT has stood its first year’s practice test, and

must now be opened up to further members and interested parties.

This was at least the encouraging résumé at the end of the 2006

annual meeting.

The meeting agreed on the following measures, which are expected

to bring direct benefits to FPT members:

• An abridged version of the market study on Printing will be trans-

lated into English and made available to interested members.

• For reasons of exclusiveness, members will first receive a printed

full-text version of the study. At the beginning of 2007, the study

will also be available for downloading on the internet (www.pt-

spaper.de/FPT) (free of charge to members, non-members need

to pay a fee).

• In spring 2007 FPT is going to offer a workshop on the market

study specifically to partners from the paper supply chain.

• Part II of the market study will be performed in 2007 to establish

the papermakers’ view of things

• In January 2007 FPT will launch a publicity campaign to canvass

for new members.

The next FPT meeting will be held on 17 September 2007 in Baden-

Baden, on the eve of the PTS Coating Symposium.

Since its reorganization in September 2005, FPT has planned or or-

ganized several events which are free of charge to members:

Jahresversammlung 2006 2006 Annual Meeting

11 2006 43

Seit Verabschiedung der Neustrukturierung des FPT im September

2005 wurden mehrere, für die Mitglieder kostenlose Veranstaltun-

gen durchgeführt oder befinden sich in Vorbereitung:

• Können die Papierindustrie und ihre Zulieferer die Anforderungen

des Druckers befriedigen? (7.11.2005)

• Wie können Lieferanten der Papiererzeuger neue und nachhaltige

Produktfunktionalitäten schaffen? (9.6.2006)

• Optimierung der Festigkeit im Verpackungsbereich bei günstigs-

tem Rohstoffeinsatz für den Wellpappenbereich (23.10.2006)

• Ein gänzlich neu konzipiertes und erstmalig angebotenes Trai-

ningsprogramm „Herausforderungen der Paper Supply Chain für

die Papierindustrie und ihre Zulieferer“ (29.11.2006)

• Optimierung der Festigkeit im Verpackungsbereich bei günstigs-

tem Rohstoffeinsatz für den Kartonbereich (Jan/Feb 2007)

• Was sind die künftigen Anforderungen der Verbraucher? Sind die

Klassifizierungen der gegenwärtigen Papiersorten noch zeitge-

mäß? (Mai/Juni 2007)

Die Zustimmung zu den Veranstaltungen, die bewusst auf eine

kleine Teilnehmerzahl ausgerichtet sind, war bisher ausgezeichnet,

ohne Verbesserungsmöglichkeiten damit den Raum zu nehmen. Die

Ergebnisse aus den Workshops sind von hoher Aussagekraft und

Praxisrelevanz. Im 1. Workshop wurden mehrere Maßnahmen be-

schlossen und zur Bearbeitung auf den Weg gebracht. Die Bildung

eines Projektkonsortiums für das Projekt „Kennzahlen für das Weg-

schlageverhalten“ wird nach Genehmigung durch die Mitglieder-

versammlung in Angriff genommen.

Die nächste Mitgliederversammlung findet am 17. September 2007

in Baden-Baden statt, dem Vortag des PTS-Streicherei-Symposiums

Dr. Paul W. Rizzi

� 0 049 89 12146 300

*[email protected]

Are papermakers and their suppliers able to meet the demands of

printers?

How can the paper supply chain create novel and sustainable product

functions?

Strength optimization in packaging and optimum raw material use

in the corrugated board sector

“Challenges of the paper supply chain to papermakers and their sup-

pliers“, a completely new training concept and programme that is

offered for the first time

Strength optimization in packaging and optimum raw material use

in the paperboard sector

How will consumers demands develop in future? Is the current grade

classification of papers still up to date?

All events are specifically geared to small groups, and those which

have already taken place met with an extremely positive response

– although there is of course still room for improvement. The results

generated by the workshops are of great informative value and prac-

tical relevance. The first workshop has led to several measures which

are on their way to implementation. For the “Characteristics of ink

penetration“ project, a consortium will be formed as soon as the

project has been given the go-ahead by the FPT meeting.

Paul W. Rizzi, PhD

� 0 049 89 12146 300

*[email protected]


PTS NEWS44

Die „Forschungsvereinigung Papiertechnische Stiftung e.V. (FPS)“

plant einen tief greifenden Wandel vom reinrassigen Förderverein

hin zu einer dienstleistungsorientierten Organisation, die auf ge-

zielte Projektarbeit und die Bündelung der Interessen der Papier ver-

arbeitenden Industrie fokussiert.

Insgesamt zählt die FPS derzeit 120 Unternehmen der Papierverarbei-

tung und deren Zulieferindustrie aus allen Branchen als Mitglieder.

Zusammenschlüsse und Insolvenzen sowie der generelle Trend, Zah-

lungen ohne messbare Leistungen zu hinterfragen, hatten zu einem

Rückgang der Mitgliedschaften geführt; die FPS drohte auszuzehren

und ihre Attraktivität zu verlieren. Ein zukunftsfähiges Konzept für

eine attraktive FPS mit starkem Wachstumspotenzial war vor diesem

Hintergrund dringend geboten.

Basis des neuen Konzeptes ist die Trennung von Mitgliedschaft und

Projektarbeit. Dieser Schritt ermöglicht die drastische Senkung

der Mitgliedsbeiträge, die nur noch die geringen Kosten der FPS-

Geschäftsstelle finanzieren. Die Einzelmitgliedschaft kostet nun

unabhängig von der Betriebsgröße 200,00 €, im Vergleich zu den

früheren Mitgliedsbeiträgen reduzieren sich die Beiträge für kleine

Unternehmen um die Hälfte, bei großen auf ein Zehntel! Die Beiträge

der HPV-Fach- und Landesverbände bleiben allerdings unverändert

und decken das Stiftungsversprechen ab.

Das neue Konzept setzt auf konkrete Projektarbeit, die den Mit-

gliedern exklusiv angeboten wird. Sie gestalten und lenken die

Zielsetzung und Bearbeitung der Projekte und sie alleine nutzen

die Arbeitsergebnisse. Damit eröffnet die Mitgliedschaft den Weg

zu echtem und messbarem Nutzen und bekommt einen greifbaren

Wert. Die Finanzierung erfolgt ausschließlich durch die unmittelbar

am Projekt beteiligten Mitglieder.

Die FPS wird so zum Mittelpunkt eines breiten Firmennetzwerkes,

das die ganze Papierverarbeitung umfasst, und aus dem sich bedarfs-

gerecht Gruppierungen bilden, um an Projekten von gemeinsamem

Interesse gemeinsam zu arbeiten.

Projekt kann ein Seminar oder Workshop sein, es kann ein For-

schungsprojekt oder eine Studie, aber auch ein Projekt zur Bedarf-

sermittlung und Koordinierung von Forschungsförderprogrammen

sein. Wie auch immer ein Projekt im Detail aussehen mag, der Vor-

schlag dafür wird immer aus der Mitte der Mitglieder kommen. Das

stellt sicher, dass die Ergebnisse strikt bedarfsorientiert sind und auf

maximalen Nutzen der Projektbeteiligten ausgerichtet sind.

Um dieses Konzept mit Leben zu erfüllen, muss der Verein seine

Struktur ändern, er muss schlanker und zweckmäßiger organisiert

sein. Ein wesentlicher Beitrag hierzu ist die Einrichtung eines Steu-

erungsgremiums, das mit federführenden FPS-Mitgliedern besetzt

wird. Dieses Gremium sorgt für Vorschläge und Ideen zu Projekten;

empfiehlt deren Durchführung der Mitgliederversammlung, wenn

breites Interesse besteht und bündelt die Interessen der Mitglieder

zu neuen Projektvorschlägen, die in Konsortien interessierter Mit-

glieder zur Bearbeitung gelangen.

Dr. Renke Wilken

� 0 049 89 12146 221

[email protected]

The Paper Technology Foundation Research Association (FPS) (For-

schungsvereinigung Papiertechnische Stiftung e.V.) is planning a

far-reaching change from a strict promotion society to a services-

oriented organisation focussing on goal-directed project work and

concentrating the interests of the converting industry.

The FPS currently has as members 120 companies from the paper

converting and ancillary industries from all economic sectors. Merg-

ers, insolvency and the general tendency to scrutinise payments

without quantifiable performance have led to a decline in member-

ship. The FPS was in danger of being drained of all its resources

and of losing its attractiveness. Against this background, it became

absolutely imperative to find a concept for an attractive FPS with a

future and strong growth potential.

The new concept is based on the separation of membership and

project work, a step that made it possible to dramatically reduce

membership fees, since they finance only the nominal costs of the

FPS office. Irrespective of the size of the organisation, individual

membership will now cost €200.00. Compared with the past, mem-

bership fees have been reduced by half for smaller companies and by

nine-tenths for large companies! The membership fees of the HPV

professional and regional associations remain unchanged and cover

the promised funding for the foundation.

The new concept is based on concrete project work that is offered

exclusively to members. They create and steer the objectives and

progress of the projects and have exclusive rights to profit from the

results. Hence, membership now paves the way towards true and

quantifiable benefits and tangible results. Financing is now exclu-

sively the responsibility of those members participating directly in

the project.

The FPS will thus gravitate toward the centre of a expansive com-

pany network that encompasses the entire paper converting sector.

Groups will bud off of this network as the need arises to work in

projects of common interest.

Such projects may be a seminar or workshop, a research project or

study, or even a project designed to assess the demand for and co-or-

dinate research promotion programmes. No matter what the project

looks like in detail, the proposal that brings the project to life will al-

ways come from among the members. This will ensure that research

results will in all cases be oriented towards the respective need and

will be directed to maximising the benefits of those involved in the

project.

In order to breathe life into this concept, the society will have to

change its structure, become more streamlined and organised more

expediently. One important contribution to this end will be the crea-

tion of a control group comprising leading FPS members. This group

will be responsible for the project proposals and ideas, will recom-

mend the execution of these projects to the meeting of members

if there is widespread interest and will bundle members’ interests

into new project proposals which will then be carried out by specific

groups of interested members.

Renke Wilken, PhD

� 0 049 89 12146 221

*[email protected]

Forschung/ Research

Vom Förderverein zum Dienstleister From a promotion society to a services provider

11 2006 45

Steigender Altpapiereinsatz,

zunehmende Bedeutung von

grafischen Altpapiersorten bei

der Papierherstellung, schwie-

riger zu deinkende Altpapier-

mischungen und steigende

Qualitätsanforderungen an

deinkten Altpapierstoff stel-

len zusehends eine Heraus-

forderung an die Deinking-

technologie dar. Dazu kommt

ein mittlerweile sehr stark

geschlossener Recyclingkreis-

lauf.

Insgesamt sind die komple-

xen Zusammenhänge, wo-

durch eine gute Deinkbarkeit

bei einem speziellen Druck-

erzeugnis beeinflusst werden kann, unzureichend erforscht. Daher

sind immer wieder Druckerzeugnisse am Markt zu finden, deren

Deinkbarkeit nicht zufriedenstellend ist. Die quantitative Zunah-

me schlecht deinkbarer konventioneller Druckerzeugnisse, neuar-

tige Druckprozesse bzw. Veränderungen von Komponenten bei der

Herstellung von Druckerzeugnissen, die in der wichtigsten aller

grafischen Altpapiersorten, der Deinkingware, zu Änderungen der

Zusammensetzung führen würden, können eine Gefährdung dieses

Altpapiereinsatzes zur Folge haben.

Seit Oktober 2005 wird ein Verbundvorhaben mit dem Titel „Ver-

besserung der Deinkbarkeit von Druckerzeugnissen durch Branchen

übergreifende Strategien für ein nachhaltiges Altpapier-Recycling“

bearbeitet. Durch die Zusammenarbeit der Projektpartner

• PMV (Fachgebiet Papierfabrikation und Mechanische Verfahrens-

technik) der TU Darmstadt (Koordination)

• bvdm (Bundesverband Druck und Medien), Wiesbaden

• Flint Group Deutschland, Stuttgart

• Fogra (Forschungsgemeinschaft Druck), München,

• IDD (Fachgebiet Druckmaschinen und Druckverfahren), Darm-

stadt,

• INGEDE (Internationale Forschungsgemeinschaft Deinking-Tech-

nik), Bietigheim-Bissingen,

• PTS (Papiertechnische Stiftung), München,

• SID (Sächsisches Institut für die Druckindustrie), Leipzig und

• Siegwerk Druckfarben, Siegburg

soll ein Wissensnetzwerk zur Optimierung der Deinkbarkeit von

Druckerzeugnissen aufgebaut werden. Das Vorhaben mit einer Lauf-

zeit von 3 Jahren wird aus Mitteln des Bundesministeriums für Bil-

dung und Forschung (BMBF) über den Projektträger Deutsches Zen-

trum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) gefördert.

Ziel des Vorhabens ist die Verbesserung des Altpapierrecyclings

durch ein optimiertes Deinkingverhalten von Offset-Druckerzeug-

nissen. Dadurch wird grundsätzlich eine Steigerung des Altpapier-

einsatzes bei der Papierherstellung möglich und es wird vermieden,

dass durch unzureichende Deinkingergebnisse die Verwertung gra-

fischen Altpapiers zukünftig in Frage gestellt wird.

Increased recovered paper

use, the growing importance

of recovered graphic papers

for papermaking, mixed re-

covered papers which are

more difficult to deink and

rising quality demands on

deinked recycled fibres are

posing increasing challenges

to deinking technology. This

is still compounded by the in-

creasing closure of recycling

circuits.

On the whole, the existing

knowledge of the complex

interactions and relationships

which could be used to im-

prove the deinkability of print

products is rather sketchy. As a result, poorly or unsatisfactorily

deinkable print products can be found on the market time and time

again. Increasing shares of conventional print products which are

difficult to deink, novel printing techniques or modifications to sin-

gle components of the printing process which could change the com-

position of sorted graphics for deinking, the most important grade

of recovered graphic papers, could endanger the recovered paper

utilisation rate.

In October 2005, a joint project titled “Improvement of the deink-

ability of print products by industry-branch overlapping strategies for

sustainable paper recycling“ has been launched by

• PMV, Darmstadt

• bvdm, Wiesbaden

• Flint Group Germany, Stuttgart

• Fogra, Munich

• IDD, Darmstadt,

• INGEDE, Bietigheim-Bissingen,

• PTS, Munich,

• SID, Leipzig and

• Siegwerk Druckfarben, Siegburg

to build a knowledge network for deinkability optimizations of print

products. The three-year project is financed by the Federal Ministry

of Education and Research (BMBF) and supervised by the German

Aerospace Center (DLR) as project executing organization.

The project aims to improve the recycling technology of recovered

paper by optimizing the deinking behaviour of offset prints. This is

expected to lay the foundation for the increased use of recovered pa-

pers in paper manufacturing, and to prevent poor deinking results in

order to ensure the future suitability of sorted graphics for deinking

as papermaking raw materials.

The planned allocation of tasks within the project is this: Systematic

analyses of printing and deinking trials to create the basis for print-

ing process optimizations leading to print products with satisfactory

deinking behaviour. The optimization of processes, printing materi-

als and paper-printing ink interactions is intended to result in the

improved deinkability of newspapers and magazines.

Forschung/ Research

BMBF Projekt: Verbesserung der Deinkbarkeit von Druckerzeugnissen

BMBF Project: Improving the Deinkability of Print Products

Deinkability testsConstant parameters

PMV, PTSPrinting trials

Printing parameters,screen, damping solutions, ..

bvdm, Fogra, IDD, SID

Process stageVariables

Project partners

Key:

Printing ink productionPrinting ink composition

Flint Group, Siegwerk

Continuous exchange of resultsfor the optimum design ofprint product deinkability

Paper productionComposition, surface properties, …

INGEDE

Fig. 1: Co-operation among the project partners to obtain recycling-friendly print products

PTS NEWS46

Zwischen den Projektpartnern ist die Arbeitsaufteilung so geplant,

dass über systematische Analysen von Druck- und Deinkingver-

suchen die Grundlagen geschaffen werden, den Druckprozess so

zu optimieren, dass Druckerzeugnisse mit zufrieden stellender De-

inkbarkeit produziert werden können. Durch die Optimierung der

Ver fahren, der verwendeten Materialien und der Wechselwirkungen

von Papier und Druckfarbe sollen Wege zu einer verbesserten Deink-

barkeit der bedruckten Zeitungen und Zeitschriften realisiert wer-

den.

Aus den Ergebnissen wird ein Maßnahmenkatalog erstellt, der allen

Beteiligten Hinweise geben soll, wie bei unzureichender Deinkbar-

keit der hergestellten Druckerzeugnisse entsprechende Änderungen

in den Herstellungsprozess einfließen können, um die Rezyklierbar-

keit von Druckerzeugnissen zu verbessern.

Für alle Druckversuche verständigte man sich auf eine einheitliche

Druckform (Abb. 2), die es ermöglicht durch Rasterkeile die Druck-

maschine richtig und reproduzierbar einzustellen und andererseits

durch Auswahl einzelner Farbfelder die Deinkbarkeit von Einzelfar-

ben zu bewerten.

Die bisher durchgeführten Druckversuche bezogen sich im Coldset-

Zeitungsdruck auf industriellen Rollendruck und im Pilotmaßstab

auf Bogendrucken. Im Offset-Heatset erfolgten bisher alle Versuche

im industriellen Maßstab. Die Deinkingversuche dienten der Ermitt-

lung der Druckbedingungen für den Bogendruck, damit vergleich-

bare Deinkingergebnisse wie im Rollendruck erzielt werden können.

Außerdem wurden die verschiedenen Farbflächen auf der Druckform

ausgewertet und der Alterungseinfluss ermittelt.

Dr. Elisabeth Hanecker

� 0 049 89 12146 495

*[email protected]

Projektkoordinator:

Dr.-Ing. Hans-Joachim Putz

Fachgebiet Papierfabrikation und Mechanische Verfahrenstechnik

(PMV), TU Darmstadt

*[email protected]

Based on the results of the initial analyses and optimizations, a cata-

logue of measures will be compiled to advise the manufacturers of

poorly deinkable print products on how they can change or modify

their processes to improve their products’ recycling behaviour .

The partners agreed on using identical printing formes in all print-

ing trials (Fig. 2) to enable the correct and reproducible adjustment

of all printing machines by means of halftone wedges as well as the

selection of single colour areas for the deinkability assessment of in-

dividual colours.

The printing trials done so far referred to cold-set newspaper print-

ing (full-scale web-fed and pilot-scale sheet-fed processes) and heat-

set offset printing (all trials on full-scale). Deinking tests were done

to identify printing parameters of sheet-fed processes which ensure

the comparability of print results with web-fed processes. Moreover,

the individual colour areas on the printing forme and the influence

of ageing were assessed.

Elisabeth Hanecker, PhD

� 0 049 89 12146 495

*[email protected]

Project co-ordinator:

Hans-Joachim Putz, PhD

Fachgebiet Papierfabrikation und Mechanische Verfahrenstechnik

(PMV), TU Darmstadt

*[email protected]

Forschung/ Research

solid area cyansolid area magentasolid area yellowcombined print CMY 50% each, B 90%magenta 30%cyan 50% (FM)magenta 50% (FM)yellow 50% (FM)yellow 50%combined print CMY each 30%; B 60%cyan 50%magenta 50%combined printCMYB each 10%yellow 30%solid area blacktext area

1 2 3 4

5 6 7 8

9 10 11 12

13 14 15 16

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

Fig. 2: Printing forme (figures in the circles and explanations on the right are not contained in the original printing forme)

11 2006 47

Die Entwicklung nu-

merischer Modelle

zur Beschreibung der

Zusammenhänge zwi-

schen stofflichen bzw.

prozessbezogenen Ein-

flussparametern und

Zielgrößen bei der Pa-

piererzeugung ist einer

der Forschungsschwerpunkte

des Computer Assisted Paper

Design (CAPD). Im vorliegenden

Anwendungsfall wurden die

CAPD-Module „Mahlung“, „Mi-

schung“ und „Blattbildung/Fes-

tigkeit“ genutzt. Ziel war es, den

Einfluss der Mahlungsparameter

auf die Festigkeitseigenschaften

bei bekanntem Zellstoffeinsatz

zu prognostizieren. Die Unter-

suchung erfolgte in vier Arbeits-

schritten:

1. Erfassung der relevanten

Stoff- und Prozessparameter

vor Ort

Der erste Schritt der Untersu-

chung umfasste die Aufnahme

aller notwendigen Stoff- und

Prozessparameter vor Ort und

die Generierung einer Pro-

zessstruktur auf Basis der

CAPD-Module „Mahlung“ und

„Mischung“. Dazu wurden in

mehreren Zyklen der ungemah-

lene Zellstoff und Zellstoffproben

nach jedem der sechs Refiner der

drei parallelen Mahlstraßen mit

jeweils zwei hintereinander ge-

schalteten Refinern entnommen.

Alle Mahlstraßen wurden mit

demselben Faserstoff versorgt

und laufen in einer Mischbütte

zusammen.

2. Erstellung der Modelle

Auf der Basis der Refinerschal-

tung wurde ein Strukturmodell

erstellt, in dem die Prozessabläufe der Papierfabrik durch eine Kom-

bination der entsprechenden CAPD-Module nachgebildet wurden

(vgl. Abb.1).

Zur Prognose des Mahlungsverhaltens des verwendeten Zellstoffs

und der zu erwartenden Entwicklung der Papierfestigkeit wurden

die Prognosemodelle für den Zellstoffcluster Eu-SA-Sa-ECF (Eu

Numerical models describing the

relationships between material

or process parameters in paper-

making and the resulting product

parameters are one of the focal

points of PTS research in the area

of Computer Assisted Paper De-

sign (CAPD). In the application

described here we used the CAPD

modules “Refining“, “Mixing“ and

”Sheet forming/strength“ to fore-

cast the effects of refining param-

eters on the strength properties of

paper from known pulp character-

istics. The work was subdivided

into four parts:

1 Determining relevant stock

and process parameters on site

As a first step, we measured all rel-

evant stock and process parameters

at the mill and generated a process

structure based on the CAPD mod-

ules ”Refining “ and ”Mixing“. The

mill runs three refiner lines com-

prised of two serially connected

refiners each. Samples were taken

in several cycles from the both

unrefined and refined pulps of

the six refiners. All refiners were

supplied with identical pulps, and

discharged into a common mixing

chest.

2 Drawing up models

The refiner arrangement was rep-

resented in a structural model,

simulating all mill processes by

CAPD modules and suitable com-

binations of them (cf. Fig.1).

To forecast the refining behaviour of the pulp and strength develop-

ment of paper, we used existing forecasting models for the pulp clus-

ters Eu-SA-Sa-ECF (Eu - eucalyptus; SA – of South American origin,

Sa – kraft pulp, ECF-elemental chlorine-free bleached). The models

had been obtained by systematic refining tests in the PTS pilot plant,

Forschung/ Research

Prognose der Festigkeitseigen-schaften in einer Papierfabrik

Strength property forecastat a paper mill

Refiner no. 1 Refiner no. 2

Mixing chest 1

Quelle Refiner no. 3 Refiner no. 4

Mixing chest 2 Blattbildung/Festigkeit



Mixing chest 1

Quelle Refiner no. 3 Refiner no. 4

Mixing chest 2 Blattbildung/Festigkeit


Source

Refiner no. 1

Refiner no. 3

Refiner no. 5

Refiner no. 2

Refiner no. 4

Refiner no. 6

Mixingchest 1

Mixingchest 2

Sheet forming/strength

Fig.1: Structural model of the refiner arrangement at the mill

(Example)

Specific Refining Energy kWh/t SRE 125

Fillings CON Disk

Cutting Angle ° CUT 10

Cutting Edge Length km/rev CEL 0,2729

Specific Edge Load Ws/m SEL 1,9

Pulp Name Cluster Eu-SA-Sa-ECF

Process Parameter Refining

(Variable modell parameters)

Fig.2: Characteristic data field of the CAPD module “Refining“: Process parameters included in the model and concrete values from a mill study

20

25

30

35

40

45

50

55

60

0 50 100 150 200 250

SRE, kWh/t

Tens

ile in

dex,

Nm

/g

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Tear

inde

x, m

Nm

²/g

Tensile indexTear index

SEL 2.0 Ws/m1.4 Ws/m0.7 Ws/m

1.4 Ws/m

SEL 2.0 Ws/m

0.7 Ws/m

Fig.3: Simulation results: Tensile and tear indices as a function of the specific refining energy at different specific edge loads

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

0 50 100 150 200 250

SRE, kWh/t

Brea

king

leng

th,

m

paper mill (mean values +/- standard dev.) Modell

after refiners no. 1,3,5

unrefined pulp

after refiners no. 2,4,6

Fig.4: Breaking length as a function of the specific refining energy – simulated values and measured values of the mill samples

PTS NEWS48

and are stored in a fibre data base. They describe the development of

fibre and suspension properties as a function of refining parameters

within a broad range. The process parameters included in the models

are listed in Fig. 2. The calculated suspension properties of the pulp

formed the basis for the subsequent forecasting of sheet strength

properties by means of the “Sheet forming/strength“ module.

3 Forecasting the strength properties

The structural model makes it possible to simulate the effects of vari-

ous combinations of refining parameters on the strength properties

achieved by the pulp cluster. By way of example, Fig. 3 shows the

developments of tensile and tear indices as a function of the specific

refining energy at different edge loads. The forecasts are based on the

properties of handsheets.

4 Transferability of simulation results to real processes

To ensure the practical relevance and transferability of simulation

results to full-scale processes, a comprehensive validation was per-

formed. Because models can never be full and 100 % accurate repre-

sentations of the real process, they must be adjusted and calibrated,

if necessary.

In our example, the simulation results and measured values of the

real process were in good agreement, making further calibrations

unnecessary. This is also visible from the example diagrams in Fig.

4 illustrating the breaking length as a function of the specific refin-

ing energy.

Conclusions:

The described four-step approach has proved to be a successful meth-

odology for the data acquisition, adjustment and application of CAPD

models. For the described application, the relationships between re-

fining parameters and the resulting pulp and sheet properties are

adequately reflected by the CAPD modules currently available. The

simulation results are transferable to the real process and in good

agreement with the values measured at the mill.

With the help of the simulation model, it will also be possible to more

efficiently investigate

• how changes or variations in pulp quality can be compensated for

to ensure a consistent base paper quality,

• whether it is possible to specifically adjust the refining parameters

in order to improve certain paper properties,

• how the pulps currently used by the mill perform as compared

to alternative raw materials, in terms of production costs and the

paper properties attainable.

Klaus Erhard, PhD

� 0 049 3529 551 627

*[email protected]

Forschung/ Research

- Eukalyptus; SA - Herkunft Südamerika, Sa - Sulfataufschluss,

ECF-elementarchlorfreie Bleiche) zur Anwendung gebracht. Diese

Prognosemodelle basieren auf systematischen Mahlversuchen des

PTS-Technikums und sind in der entwickelten Faserstoffdatenbank

hinterlegt. Mit Hilfe dieser Modelle werden für einen breiten Be-

reich die Änderungen der Faser- und Suspensionseigenschaften in

Abhängigkeit der Mahlparameter beschrieben. Die einzelnen dabei

berücksichtigten Prozessparameter zeigt die Tabelle in Abb. 2. Mit

dem Modul „Blattbildung/Festigkeit“ werden dann auf Basis der

errechneten Suspensionseigenschaften die Festigkeitseigenschaften

am Blatt prognostiziert.

3. Prognose der Festigkeitseigenschaften

Mit dem fertig gestellten Strukturmodell können nun die Effekte

verschiedenster Kombinationen an Mahlungsparametern auf die

Festigkeitseigenschaften für den genannten Faserstoffcluster simu-

liert werden. Beispielhaft ist dies in Abb. 3 für die Entwicklung von

Tensile-Index und Tear-Index in Abhängigkeit von der spezifischen

Mahlenergie bei unterschiedlichen Kantenlasten dargestellt. Die

Prognose basiert dabei auf Blatteigenschaften von Laborblättern.

4. Übertragbarkeit der Modellergebnisse auf reale Prozesse

Die Übertragbarkeit der Modellergebnisse auf Realprozesse in der

Praxis wird durch eine umfassende Modell-Validierung sicherge-

stellt. Da durch die Modelle keine vollständige und exakte Nachbil-

dung der realen Prozesse erfolgt, wird eine Anpassung und ggf. eine

Kalibrierung an den Realprozess vorgenommen.

Für den hier vorgestellten Anwendungsfall liegt eine gute Überein-

stimmung zwischen den Ergebnissen der Modellrechnung und den

Messwerten des Ist-Zustandes vor. Eine weitere Kalibrierung war

deshalb nicht erforderlich. Dies zeigt die Abb. 4, in welcher exemp-

larisch die Werte für die Reißlänge in Abhängigkeit von der einge-

setzten spezifischen Mahlenergie aufgetragen sind.

Fazit:

Die aufgeführten Arbeitsschritte beschreiben die erfolgreiche

Me tho dik zur Datenerfassung, Anpassung und Anwendung von

CAPD-Modellen. Für den untersuchten Anwendungsfall konnte

gezeigt werden, dass CAPD-Module zur Verfügung stehen, die die

Zusammenhänge zwischen Mahlparametern und resultierenden Fa-

serstoff- und Laborblatt-Papiereigenschaften gut widerspiegeln. Die

Übertragbarkeit der Modellergebnisse ist gegeben und die Überein-

stimmung mit den realen Werten der Papierfabrik ist gut.

Mit Hilfe der Modellrechnungen können zukünftig insbesondere die

folgenden Fragestellungen effizienter untersucht werden

• Wie können Änderungen der Faserstoffqualität ausgeglichen wer-

den, um eine konstante Rohpapierqualität zu erhalten?

• Ist durch eine gezielte Anpassung der Mahlungsparameter ggf.

eine Verbesserung der Papiereigenschaften möglich?

• Wie verhält sich der gegenwärtig eingesetzte Faserstoff im Ver-

gleich zu alternativen Rohstoffen im Hinblick auf erzielbare Pa-

piereigenschaften und aufzuwendende Kosten?

Dr. Klaus Erhard

� 0 049 3529 551 627

*[email protected]

11 2006 49

Seit November 2004 arbeiten 26 Partner (Forschungseinrichtungen

und Unternehmen der Industrie) aus insgesamt 9 Ländern im Rahmen

des EU-Projekts ECOTARGET

(New and innovative processes

for radical changes of the Europe-

an pulp & paper industry) an der

Verbesserung der gesamten Pro-

zesskette der Papierherstellung.

Nach einer Halbzeit-Zwischenbi-

lanz und umfassenden Auswer-

tung der bisher untersuchten 25

Projektideen, geprüft in 5 Teil-

projekten, entschied die General-

versammlung von ECOTARGET

am 12. Oktober in München über

die zukünftigen Arbeitsinhalte

der verbleibenden zwei Jahre bis

Oktober 2008 (Bild 1).

Die Störstoffkonzentrationen der

Wasserkreisläufe von Papierfabri-

ken sind in den letzten zehn Jah-

ren dramatisch gestiegen. Das be-

trifft sowohl die Primärfaser- als

auch Altpapier verarbeitende Fa-

briken. Die stetige Anreicherung

gelöster und kolloidaler Störstoffe

(engl. DCS) in den Fabrikkreis-

läufen wird schon sehr bald

kost spielige Produktionsausfälle

durch Ablagerungsbildung zur

Folge haben sowie immer größe-

re Mengen an Prozesschemikali-

en erfordern.

Folglich hat sich Teilprojekt 5

(„Mill process waters“) – koordi-

niert durch die PTS – die Auf gabe

gestellt, Prozesswasserschaltun-

gen wie auch Behandlungsschrit-

te zur Prozesswasserreinigung

zu optimieren. Dies wird in drei

komplementären Workpackages

rea lisiert:

• Entwicklung neuer nachhal-

tiger Additive, die die Gefahr

der Störstoffanreicherung mi-

nimieren (WP 5.1),

• Prognose, Überwachung und

Bekämpfung von DCS (WP 5.2)

und

• Störstoffentfernung durch ge-

eignete Abtrennverfahren zur Gewährleistung von Prozessstabili-

tät und Produktqualität (WP 5.3).

Dank dem großen Engagement der involvierten sechs Industriepart-

Forschung/ Research

Rückblick auf eine erfolgreiche “ECOTARGET-Woche” an der PTS

Review of a successful ECOTARGET week at PTSSince November 2004, 26 partners (research institutions and indus-

trial companies) from 9 countries have been working together within

the framework of the EU research

project ECOTARGET (New and

innovative processes for radical

changes of the European pulp &

paper industry) to improve the

complete papermaking process.

Based on a comprehensive mid-

term evaluation of all investi-

gated 25 project ideas, performed

within 5 different subprojects,

major decisions were taken by

the General Assembly in Munich

on 12th October, covering all

promising future work contents

for the final project period up to

October 2008 (picture 1).

During the last decade, paper

mills using recovered paper and

virgin fibres as raw material were

faced with significantly increas-

ing loads of detrimental sub-

stances (dissolved and colloidal

substances, DCS) in their water

loops. The continuous accumu-

lation of DCS in the water loops

will soon lead to very cost inten-

sive production failures due to

deposits and to a higher demand

for process chemicals.

As a result, Subproject SP 5 „Mill process waters“ – coordinated by

PTS focuses on the optimization of circuit architectures as well as on

Fig. 1: General Assembly representing 26 partners from 9 countries – taking major decisions on the work plan of the next two years of ECOTARGET

Fig. 3: ECOTARGET workshop in Munich with 85 experts from 10 countries – introducing the latest results in 3 parallel sessions

Fig. 2: SP5 team – 20 experts from industry and research organisations representing 12 partners from 7 countries

PTS NEWS50

ner und weiterer sechs Forschungsinstitute fand am 9. und 10. Ok-

tober 2006 in München bereits das fünfte Subproject SP 5 Treffen

statt (Bild 2).

In WP 5.1 wurden in Papierfabriken an unterschiedlichen Stellen der

Papiermaschine Proben mit Ablagerungen und Flecken auf dem Pa-

pier genommen. Diese wurden mit modernen messtechnischen Ver-

fahren untersucht, um die Ursachen von Produktionsstörungen und

Qualitätsfehlern zu ermitteln. Parallel dazu wurden neu entwickelte

nachhaltige Additive aus modifizieren natürlichen Polymeren im La-

bormaßstab auf ihre Wirksamkeit zur Störstoffentfernung getestet.

Als Störstoffquellen dienten Wässer aus der TMP-Herstellung, DIP

und Streichereiausschuss. Aus den Ergebnissen werden Vorschläge

zur Architektur der modifizierten Polymere abgeleitet.

In WP 5.2 wurden zunächst mit Hilfe eines Fragebogens der Stand

der Technik und die Prozessdaten erfasst. Parallel dazu wird gegen-

wärtig ein stationäres Prozess-Simulationsmodell der Wasserkreis-

läufe einer finnischen Papierfabrik erstellt. Außerdem wurde ein Off-

line-NIR-Verfahren zur Bestimmung des Störstoffgehalts im Papier

entwickelt.

Ausgehend von den technischen Daten einer der beteiligten Fa-

briken wurde in WP 5.3 eine ausführliche Praxisstudie/-bewertung

durchgeführt. Zunächst wurden die relevanten Probenahmestellen

ermittelt, dann ein entsprechendes Messprogramm erarbeitet und

die Studie vor Ort in der Papierfabrik des Partners erfolgreich durch-

geführt.

Die Ergebnisse wurden ausgewertet und bilden eine wertvolle

Grundlage für den nächsten Projektabschnitt. Außerdem lieferten

sie wichtige Hinweise zur Optimierung der Papierfabrik. Die Pla-

nung von Pilotversuchen wird gegenwärtig diskutiert.

Fazit zu Teilprojekt 5: Anhand der bisher gewonnenen Ergebnisse

und Informationen ist die Papierfabrik in der Lage, die Gegenstrom-

schaltung ihrer Wasserkreisläufe zu verbessern, den spezifischen

Frischwasserverbrauch zu senken und die Störstofffracht im Wasser-

kreislauf der Papiermaschine zu verringern.

Die Ergebnisse sollen Lösungen zur wirksameren Störstoffbekämp-

fung in der Papiererzeugung liefern. Die abgeleiteten Maßnahmen

sollen einen wichtigen Beitrag zur Senkung von Kosten und Abwas-

sermenge sowie zur Verbesserung von Papierqualität und Prozess-

stabilität leisten.

Der schnelle Praxistransfer des erarbeiteten Wissens wird durch

Workshops und Veröffentlichungen sichergestellt. Ein solcher offener

internationaler Workshop fand am 11. Oktober 2006 beim Projekt-

partner PTS in München statt (Bild 3). Hierbei wurden in drei Par-

allelveranstaltungen die neusten Ergebnisse mit Industrievertretern

und Forschungsexperten aus 10 Ländern diskutiert. Weitere aktuelle

Informationen zum Projekt finden Sie unter www.ecotarget.com.

Dr.-Ing. Dieter Pauly

� 0 049 89 12146 160

*[email protected]

paper machine circuit water treatment. The project work is subdi-

vided into three complementary work packages:

• development of new sustainable additives to minimize the risk of

an built-up of detrimental substances (WP 5.1),

• prediction, monitoring and control of DCS (WP 5.2) and

• removal of DCS by suitable separation techniques in order to guar-

antee process stability and product quality (WP 5.3).

Thanks to the great commitment of the six industry partners and

further six research organisations involved, the already fifth SP 5

meeting took place in Munich on 9/10 October 2006 (picture 2).

In WP 5.1 paper mill samples including deposits and paper specks

from various points of the paper machine have been characterized

by modern analytical methods in order to find sources of production

problems and reduced paper quality. Simultaneously newly devel-

oped additives based on modified natural polymers were tested on a

laboratory scale for their efficiency to remove detrimental substances.

Model waters from TMP, deinked pulp and coated broke were used

as sources of detrimental substances. From the results, proposals are

being derived for further optimization of molecular architecture of

the modified polymers.

In WP 5.2, the state of the art and process information were evalu-

ated based on a questionnaire. In parallel a steady state process simu-

lation model of the water network of a Finnish paper mill is under

preparation. Furthermore an off-line NIR-measurement method for

the determination of the content of detrimental substances in paper

was established.

Based on the collection of technical data from a partner paper mill,

an extensive mill investigation/evaluation was carried out in WP

5.3. Relevant sampling points were identified; a corresponding meas-

urement programme was elaborated and the mill investigation was

carried out successfully in the partner’s paper mill.

The results of this investigation were evaluated and form a valu-

able basis for the next project period. Using the results, essential

recommendations could be made for optimising the current status

of the paper mill. The planning of pilot trials is currently being con-

sidered.

Conclusions of subproject 5: By means of the results and knowl-

edge obtained so far, the paper mill is able to improve the counter

current arrangement of its water loops, for reducing the specific fresh

water consumption and for decreasing the amount of detrimental

substances in the water loop of the paper machine. The results of

the project shall provide solutions for a more effective control of

detrimental substances in the papermaking process. The derived

measures will reduce production costs and effluent volumes, and

will make an important contribution to improving the paper quality

and process stability.

Workshops and publications ensure the rapid transfer of knowledge

into industry. A corresponding open international workshop took

place at PTS Munich on 11 October 2006, attracting experts from

industry and research organisations of 10 countries (picture 3) to

discuss the latest results in 3 parallel sessions. Current developments

are available at www.ecotarget.com.

Dieter Pauly, PhD

� 0 049 89 12146 160

*[email protected]

Forschung/ Research

11 2006 51Forschung/ Research

Forest-based Sector Technology Plat-form: Die Umsetzung ist gestartet

Forest-based Sector Technology Plat-form: From Vision to Reality

Die Konferenz der Forest-ba-

sed Sector Technology Platform

(FTP) am 2. und 3. Mai 2006 in

Admont/Österreich markiert

den Startschuss zur Umsetzung

der Strategischen Forschungsa-

genda. Etwa 200 Teilnehmer aus Wirtschaft und Wissenschaft, Poli-

tik und Administration haben sich über die Vorgehensweise und die

Vernetzung von Aktivitäten ausgetauscht. Die Vorbereitungen zur

Umsetzung fügen sich zeitlich hervorragend in den Planungsprozess

der Europäischen Kommission für das 7. Forschungsrahmenpro-

gramm 2007-2013 ein und werden sich darin niederschlagen, wie

Forschungskommissar Janez Potocnik hervorhebt: „Technology Plat-

forms will continue to play a guiding role for the implementation of

the 7th Framework Programme. …The involvement of Technology

Platforms´ key stakeholders in Advisory Groups will ensure that Stra-

tegic Research Agendas will inspire the content of Workprogrammes

and Calls for Proposals”.

Aufbauend auf den Inhalten der Strategischen Forschungsagenda

der FTP, die in einem breiten und offenen Prozess unter Beteiligung

von mehr als 1.000 Experten in Europa entwickelt wurde, werden

jetzt die Prioritäten für die Forschungs- und Entwicklungsarbeit der

näheren Zukunft gesetzt. Dies geschieht in den einzelnen Mitglieds-

ländern und in der Zusammenführung auf Europäischer Ebene. Für

die Implementierungsphase hat sich die Forest-based Sector Techno-

logy Platform eine neue Organisationsstruktur gegeben, die sowohl

die Vertretung der verschiedenen Interessensgruppen sicherstellen,

als auch Effizienz gewährleisten soll (Abb. 1).

Neben der Hauptaktivität, der Stimulierung von Programmen und

Projekten unter Einbeziehung von Schlüsseltechnologien, werden

sich die Aktivitäten der Plattform auch der Anpassung der Ausbil-

dung an die sich ändernden Anforderungen, der Installierung von In-

novationssystemen, der Zusammenarbeit mit benachbarten Techno-

logieplatt formen,

wie z.B. „Pflanzen

der Zukunft“ und

nicht zuletzt der

Kommun ikat ion

mit Stakeholdern

und der Öffent-

lichkeit widmen

(www.forestplat-

form.org).

In Deutschland

hat der Prozess der

Priorisierung von

Themen in Form

einer Umfrage und

eines Workshops

im Juli 2006, or-

ganisiert durch die

Deutsche Support

Group stattgefun-

den. Unter Beteili-

The conference of the For-

est-based Sector Technol-

ogy Platform (FTP) in the

Austrian town of Admont

on 2/3 May 2006 marked

the start of the implementa-

tion stage of the Strategic Research Agenda. Around 200 participants

from science and industry, politics and administration discussed pos-

sible procedures and how to link their activities. The preparations for

the implementation fit perfectly well into the schedule and planning

process of the European Commission’s 7th Research Framework Pro-

gramme (2007-2013). Science and Research Commissioner Janez Po-

tocnik said that „Technology Platforms will continue to play a guid-

ing role for the implementation of the 7th Framework Programme.

…The involvement of Technology Platforms´ key stakeholders in

Advisory Groups will ensure that Strategic Research Agendas will

inspire the content of Work Programmes and Calls for Proposals”.

Based on the contents of its Strategic Research Agenda, which had

been developed in an extensive and open process involving more

than 1,000 European experts, FPT is now setting the priorities for its

forthcoming research and development activities - first in member

states and then, combining their results, on a European level. The

Forest-based Sector Technology Platform has given itself a new or-

ganisational structure to safeguard the interests of all partners and

ensure the efficiency of the implementation (Fig. 1).

Besides stimulating programmes and projects including key technol-

ogies, its main activity, FTP will dedicate itself to adjusting training

and education contents to changing requirements, installing innova-

tion systems, co-operating with neighbouring technology platforms

such as „Plants for the future“, and, last but not least, communicat-

ing with stakeholders and the public at large (www.forestplatform.

org).

In Germany, the prioritization of topics was done by a survey and

workshop in July

2006, organized

by the German

Support Group.

More than 100

experts from sci-

ence and indus-

try agreed on the

following Ger-

man ranking of

research priori-

ties (Fig. 2).

What comes next?

In the upcoming

months, indus-

try and research

institutions of

the forest-based

value chains are

going to define

their research Fig. 1: FTP organisation

PTS NEWS52

gung von mehr als

100 Experten aus

Wirtschaft und

Wissenschaft ist

folgende Rangfol-

ge der Wichtigkeit

von Forschungs-

gebieten aus

deutscher Sicht

erarbeitet worden

(Bild 2)

Was sind die

nächsten Schritte?

Industrie und

Forschung der

forstbasierten Pro-

du k t ion ske t t en

wer den in den

nächsten Monaten

innerhalb dieser

S c h w e r p u n k t e

ihre Forschungsprojekte definieren, Konsortien bilden und die For-

schungsanträge mit Beginn der ersten Aufrufe der Europäischen

Kommission ab 2007 auf den Weg bringen. Die nächste FTP-Kon-

ferenz im November in Lahti (Finnland) wird für die Projektanten

eine Börse bilden, auf der die Diskussion und Konsortialbildung zu

Projektinitiativen bestmöglich unterstützt werden kann. Und Lahti

wird die Abschlussstation eines fast 2-jährigen Vorbereitungspro-

zesses sein, in dem eine einzigartige Kooperation der Branchen

Forst, Holz und Papier zur Formulierung einer umfassenden Vision

und Forschungsagenda geführt hat. Lahti wird aber auch der Auftakt

zur Umsetzung der ehrgeizigen Ziele sein. Damit haben beteiligte

Wirtschaftssektoren – Industrie und Waldbesitzer – und die entspre-

chenden Forschungseinrichtungen in Europa zum ersten Mal ein ge-

meinsames Ziel formuliert und sich als eine der nachhaltigsten Ge-

sellschaftsgruppen im europäischen Wirtschaftsraum positioniert.

Welches sind nun die Themen, die im Bereich der Papierwirtschaft

mit besonderem deutschen Interesse verfolgt werden? Aufbauend auf

den Ergebnissen umfangreicher Diskussionen zwischen Repäsentan-

ten der Industrie und der Wissenschaft im Rahmen verschiedener

Veranstaltungen werden auf Initiative der PTS gegenwärtig drei Pro-

jekte und Konsortien gebildet:

1. Die Altpapierfabrik für Hochleistungsfaserstoffe

Das Projekt hat zum Ziel, die Erfassung von Altpapier zu steigern

und alle Inhaltsstoffe optimal zu nutzen. Unter wirtschaftlichen,

ökologischen und energetischen Aspekten soll eine Optimierung der

Altpapiersammlung und der stofflichen Verwertung erreicht werden.

Über das virtuelle Design einer Fabrik sollen maßgeschneiderte Se-

kundärrohstoffe für die Papiererzeugung auf Altpapierbasis bereitge-

stellt werden ([email protected]).

2. Nanotechnologisch modifizierte Faserstoffe

Durch chemische und nanotechnologische Modifikation von Fasern

sollen gezielt ausgewählte Fasereigenschaften eingestellt werden,

die zu neuen Anwendungsbereichen von Papierprodukten führen.

Des weitern soll über neue, funktionale Eigenschaften der Faserstof-

fe eine verbesserte Wirtschaftlichkeit bei der Erzeugung von Papier-

produkten und ein signifikant verringerter Rohstoff- und Energiebe-

projects under

these priorities,

form consortia

and submit pro-

posals in response

to calls of the

European Com-

mission starting

in 2007. The next

FTP conference in

the Finnish town

of Lahti in No-

vember will be a

forum for project

teams, assisting

them as much

as possible with

the discussion of

project initiatives

and formation of

consortia. Lahti

will be the final stage of a nearly two-year preparation process char-

acterized by a unique co-operation of the forest-based industries and

resulting in the formulation of a comprehensive joint vision and re-

search agenda. At the same time, Lahti will be the starting point for

implementing the sectors’ ambitious objectives. For the first time in

history, the forest-based sectors – both industries and forest owners

– and their European research institutions have formulated a com-

mon objective and have positioned themselves as one of the most

sustainable sectors in the European economic area.

Which topics in the area of papermaking are of particular interest to

German participants? Based on the results of extensive discussions

among the representatives of science and industry, PTS has initiated

three projects whose consortia are currently being formed:

1. Paper recycling mill for the production of high-performance

pulps

The project aims to increase the recovery rates of recovered paper

and to ensure the optimum utilization of all constituents. Collection

and recycling processes are to be optimized economically, ecologi-

cally and energetically. A virtual recycling mill will be designed to

develop customized secondary raw materials for recycled-fibre based

paper production ([email protected]).

2. Nanotechnologically modified fibres

Fibres will be modified chemically and nanotechnologically to obtain

specific fibre properties opening up novel applications for paper prod-

ucts. Furthermore, new functional fibre properties will be developed

to improve the economic efficiency and significantly reduce the raw

material and energy consumption of paper production (k.erhard@

ptspaper.de).

3. HOT PAPER

The project is intended to develop technological solutions for the op-

eration of paper machine wet ends at increased temperatures. For

this purpose, it will be necessary to study the microbial situations of

water and stock circuits, effects and influences of wet end chemicals,

and the formation of slime and deposits. The results will be com-

bined with new concepts of energy and water use to safeguard the

productivity and product quality of papermaking systems (jean-yves.

Forschung/ Research

Key research areas from the German participants’ point of view Forest Wood Paper Bio-energy

Development of innovative products for changing markets and customer needs

Building with wood 1. rang

Living with wood 2

Functional packaging of a new generation 8 3

Novel composites 3 9

Development of intelligent and efficient manufacturing processes, including reduced energy consumption

Reduced energy consumption of pulp and paper mills

2

Reorganisation of the fibre-based value chain 4

New manufacturing processes for wood products 4

Enhancing availability and use of forest biomass for products and energy

“Customized“ logging 1 6 7 1

Efficient paper recycling

Meeting the multifunctional demands on forest resources and their sustainable management

Forests meeting multifunctional demands and requirements 3

Adapting forestry to climate changes 2

2

1 3

Technologies for increased heat and power output

Fig. 2: German ranking of research priorities

11 2006 53

darf entstehen ([email protected]).

3. HOT PAPER

In diesem Projekt sollen Verfahrenslösungen zum Betrieb der Nass-

partie von Papiermaschinen bei höheren Temperaturen erarbeitet

werden. Hierzu wird es notwendig sein, die mikrobielle Situation

in den Wasser- und Stoffkreisläufen, den Einfluss auf die Wet-End-

Chemie, die Schleimbildung und Ablagerungen zu betrachten. Zu-

sammen mit neuen Konzepten der Energie- und Wassernutzung

muss die Sicherung der Anlagenproduktivität und Produktqualität

sichergestellt werden ([email protected]).

Der Erfolg dieser Projekte, sowohl was die Akquisition von Förder-

mitteln als auch das Erreichen der geplanten Ziele anbelangt, wird

entscheidend vom Engagement der Industrie abhängen. Auch wenn

für die Projekte Konsortien von europäischer Dimension gebildet

werden, wird es Zeit, dass sich deutsche Unternehmen des Papier-

sektors aktiver an dem Prozess beteiligen und die Möglichkeiten zur

Schaffung von Innovationen nutzen.

Werner Förster

� 0 049 89 12146 250

*[email protected]

[email protected]).

The success of these projects – regarding both the procurement of

funding and the attainment of envisaged aims – depends greatly

on the industry’s commitment and active support. Even though the

projects are handled by European consortia, it’s high time the com-

panies of the German paper sector got more actively involved in the

process and seized its opportunities to speed up innovations.

Werner Foerster

� 0 049 89 12146 250

*[email protected]

Forschung/ Research

INNO-WATT: Ostdeutsche Unter-nehmen nutzen PTS-Forschung

INNO-WATT: East German companies benefit from PTS research

Zu Forschung und Entwicklung gibt es dau-

erhaft keine Alternative, wenn Unternehmen

auf dem Markt erfolgreich bestehen wollen.

Aber gerade für kleine und mittlere Unter-

nehmen der gewerblichen Wirtschaft in den

neuen Bundesländern ist es außerordentlich

schwer, alleine die notwendige Finanzie-

rung für kontinuierliche Forschungs- und

Entwicklungstätigkeit aufzubringen.

Eine Finanzierungsoption bietet das auf Bundesebene geförderte Pro-

gramm INNO-WATT. Es fördert gezielt technisch und wirtschaftlich

realisierbare Produkt– und Verfahrensentwicklungen mit einem ho-

hen technischen und wirtschaftlichen Risiko, die eine kurzfristige

Markteinführung erwarten lassen. Durch einen nicht rückzahlbaren

Zuschuss zu den Gesamtkosten werden Vorhaben gefördert, die ei-

nen hohen Innovationsgrad aufweisen und bei denen gute Chancen

für eine erfolgreiche Vermarktung bestehen. Gefördert wird in den

Neuen Bundesländern einschließlich Berlin.

Auch die PTS nutzt seit Jahren erfolgreich diese Möglichkeit der Pro-

jektförderung mit folgenden Zielstellungen:

• Aufbau von Beratungsexpertise und Tools für kundenspezifische

Prozessoptimierungen in der Papierindustrie,

• Entwicklung von Messgeräten zur Prozesskontrolle und Produkt-

überwachung.

Erfolgreiche Projekte an der PTS haben vielfache wirtschaftliche Ef-

fekte. Neben der Umsatzerhöhung durch die Fördermittel und Schaf-

fung von Arbeitsplätzen werden vermarktbare, das heißt verkaufbare

Produkte und Dienstleistungen im Sinne eines Return on Invest-

ments geschaffen. In einer Vielzahl von Fällen werden in den Un-

ternehmen, die Ergebnisse aus den geförderten Forschungsprojekte

In the long term, there is no alternative to

research and development if companies are

to remain successful in the marketplace. But

it is unusually difficult for small and medi-

um-sized commercial enterprises in the new

German Länder to raise the necessary funds

for continuous research and development

work on their own.

INNO-WATT, a programme promoted at the federal level, provides

one option for obtaining financing. The programme selectively funds

technically and economically practicable product and process devel-

opments that have a high technical and economical risk associated

with them and where a market launch can be expected in the short

term. A non-repayable subsidy towards the total costs is provided for

those projects that exhibit a high degree of innovation and that have

good chances of being marketed successfully. This funding is avail-

able in the new German Länder including Berlin.

PTS has realised benefits for many years from this opportunity for

project funding for the following project objectives:

• Creation and expansion of consultancy expertise and tools for cus-

tomer-specific process optimisation in the paper industry, and

• Development of instruments for process control and product mon-

itoring.

Successful projects at PTS have a wide variety of economic effects.

In addition to creating jobs and increasing turnover as a result of

the funding, marketable, i.e. sellable, products and services are also

generated in the sense of return on investment. In a number of cases,

companies that have taken advantage of the results of subsidised PTS

research projects have discovered additional possibilities for reduc-

ing costs. In addition, the savings that are in fact achieved exceed

PTS NEWS54

der PTS in Anspruch nehmen, zusätzlich Kostensenkungspotenziale

aufgedeckt. Zudem übersteigen diese tatsächlich realisierten Einspa-

rungen häufig ein Vielfaches der eingesetzten Fördermittel. In der

Regel werden die Projekte mit ostdeutschen Papierfabriken durch-

geführt, die vom PTS-Standort in Heidenau betreut werden. Damit

partizipieren diese Unternehmen auch relativ rasch und direkt an

den Ergebnissen der Forschungsprojekte.

Ein einfaches Beispiel zeigt die Rentabilität eines ausgewählten For-

schungsprojektes: Im Rahmen eines INNO-WATT-Projektes wurde

eine systematische Methode zur Stickykontrolle und Stickyredu-

zierung ausgearbeitet und bereits kurz nach Projektende in einer

ostdeutschen Papierfabrik umgesetzt. Die Projektkosten betrugen

195.000 €. Die Einnahmen aus der ersten Beratungstätigkeit betrugen

77.000 €. Durch Umsetzung der aufgezeigten Maßnahmen konnten

die Stillstandszeiten in der Papierfabrik um 80 % reduziert werden.

Dies entspricht einer Erhöhung der Produktivität um 500.000 €/a.

Da Stickys in Altpapier verarbeitenden Betrieben ein zunehmendes

Problem darstellen, sind die Projektergebnisse in hervorragender

Weise geeignet, die Kosten- und damit Wettbewerbssituation der Pa-

pierfabriken zu verbessern und damit einen wesentlichen Beitrag zu

den Förderzielen des Programms zu leisten.

Auf einen Punkt sei aber ausdrücklich hingewiesen: Erfolgreiche

INNO-WATT-Projekte sind keine Selbstläufer. Genaue Marktkennt-

nisse, Ermittlung des Kundenbedarfs und gutes Projektmanagement

entscheiden darüber, ob die Forschungsergebnisse den gewünschten

Erfolg, sowohl für die PTS als auch für Unternehmen aus der Papier-

industrie, bringen.

Einen guten Überblick über alle bisher geförderten Vorhaben gibt

der Innovationskatalog unter www.innovationskatalog.net. Die Bei-

spielprojekte der Unternehmen, die im Innovationskatalog präsen-

tiert werden, wurden alle im Rahmen des Programms INNO-WATT

gefördert und sind ein Beweis für den Erfolg des Programms.

Dr. Josef Murr

� 0 049 3529 551 612

*[email protected]

the subsidies many times over. The projects are conducted together

with East German paper mills that as a rule are looked after by the

PTS location in Heidenau, thus making it possible for these mills to

participate in the results of research projects relatively quickly and

directly.

A simple example shows the profitability of a chosen research

project. A systematic method for sticky control and sticky reduction

was developed within the framework of an INNO-WATT project

and implemented in an East German paper mill shortly after project

completion. The project costs amounted to 195,000 euros. The pro-

ceeds from the first consultancy amounted to 77,000 euros. Imple-

mentation of the measures developed made it possible to reduce the

downtime in the paper mill by 80 %. This corresponds to an increase

in productivity by 500,000 euros per annum. Since stickies in recov-

ered paper processing paper mills are becoming a growing problem,

the project results are particularly well suited for improving the cost

and thus the competitive situation of paper mills and thus make a

substantial contribution to the programme‘s funding aims.

One point must be emphasised explicitly: a successful INNO-WATT

project does not imply sure-fire success. An intimate knowledge of

the market, elicitation of customer requirements and good project

management are deciding factors that determine whether the results

of research will bring about the desired success, both for PTS and for

companies in the paper industry.

The innovation catalogue at www.innovationskatalog.net provides

a good overview (in German) of all hitherto funded projects. The

examples of corporate projects that are presented in the innovation

catalogue were all subsidised within the framework or the INNO-

WATT programme and serve as proof of the programme‘s achieve-

ments.

Josef Murr, PhD

� 0 049 3529 551 612

*[email protected]

Forschung / Research

EU-Projekt SUSTAINPACK: Ergebnisse EU Project SUSTAINPACK: Results

Das Sub-Project SP2 im Rahmen des europäischen Forschungsvor-

habens SUSTAINPACK zielt auf innovative Maßnahmen zur Ein-

sparung von ca. 30% der bisher eingesetzten Rohstoffmenge bei der

Herstellung von Karton- und Wellpappenverpackungen ohne Verrin-

gerung der Festigkeitseigenschaften. Forschungseinrichtungen aus

Schweden, Finnland, Italien und den Niederlanden entwickelten

dazu eine Vielzahl chemischer und mechanischer Methoden, Faser-

stoffeigenschaften gezielt zu verbessern. Die PTS unterstützte in den

vergangenen beiden Jahren die Forschungsaktivitäten durch

1. Methoden zur mathematischen Modellierung der Zusammen-

hänge zwischen Faserstoffeigenschaften bzw. den Prozesspara-

metern verschiedener Aufbereitungsprozesse und resultierenden

mechanischen Papiereigenschaften sowie

2. Verfahren zur zweckmäßigen Charakterisierung von Wellpap-

peneigenschaften.

Die von der PTS entwickelten mathematischen Modelle beschrei-

ben Abhängigkeiten zwischen variablen Faserstoffkennwerten und

Innovative measures leading to raw material savings of around 30%

without strength losses in the production of paperboard and cor-

rugated board packages are at the forefront of sub-project SP2 of the

European research project SUSTAINPACK. Research institutes from

Sweden, Finland, Italy and the Netherlands are developing a mul-

titude of chemical and mechanical methods for the systematic im-

provement of fibre properties. In the past two years, PTS supported

their activities by developing

1. Methods for the mathematical modelling of relationships between

fibre properties or the parameters of various treatment processes

and the resulting mechanical paper characteristics

2. Techniques enabling practically relevant characterizations of cor-

rugated board properties.

The mathematical models developed by PTS describe functional

relationships between variable fibre characteristics and paper prop-

erties (Fig.1). They are based on our previous work in the field of

Computer Assisted Paper Design (CAPD) and the close co-operation

11 2006 55Forschung / Research

Papiereigenschaften (Abb.1). Sie basieren auf eigenen Erfahrungen

in Computer Assisted Paper Design (CAPD) und entstanden in en-

ger Zusammenarbeit mit dem KCL (Finnland). Das finnische For-

schungsinstitut verifizierte dabei experimentell folgende Methoden

mit einem hohen Potenzial zur Rohstoffeinsparung:

a. Fraktionierung von Faserstoffen mittels Hydrozyklon,

b. Einsatz schonend aufbereiteter

Birkenzellstoffe,

c. gezielte Zugabe bzw. Extrakti-

on von Hemicellulosen.

Auch stellte das KCL der PTS die

Datenbasis zur Verfügung. Die

durch die PTS entwickelten nume-

rischen Modelle ermöglichen die

Prognose von Tensile- und Tear-

Index, Rohdichte, z-Festigkeit und

Zugsteifigkeit. Sie sollen zukünftig

dabei helfen, in Abhängigkeit von

den zu erreichenden Kartoneigen-

schaften von den o.g. Methoden,

geeignete auszuwählen bzw. eine

sinnvolle Kombination dieser Me-

thoden festzulegen. Weitere Modellentwicklungen für neuartige

Prozesse der Stoffaufbereitung, die an den anderen in SP2 beteili-

gten Forschungseinrichtungen praktiziert werden, befinden sich in

Vorbereitung.

Um Eigenschaften von Wellpappenverpackungen konstant hal-

ten oder gar verbessern zu können, müssen diese Eigenschaften

zweckmäßig charakterisiert werden. Ein erhebliches Problem bei

der Weiterverarbeitung von Wellpappen ist deren Warp, eine pro-

zessbedingte Wölbung der Wellpappe. In Zusammenarbeit mit dem

Smurfit-Forschungszentrum (jetzt Smurfit-Kappa) wurde eine dort

angelegte umfangreiche Datenbank mit mathematischen Methoden

ausgewertet, um stoffliche und verfahrensbedingte Ursachen für den

Warp aufzudecken. Ferner wurden zwei neue Methoden entwickelt,

den Warp zuverlässig zu vermessen. Durch Lösung einer geomet-

rischen Ausgleichsaufgabe ist es nunmehr möglich, für punktweise

(oder flächenstückweise) vermessene Proben Richtung und Betrag

der Krümmung rasch zu berechnen (Abb.2).

Dr. Gert Meinl

� 0 049 3529 551 630

*[email protected]

with KCL (Finland). Specialists of the Finnish research institute did

experiments to verify methods offering great potential for raw mate-

rial savings:

a. Fibre classification by means of hydrocyclones,

b. Use of mildly treated birch pulps,

c. Systematic addition or extraction of hemicelluloses.

The experimental data were made

available to PTS, who developed

numerical models for the fore-

casting of tensile and tear indices,

apparent density, z-strength and

tensile stiffness. The forecast-

ing models are intended as tools

helping to select the most suitable

method or combination of meth-

ods from the above range in order

to obtain the desired paperboard

properties. Developments are

currently under way for the mod-

elling of novel stock preparation

processes used by other project

partners of SP2.

Practically relevant characterizations of corrugated board proper-

ties are the prerequisite for maintaining or improving the quality

of corrugated board packages. Warp, the process-induced bending

or twisting out of shape of corrugated board, is a serious problem

in converting operations. PTS has joined forces with the research

centre of Smurfit (now Smurfit-Kappa) to mathematically analyze

the partner’s vast existing data base in order to identify material- or

process-related causes of warp. This work has also resulted in two

new and reliable measuring methods: By means of a geometrical re-

gression surface determination, the direction and amount of warp

of samples measured point- or surface section-wise may now be

calculated quickly and accurately (Fig.2).

Gert Meinl, PhD

� 0 049 3529 551 630

*[email protected]

FinesPrimary (weight)Secondary (weight)

WeightFibre lengthFibre widthCell wall thicknessFibre curlFibre strengthBonding strengthd-Factor (flexibility)

Fibre heigh (collapsed)Fibre Width (collapsed)RBARel. porous volume

Pressure GrammageFibre treatments

Fibre networkFibres (Long + Short)Apparent densityTensile strengthTearZD-Tensile strengthTensile stiffness

Paper/Board

Fig.1: Structural relationships between fibre-, process- and paper characteristics in mathematical-physical property models

Rp

P0

P1

P2

Fig. 2: Three tangential planes of a warped sheet defining a circular cylinder, basis for the precise three-dimensional characterization of warpmodels

PTS NEWS56

In Gesamtasien entwickelt sich in den letzten Jahren ein Papier-

markt mit erheblichem Wachstumspotenzial. Pakistan z.B. hatte

2003 einen Jahresverbrauch von 4,9 kg pro Einwohner, in China

waren es 36 kg, in Europa im Durchschnitt 183 kg/Kopf. Für die

heimischen Produzenten sind aus diesem Blickwinkel heraus noch

erhebliche Steigerungen möglich, zumal wenn man weiss, dass von

dem o.g. spezifischen Verbrauch ca. 30% importiert wird und die

Gesamtproduktion nur ca. 718.000 t pro Jahr beträgt. Die heimische

Papierindustrie besteht aus rund 100 Produktionsstätten, wobei der

größte Anteil von sechs großen Produzenten zwischen 25.000 und

120.000 jato hergestellt wird.

Einer dieser Großen ist

die seit 1958 bestehen-

de Packages Limited

in der zweitgrößten

Stadt Pakistans, Laho-

re (aktuell ca. 7 bis 8

Mill. Einwohner). Mit

fünf Maschinen wer-

den Wellpappenroh-

papier, Magazin- und

Zeitungspapier sowie

Tissue für den hei-

mischen Markt herge-

stellt. Rohstoffe sind

Stroh, Altpapier und

importierter Holz-

schliff. Derzeit entste-

hen an einem neuen

Produktionsstandort

außerhalb der Stadt

(Bulleh Shah Paper

Mill Project) drei Papiermaschinen, was einer Produktionssteige-

rung von 300 % entspricht. Eine der vorhandenen Papiermaschinen

wird aufgestellt sowie eine neue und eine gebrauchte Papiermaschi-

ne errichtet. Am neuen Standort wird die Papierproduktion konzent-

riert während die Board-Produktion am alten Standort in der Stadt

verbleibt.

Die Abwasserreinigung erfolgt an diesem Standort nach den Auf-

lagen des pakistanischen National Enviromental Quality Standards

(NEQS), die in vielen Punkten durchaus an die bekannten europä-

ischen Anforderungen heranreichen. Die im Bau befindliche einstu-

fige aerobe Schwachlastbiologie ist auf eine Abwasserbelastung von

90 t CSB/d ausgelegt.

Parallel zu den baulichen Realisierungen laufen die Personalrekru-

tierung und Aus- bzw. Weiterbildung des neuen und des bereits er-

fahrenen Personals. Das Papierzentrum in Gernsbach wurde sowohl

im Produktions- und Logistikbereich als auch in der Abwasserei-

nigung beauftragt, umfangreiche Schulungen durchzuführen. Der

erste Block zum Thema „ Basics der industriellen Abwasserreini-

gung“ wurde nun Anfang September von der Abteilung Wasserma-

nagement & Enegineering der PTS in München als Subunternehmer

erfolgreich durchgeführt. In einem intensiven achttägigen Training

vor Ort konnte den sieben Teilnehmern viel Wissen weitergegeben

werden. Fünf der Teilnehmer werden in Zukunft die Abwasserrei-

A paper market with considerable growth potential has been evolv-

ing throughout Asia in the past few years. In 2003, for instance,

Pakistan had an annual paper consumption of 4.9 kg per inhabitant,

China had an annual consumption of 36 kg and in Europe the aver-

age annual consumption amounted to 183 kg per capita. When seen

from this perspective, domestic mills can still achieve considerable

growth, particularly if one realises that, of the specific consumption

mentioned above, approximately 30% is imported, as total produc-

tion only amounts to about 718,000 tpa. The domestic paper indus-

try consists of some 100 paper mills, the greatest volume of the six

largest producers ranging between 25,000 and 120,000 tpa.

One of the Big Players

is Packages Limited

that was founded in

1958 in Lahore, the

second largest city in

Pakistan (currently

approx. 7-8m inhab-

itants). Five machines

are employed to pro-

duce paper for cor-

rugated board, maga-

zine and newsprint as

well as tissue for the

domestic market. The

raw materials include

straw, recovered pa-

per and imported me-

chanical pulp. Three

paper machines are

now being installed at

a new location out of

town (the Bulleh Shah Paper Mill Project) and this is expected to

boost production by 300%. One of the existing paper machines will

be rebuilt, a new paper machine and a used paper machine will also

be installed. Paper production will be centralised at this new loca-

tion whilst board production remains at the old location in town.

The effluent at this location will also be treated in accordance with

the conditions imposed by the Pakistani National Environmental

Quality Standards (NEQS) which in many aspects come very close

to the known European requirements. The single-stage aerobic low-

load biological treatment stage now under construction is designed

and dimensioned for an effluent load of 90 t COD/d.

While the construction work is underway, new personnel is be-

ing recruited and hired, and further education and training pro-

gramme are being held for both new and experienced personnel.

The Gernsbach Paper Centre was commissioned to offer extensive

training courses both in the production and logistics field as well

as in the field of effluent treatment. The first block devoted to the

topic of the „Basics of Industrial Effluent Treatment“ was success-

fully held at the beginning of September by the PTS Department

of Water Management and Engineering in Munich as a subcontrac-

tor. Seven participants underwent an intensive training course that

lasted eight days in Pakistan. Five of the participants will be the

future operators of the effluent treatment plant. Of the participants,

Weiterbildung / Advanced Training

PTS goes Pakistan PTS goes Pakistan

11 2006 57Weiterbildung / Advanced Training

nigungsanlage betreiben. Die Qualifikation des Personals ist eine

zehnjährige Schulausbildung und ein anschließende dreijährige

chemische oder mechanische Technikerschule mit einem Diplomab-

schluss. Die anderen beiden Teilnehmer werden die weitergehende

Schulung auf Grundlage der ausführlichen, von der PTS erstellten

Schulungsunterlagen in den folgenden Monaten durchführen. Das

abgeschlossene Training umfasste eine große Bandbreite an Themen.

Behandelt wurden unter anderem der Ursprung des Abwassers, des-

sen Inhaltstoffe, Besonderheiten des Papierabwassers, die Anlagen-

dimensionierung und technische Anlagenausrüstung, der Betrieb

von Kläranlagen, die Anlagensicherheit und die Datenerhebung. Die

Themen wurden präsentiert und in ausführlichen Diskussionen mit

den Teilnehmern vertieft. Besonderes Augenmerk wurde auf die ver-

fahrenstechnischen Zusammenhänge und Wechselwirkungen des

aeroben Belebtschlammprozesses gelegt. In speziellen Videos wur-

den die möglichen Indikationen durch eine mikroskopische Untersu-

chung des Belebtschlammes erörtert. In ausführlichen Beispielrech-

nungen wurden die Teilnehmer für die Wichtigkeit der Berechnung

von Belastungskenndaten des Prozesses sensibilisiert und vertraut

gemacht.

Für die zwei Abwasserexperten der PTS war diese Schulung mit vie-

len neuen Erfahrungen verbunden. Das Land Pakistan und die Stadt

Lahore mit Ihrer Größe und der stark muslimisch geprägten Kultur

war eine höchst interessante und bereichernde persönliche Erfah-

rung. Überall wurden sie mit Interesse, großer Freundlichkeit und

Offenheit empfangen und behandelt, sowohl bei den geschäftlichen

Kontakten als auch in der Öffentlichkeit. Eine besonders positive Er-

fahrung war auch das durchgeführte Training. Selten hat man die

Chance, dermaßen interessierte und aufmerksame Teilnehmer zu

unterrichten und in lebhaften Diskussionen den Unterrichtsstoff zu

vertiefen. Jedes Thema und im Besonderen die immer wieder einge-

flochtenen Erfahrungsberichte und Beispiele aus der Praxis wurden

geradezu aufgesogen. Nach vier Tagen und zum Trainingsende wur-

de jeweils ein Multiple-Choice-Test zur Erfolgskontrolle durchge-

führt. Durch kleinere Tests zwischendurch konnten Wissenslücken

und Schwierigkeiten offen gelegt und die Themen gezielt behandelt

werden. So wurde das intensive Training in Pakistan für alle Betei-

ligten zu einem Erfolg.

Nach der Inbetriebnahme der Abwasserreinigungsanlage im nächs-

ten Jahr ist von Packages Limited ein weiteres Training für das

Personal geplant. Inhalte werden zum einen Wiederholungen der

wichtigsten Kernthemen sein, zum anderen werden Themen auf-

genommen, die sich aus den dann bereits vorhandenen Erfahrungen

des Betreiberpersonals ergeben.

Sollten auch Sie an einem Inhouse-Training interessiert sein,

wenden Sie sich an Herrn Markus Ziechner.

Jürgen Lafere

� 0 049 89 12146 298

*[email protected]

Markus Ziechner

� 0 049 89 12146 460

*[email protected]

five had 10 years of schooling with subsequent three-year chemical

or mechanical polytechnic training graduating with a diploma. The

other two participants will continue their further education in the

following months based on the comprehensive training documenta-

tion prepared by PTS.

The training programme that was concluded in Pakistan covered a

broad spectrum of topics including, among other things, the origin

of effluents, water constituents, special aspects of paper effluents, the

dimensioning and provision of technical equipment in treatment fa-

cilities, the operation of effluent treatment plants, plant safety and

data polling and survey. The topics were presented and intensified

in thorough discussions with the participants. Special attention was

focused on the process-related relationships and interactions of the

aerobic activated sludge process. Possible indicators were explained

by microscopic examination of the activated sludge in special-pur-

pose videos. The participants were made more sensitive to the im-

portance of calculating the loading parameters of the process. These

parameters were then exercised on the basis of detailed example

calculations.

There were many new experiences associated with the training pro-

gramme for the two PTS effluent experts. The country of Pakistan

and the city of Lahore with its immense size and pronounced Mus-

lim culture was a highly interesting and enriching personal experi-

ence. Everywhere they went, they were greeted with interest, great

friendliness, frankness and openness, both in business and in public

life. Teaching the training programme was a particularly positive

experience. Rarely does one have the opportunity to instruct such

interested and attentive participants and to delve into the subject

matter in such lively discussions. Every topic, especially the case

studies and practical examples that were mentioned in passing, were

quite literally devoured. Two multiple-choice examinations were ad-

ministered as a performance review, once after four course days and

again at the end of the programme. Short tests were held in between

to reveal difficulties or gaps in participants‘ knowledge, thus allow-

ing the topics to be dealt with selectively. The intensive training

programme in Pakistan was a success for all involved.

Packages Limited has scheduled another training programme for its

personnel next year once the effluent treatment plant has been put

into operation. The course content will include repetitions of the

most important core topics as well as new topics that will deal with

the experience the operators have collected with the plant.

If you are interested in an in-house training programme held on

your premises, please contact Mr Markus Ziechner.

Juergen Lafere

� 0 049 89 12146 298

*[email protected]

Markus Ziechner

� 0 049 89 12146 460

*[email protected]

PTS NEWS58 Weiterbildung / Advanced Training

Gemeinsame Veranstaltung von ABZ Steyrermühl und PTS

ABZ Steyrermühl and PTS present joint event

Am 24. und 25.

April 2006 fand

die erste gemein-

same Veranstal-

tung des Ausbil-

dungszent rums

Steyrermühl und

der PTS in Öster-

reich statt. The-

ma des Seminars

war die Einfüh-

rung in die „Wet-

E n d - C h e m i e“,

die fachlich von

Herrn Dr. Grenz,

Herrn Belle und

Herrn Schweiß

geleitet wurde. Die Organisation lag in den Händen des ABZ Steyrer-

mühl. Wir durften acht Teilnehmer aus Papierfabriken Tschechien,

Slowenien und Russland begrüßen. Die qualifizierten Vorträge wur-

den durch einen Besuch im Papiermachermuseum vor Ort abgerun-

det.

Das Seminar war der Auftakt einer Reihe von gemeinsamen Ver-

anstaltungen, die in Steyrermühl stattfinden und ausschließlich in

englischer Sprache gehalten werden. Aufgrund des erfolgreichen

Feed backs werden diese Seminare auch 2007 wieder durchgeführt.

Weitere Themen der Seminarreihe, die sich vornehmlich an Teilneh-

mer aus osteuropäischen Ländern richtet, sind:

• Papierverarbeitung und Druck

• Einführung in die Streichtechnik

• Einführung in Wasserprozesse und Wasseranalytik

• Grundlagen und Details über Abwasserreinigungsprozesse und

den Betrieb von Abwasserreinigungsanlagen.

Markus Ziechner

� 0 049 89 12146 460

*[email protected]

The first joint

event of the

S t e y r e r m ü h l

Training Centre

and PTS took

place on 24th

and 25th April

2006 in Austria.

The topic of the

seminar was an

Introduction to

“Wet-end Chem-

istry” supervised

by Dr Grenz,

Mssrs Belle and

Schweiss. The

event was organ-

ised by ABZ Steyrermühl. We were pleased to welcome eight partici-

pants from paper mills in the Czech Republic, Russia and Slowenia.

The programme of lectures was rounded off by a visit to the local

papermaking museum.

The seminar was the lead-up to a series of joint events that will be

taking place in Steyrermühl and will be conducted in English only.

In view of the positive feedback these seminars will be continued in

2007 as well. Other topics in the series of seminars that are aimed

primarily at participants from Eastern European countries include:

• Paper converting and printing

• Short course on paper coating

• Introduction to water processes and analysis

• Effluent treatment in the pulp and paper industry – Basics and

details of purification processes and the operation of effluent treat-

ment plants

Markus Ziechner

� 0 049 89 12146 460

*[email protected]

Symposia on Wet End Modelling and Innovative Process ControlExisting plant systems have nearly exhausted their efficiency poten-

tials. Is it possible to increase the efficiency and product stability of

production without further investments? The answer is yes – through

innovative solutions leading to better process control! Starting points

can be found in the results of scientists and industrial developers.

New developments are put to the test in paper mills every new day

– a challenging task for mill operators which is at the same time full

of chances. So what would be more obvious than bringing all of them

together to jointly discuss these issues?

PTS are going to do this in two consecutive symposia in Munich

early May next year: “Modelling and Simulation of Wet End Proc-

esses“ on 7 and 8 May 2007 will give an overview of the state of the

Vorschau auf Symposien Preview of symposia

Symposien Wet-End Modellierung und Innovative ProzesskontrolleDas Potenzial vorhandener Anlagen ist nahezu ausgeschöpft. Kann

die Effizienz weiter erhöht und die Qualität stabilisiert werden, ohne

zu investieren? Innovationen für eine bessere Prozessbeherrschung

sind notwendig, um diese Aufgabe zu lösen! Die Basis hierfür findet

sich in den Ergebnissen der Wissenschaft und in den Entwicklungs-

abteilungen. In den Papierfabriken ist die Tauglichkeit dieser neuen

Entwicklungen täglich neu zu beweisen. Eine anspruchsvolle Aufga-

be, die jedoch auch immense Chancen bietet. Was läge daher näher,

als hierzu alle „an einen Tisch“ zu holen und genau dies zum Thema

zu machen?

Anfang Mai 2007 finden in München aus diesem Grund zwei direkt

aufeinander folgende Symposien statt. Im Rahmen des Symposiums

11 2006 59

art and latest results in the modelling and simulation of the paper

machine wet end. Participants will gain insights into a core area

of innovative development. Industrial applications and practical ex-

periences are at the forefront of the consecutive Symposium “In-

novative Process Control – Use of Soft Sensor Technology and

Model-Based Control Strategies for Quality Control and Process

Management” on 8 und 9 May 2007. Topics will not be limited to

wet-end applications here, but cover the entire field of papermaking.

The two Symposia are a new way of bringing together theory and

practice, science and market issues. A joint session and dinner will

provide perfect opportunities for networking and exchange. The first

Symposium is organized in co-operation with the COST-Action E36

”Modelling and Simulation in the Pulp & Paper Industry“.

Simulation:

Johannes Kappen, PhD

� 0 049 89 12146 462

*[email protected]

Softsensorik:

Thomas Kerkhoff, PhD

� 0 049 89 12146 125

*[email protected]

Pulp Technology Symposium 2007“Targeted selection and use of pulps“ is the main topic of the PTS

Symposium on pulp technology in Dresden on 27- 28 November

2007. Attendees will be informed about recent trends in the range

of fibrous raw materials available on the market and about the pulp

properties achievable by means of innovative technologies. Experts

from industry and science will present their latest findings about:

• Economic pulp use and optimum utilization of fibre potential

• Specific requirements to pulps for specialty paper production and

in problem cases

• Optimization of pulp treatment and stock preparation processes,

with special emphasis on costs and the pulp qualities attainable

• Recent results from the area of chemical and nanotechnological

fibre modification and

• Experiences and case studies of software-based methods for the

forecasting of product characteristics from pulp properties

The programme provides a comprehensive overview of recent devel-

opments in scientific research and application technology as well as

ample opportunity for discussion and the exchange of views. Apart

from that, the venue of Dresden offers excellent opportunities for

cultural activities after or between conference sessions.

Klaus Erhard, PhD

� 0 049 3529 551 627

*[email protected]

Weiterbildung / Advanced Training

„Modelling and Simulation of Wet End Processes“ am 7. und

8. Mai 2007 soll der aktuelle Stand und neueste Erkenntnisse bei

der Modellierung des Wet-End dargestellt werden. Damit erhalten

die Teilnehmer Einblick in eine innovative Kernentwicklung. An-

wendungen und Praxiserfahrungen werden im unmittelbar daran

anschließend stattfindenden Symposium am 8. und 9. Mai 2007

„Innovative Prozesskontrolle - Einsatz von Softsensorik und

modellbasierter Regelung zur Qualitätssteuerung und Prozessbe-

herrschung“ im Mittelpunkt stehen. Der Blick reicht hier über das

Wet-End hinaus in die gesamte Papiererzeugung. So sollen Theorie

und Praxis, Wissenschaft und Markt in einer neuen Form miteinan-

der in Berührung gebracht werden. Eine gemeinsame Session und

ein gemeinsames Abendessen der Symposien bieten hierfür ebenfalls

ideale Möglichkeiten. Das erste der beiden Symposien findet in Koo-

peration mit der COST-Aktion E36 „Modelling and Simulation in the

Pulp & Paper Industry“ statt.

Simulation:

Dr.-Ing. Johannes Kappen

� 0 049 89 12146 462

*[email protected]

Softsensorik:

Dr.-Ing. Thomas Kerkhoff

� 0 049 89 12146 125

*[email protected]

Faserstoff-Symposium 2007Unter dem Schwerpunktthema „Faserstoffe gezielt auswählen und

einsetzen“ werden auf dem Faserstoff-Symposium am 27.-28. No-

vember 2007 in Dresden die neuesten Trends über das Spektrum

der verfügbaren Faserstoffe und der mit innovativen Technologien

erzielbaren Fasereigenschaften vorgestellt. Hierzu werden Experten

aus Wissenschaft und Praxis zu folgenden Themenbereichen Er-

kenntnisse präsentieren:

• Wirtschaftlicher Faserstoffeinsatz und die bestmögliche Nutzung

des Faserpotenzials

• Spezifische Anforderungen an die Faserstoffe in Spezialpapieren

und bei Problemlösungen

• Optimierung von Verfahren der Faserstoffaufbereitung und -be-

handlung unter besonderer Berücksichtung der erzielbaren Faser-

stoffqualitäten und Kosten

• Neueste Ergebnisse der chemischen und nanotechnologischen

Modifikation von Faserstoffen und

• Erfahrungen mit softwaregestützten Methoden zur faserbasierten

Prognose von Produkteigenschaften - Fallbeispiele

Das Programm wird den Teilnehmern einen umfassenden Überblick

der aktuellen Entwicklungen aus Wissenschaft und Anwendungs-

technik vermitteln und ausreichend Gelegenheit zum Erfahrungs-

austausch geben. Dresden bietet zudem als Veranstaltungsort beste

Voraussetzungen für die kulturelle Umrahmung des Symposiums

sowie für individuelle Besuche und Besichtigungen.

Dr. Klaus Erhard

� 0 049 3529 551 627

*[email protected]

PTS NEWS60 Weiterbildung / Advanced Training

Symposien und Seminare 1. Halbjahr 2007Symposia and seminars 1st six month 2007

Code Termin

Thema Ort Gebühr

EK 79727. -28.02.

Papierherstellung im Überblick München € 840,-

MH 77512.-13.02.

Materialprüfung von Haftverbundmaterialien München € 630,-

LV 76712.-13.02..

Auswirkungen des Lebensmittel- und Verpackungsrechts in Deutschland und Europa München € 630,-

PM 74014.-15.02.

Wege zur effizienten Papierproduktion München € 840,-

SR 75106.-07.03.

Technologische Anforderungen an Streichrohpapiere, Pigmente, Bindemittel und Additive; Modul 1 der Reihe „Optimierung der Streichtechnik“

München € 840,-

AB 72012.-13.03.

Methoden zur Bewertung von Altpapier und Altpapierstoff München € 630,-

FM 76213.-14.03.

Qualitätskontrolle und -sicherung durch mikroskopische Prüfung von Fasern, Füllstoffen und Papier (Grundlagen) München € 840,-

EN 79314.-15.03..

Energie-Management Symposium 2007 München € 630,-

BM 72720.-21.03.

Mikroskopische Untersuchung von Belebtschlamm zur Überwachung biologischer Abwasserreinigungsanlagen München € 840,-

AP 72524.-25.04..

PTS-Sticky-Seminarreihe: Bekämpfung und Vermeidung von Stickys für einen wirtschaftlichen Altpapiereinsatz Dresden € 840,-

PK 74107.-08.05.

Modelling and Simulation of the Wet End Processes München € 630,-

PS 71809.05..

Softsensoren München € 420,-

WE 74522.-23.05.

Wet-End-Prozesse Modul 1: Optimierung der Verfahrenstechnik München € 630,-

WE 74223.-24.05.

Wet-End-Prozesse Modul 2: Effizienter Einsatz chemischer Additive München € 630,-

GV 77819.-20.06.

Innovative Packaging (englisch) München € 840,-

PV 77102.-03.07.

Einführung in die Prozesse der Papierverarbeitung – Modul 1: Prozesse der Verpackungsherstellung München € 420,-

PV 77803.-04.07.

Einführung in die Prozesse der Papierverarbeitung – Modul 2: Prozesse der Verpackungsherstellung - Stanzen und Schneiden München € 420,-

PV 772 04.- 05.07.

Einführung in die Prozesse der Papierverarbeitung – Modul 3: Verpackungsdruck und Veredelungstechniken München € 420,-

Anmeldung: PTS München, Fax 089/12146-36, e-Mail [email protected] oder www.ptspaper.de - Mitglieder von FPS, FPT und VDP erhalten Sonderkonditionen.

2006

www.ptspaper.de

ForschungsreportResearch Report

2006

Innovativ durch Forschung Innovative by Research

FaserstofftechnikPulp Technology

PapiererzeugungPaper Manufacturing

MesstechnikMeasuring Techniques

WassermanagementWater Management

PapierveredelungPaper Upgrading

PTS NEWS62 Forschungsreport 2006 / Research Report 2006

11 2006 63Forschungsreport 2006 / Research Report 2006

Erfassung der Effektivität der Druckfarbenentfernung mittels bildanalytischer Schmutzpunktmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

Detecting ink removal effectiveness by dirt speck measurement using image analysis

Gezielte Entwicklung der Blattformation durch gezielte Mahlung sowie Faserstoffzusammensetzung bei grafischen Papieren . . . . . . . . . . 67

Selective development of sheet formation in graphic papers by selective refining and pulp composition

Initiale Nassfestigkeit (INF) – Limitierender Faktor bei älteren Papiermaschinen? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

Wet web strength – A limiting factor in older paper machines?

DIP-Einsatz bei SC- und LWC-Papier: Sicherung der Runnability und Reduzierung der Rohstoffkosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

DIP in SC and LWC paper: ensure the runnability and reduce raw material costs

Effektive Bewertung von Trennprozessen in der Stoffaufbereitung durch moderne fasermorphologische Messverfahren . . . . . . . . . . . . . . . 70

Modern fibre morphological measuring procedures for the ef fective evaluation of separation processes in stock preparation

Einsatz kationischer Massestärken bei hochbelasteten Wasserkreisläufen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

The use of cationic wet-end starch in heavily loaded water circuits

Erhöhung der Leimungseffizienz durch Ermittlung des Einflusses der Einzelparameter auf die Masseleimung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

Improving the formation and printability of SC papers by determining the impact of individual parameters on internal sizing

Verbesserung der Formation und der Bedruckbarkeit von SC-Papieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

Improving the formation and printability of SC papers

NIR-Strahler zur schonenden Trockung von Textil- und Papierstrichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

NIR radiators for gentle and selective drying of paper and textile coatings

Reduzierung der Kosten von RFID-Etiketten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

Reducing the costs of RFID labels

Erhöhung der Barriereeigenschaften von Faltschachtelkarton durch Einsatz von optimierten Additiven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

The use of optimised additives to enhance the barrier properties of folding boxboard

Optimierung von Scherschneideeinrichtungen in der Papierausrüstung hinsichtlich der Schnittqualität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

Optimising the cut-edge quality of shear cutting equipment in paper converting

Methoden zur fertigungsnahen Qualitätsbewertung von farbigen Motivdrucken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

Methods for production-oriented quality assessment in colour printing

Retentionsbewertung durch NIR-spektroskopische Quantifizierung von Inhaltsstoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

Evaluation of retention by NIR spectroscopic quantification of components

Zusammenhang zwischen wichtigen Prozessparametern in der Nasspartie und Online-Formationskennzahlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

Relationships between important process parameters in the wet end and key online formation indices

Neue Regelungskonzepte für gleichmäßigere Stoffqualität und geringeren Energiebedarf in Altpapierstoffaufbereitungsanlagen

für Verpackungspapiere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

The use of new control concepts to smooth out pulp quality and reduce energy requirements in recovered paper pulping plants

for packaging papers

Störungsfreier Betrieb der anaeroben Abwasserreinigung beim Recycling hochwertiger Altpapiersorten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

Trouble-free operation of anaerobic effluent treatment in recycling high-quality recovered paper grades

Einsatz von Ozon zur Verbesserung der Eigenschaften von Belebtschlämmen in aeroben Stufen biologischer Abwasserreinigungsanlagen . 83

The use of ozone for improving the properties of aerated sludges in the aerobic stages of biological effluent treatment plants


Gert Bär Svenja Bierbaum Dr. Josef Eckl Ralf Gericke

Dr. Gert Keller Dr. Markus Kleebauer Martina Klein Dr.-Ing. Rainer Klein

Cornelia LumpeJens Kretzschmar Timo Kuntzsch Christian Mannert

Dr.-Ing. Eckehard Möller Dr. Enrico Pigorsch Dr.-Ing. Reinhard Sangl

Johann Strauss Gabriele Weinberger

Rüdiger Schweiss


Die in diesem Forschungsreport beschriebenen Forschungs pro-jekte wurden von folgenden Institutionen gefördert, denen wir an die ser Stelle für die Unterstützung herzlich danken:

Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Ver kehr und TechnologieBavarian Ministry of Economic Affairs, Transport and Technology

Bundesministerium für Wirtschaft und TechnologieFederal Ministry of Economics and Technology

Sächsische AufbaubankBank of Saxony

Bundesministerium für Verbraucherschutz, Ernährung und LandwirtschaftFedearl Ministry of Food, Agriculture and Consumer Protection

The research projects described in this research report were sponsored by the following institutions to whom we give special thanks for their support:

Für die Abwicklung der Forschungs pro jekte möchten wir an die-ser Stelle den folgenden Projektträgern herzlich danken:

We would also like to thank the following project executors for conducting the research projects:

Die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke" e.V.Federation of Industrial Research Associations "Otto von Guericke"

EuroNorm Gesellschaft für Qualitätssicherung und Inno va tions-management mbH EuroNorm Society for quality assurance and innovation management

Fachagentur Nachwachsnede Rohstoffe e.V.Agency of Renewable Resources

Sächsisches Staatsministerium für Wirtschaft und ArbeitSaxon Ministry of Economics and Laybour


Erfassung der Effektivität der Druckfarbenentfernung mittels

bildanalytischer Schmutzpunktmessung

Die höchsten Anforderungen, die an die Qualitätseigenschaften

von deinkten Altpapierstoffen (DIP) gestellt werden, betreffen die

optischen Eigenschaften, wie Weißgrad, Helligkeit und Farbort so-

wie die optische Homogenität (Schmutzpunkte). Sie werden direkt

von der Anzahl und der Größenverteilung der im DIP vorhandenen

Druckfarbenpartikel bestimmt. Genaue Messdaten dieser Kenn-

zahlen sind für die Charakterisierung der DIP-Qualität und für die

Bewertung der Altpapieraufbereitungsprozesse, wie Zerfaserung,

Flotation und Dispergierung, von großem Interesse und dienen als

Basis für Prozessoptimierungen.

Im Forschungsprojekt AiF 13632 wurde eine neue Methode zur

quantitativen Messung der Druckfarbenpartikel dazu eingesetzt,

wesentliche Prozessparameter hinsichtlich ihres Einflusses auf die

Partikelgrößenverteilung und ihre jeweilige Auswirkung auf die

Abtrennung im Flotationsprozess zu untersuchen. Diese auf Basis

des Bildanalysesystems DOMAS

an der PTS entwickelte Methode

nutzt zur Bildgewinnung sowohl

Scanner als auch eine, mit einem

Lichtmikroskop kombinierte Vi-

deokamera (Abbildungsgeometrie

> 1 µm kreisäquivalenter Durch-

messer). Damit kann das gesamte

Teilchengrößenspektrum > 1 µm,

welches gerade für eine Prozess-

bewertung von Interesse ist, er-

mittelt werden.

Die mit dieser Messmethode ge-

wonnenen Ergebnisse zeigten

für die Partikelgrößenvertei-

lung der Druckfarben, dass der

Wirkungsgrad der Flotation bei

kleinen Teilchen gering ist. Dies

ist besonders bei Versuchen mit

niedriger Dosierung der Ölsäure

bzw. NaOH und der damit ver-

bundenen geringeren Agglome-

ration kleiner Teilchen der Fall

(Zusammenlagerung kleinerer

Partikel zu größeren, effizienter

flotierbaren Agglomeraten). Eine

Veränderung der Zerfaserungszeit

und -temperatur hatten ebenfalls

einen signifikanten Einfluss auf

die Druckfarbenpartikelanzahl

und somit auf das Deinkingergebnis. Prozesswasser mit einem ho-

hen Anteil kleiner Druckfarbenpartikel übt einen deutlich negativen

Einfluss auf die Deinkingstoff-Qualität aus, insbesondere bei Einsatz

vor der Flotation. Mittels Druckentspannungsflotation bei Einsatz

geeigneter Hilfsmittel wird ein effizienter Austrag von Farbpartikeln

aus dem Kreislaufwasser erzielt.

Johann Strauss

� 0 049 89 12146 491

*[email protected]

Detecting ink removal effectiveness by dirt speck measure-

ment using image analysis

The most stringent requirements placed on the quality properties of

deinked RCF pulps (DIP) relate to optical properties such as bright-

ness, luminosity, chromaticity co-ordinates and even optical homo-

geneity (dirt specks). They are determined directly by the number

and size distribution of the ink particles present in the DIP. Exact

data for these characteristic values serve as the basis for process op-

timisation and are of great interest when characterising DIP quality

and evaluating recovered paper treatment processes such as repulp-

ing, flotation and dispersion.

Research project AiF 13632 describes a new method for the quan-

titative measurement of ink particles which was used to study es-

sential process parameters with regard to their effect on particle size

distribution and their respective effect on separation in the flotation

process. This method was developed at PTS based on the DOMAS

image analysis system. The system is equipped with a scanner for

image acquisition as well as a

video camera linked to an optical

microscope (imaging geometry

> 1 µm equivalent circle diam-

eter). This means that it covers

the entire particle size spectrum

> 1 µm, i.e. the range that is par-

ticularly interesting for process

evaluation.

As far as the particle size dis-

tribution of the printing inks is

concerned, the results obtained

with this method demonstrated

that flotation efficiency is low for

small particles. This is especially

the case in trials with a low oleic

acid or NaOH dosage and the re-

sultant lower agglomeration of

the small particles (the clustering

of small particles to form larger

agglomerates that can be more

efficiently floated). A change in

the repulping time and tempera-

ture also had a significant effect

on the number of ink particles

and thus on the deinking results

as well. Process water with a

high proportion of small ink par-

ticles had a much more negative

effect on DIP quality, especially

prior to flotation. Ink particles were efficiently discharged from cir-

culation water by dissolved air flotation in combination with the use

of suitable additives.

Johann Strauss

� 0 049 89 12146 491

*[email protected]

Light-microscopic image (10x enlarg.): undeinked pulp (above) and recycled pulp (below)


0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00

Crowding-Faktor

Form

atio

n in

dex

10° Cuttling angle60° Cuttling angle

Selective development of sheet formation in graphic papers

by selective refining and pulp composition

Paper property formation is playing an ever more important part as

a measure of quality, especially in printing papers. Formation has

a significant impact on both the printability and runnability of the

papers on ever faster printing presses and converting machines.

Sheet formation is influenced by a number of factors. PTS has taken

the variety and complexity of this topic into consideration by estab-

lishing a research cluster entitled „Contributory Factors Affecting

Formation“. This cluster includes several projects intended to study

the relationships between the significant parameters and their im-

pact on formation. The contributory factors within the papermaking

process can be subdivided into three fundamental groups:

• Pulp composition (fibre type, refining and fillers),

• Chemical additives (additive type, dosage, dosing point), and

• Wet end of a paper machine (headbox, wires, dewatering elements

and their specific settings).

The focus of research within the scope of research project AiF 14371

BR concentrated on the impact of refining and the supply of pulp.

Clarifying and describing the morphological and physical changes in

the pulp suspension during refining and sheet formation give rise to

much better possibilities of influencing sheet formation and optimis-

ing the supply of pulp for specific grades of paper.

The graph shows the

improvement in the

formation of a printing

paper when the refiner

segments had a smaller

cutting angle. A mixture

of 70 % short fibre and

30 % long fibre chemical

pulps that were refined

when mixed was used

for the trials. Copy paper with an ash content of 25 % and varying

degrees of refining was subsequently produced on the pilot paper

machine at the PTS pilot plant station in Heidenau. The crowding

factor characterises the number of interfibre contacts and the floccu-

lation tendency. It decreases with longer refining. Additional studies

will aim at examining the impact of the degree of refining, charac-

terised by Schopper Riegler freeness, on formation. Furthermore, the

following studies are planned on the pilot facilities in the pilot plant

station:

• Trials to determine the effect the mixing ratio of selected chemical

pulps has on formation

• Studies on the effect separate/mixed refining has on sheet forma-

tion and on the homogeneity of the refining process,

• Optimisation of refining conditions with regard to edge load and

specific energy consumption for SC paper with regard to forma-

tion.

Gert Baer

� 0 049 3529 551 688

*[email protected]

Gezielte Entwicklung der Blattformation durch gezielte Mah-

lung sowie Faserstoffzusammensetzung bei grafischen Papieren

Besonders bei Druckpapieren spielt die Papiereigenschaft „Formati-

on“ als Qualitätskennwert eine immer größere Rolle. Sie beeinflusst

sowohl die Print- als auch die Runnability der Papiere auf immer

schneller laufenden Druck- und Verarbeitungsmaschinen signifi-

kant.

Die Blattformation wird von einer Reihe von Faktoren beeinflusst.

Der Vielfalt und Komplexität des Themas trägt die PTS Rechnung,

indem sie ein Forschungscluster „Einflussfaktoren auf die Formati-

on“ gebildet hat. In diesem Cluster sind mehrere Projekte konzipiert,

die die Zusammenhänge zwischen den wesentlichen Parametern in

ihrem Einfluss auf die Formation untersuchen sollen. Man kann die

Einflussfaktoren innerhalb des Papierherstellungsprozesses in drei

wesentliche Gruppen unterteilen:

• Stoffzusammensetzung (Faserart, Mahlung und Füllstoff),

• chemische Hilfsmittel (Art des Hilfsmittels, Dosiermenge, Dosier-

stelle) und

• Nasspartie der Papiermaschine (Stoffauflauf, Sieb, Entwässerungs-

elemente und deren spezifische Einstellungen).

Im Rahmen des Forschungsprojektes AiF 14371 BR wird der Fokus

auf den Mahlungseinfluss und den Faserstoffeinsatz gelegt. Durch

die Aufklärung und Beschreibung der morphologischen und physi-

kalischen Veränderungen in der

Faserstoffsuspension bei der Mah-

lung und Blattbildung werden

deutlich bessere Möglichkeiten

geschaffen, um die Blattformation

zu beeinflussen und den Faser-

stoffeinsatz papiersortenspezifisch

zu optimieren.

Aus der Grafik ist erkennbar, wie

sich die Formation eines Druck-

papiers bei kleinerem Schnittwinkel der für die Zellstoffmahlung

eingesetzten Mahlgarnitur verbessert. Für die Versuche wurde

eine Zellstoffmischung aus 70 % Kurz- und 30 % Langfaserzellstoff

hergestellt, die gemischt gemahlen wurde. Anschließend wurde

Kopierpapier mit einem Aschegehalt von 25 % bei Variation des

Mahlgrades der Zellstoffmischung an der Versuchspapiermaschine

des Faserstofftechnikums der PTS hergestellt. Durch den Crowding-

Faktor wird die Anzahl von Faser-Faser-Kontakten und die Tendenz

zum Flocken charakterisiert. Er verringert sich mit zunehmender

Mahlbehandlung. In weiteren Untersuchungen wird der Einfluss

des Mahlungszustandes, charakterisiert durch den SR-Wert, auf die

Formation noch untersucht. Darüber hinaus sind noch folgende Un-

tersuchungen mit den Pilotanlagen im Technikum vorgesehen:

• Versuche zum Einfluss des Mischungsverhältnisses ausgewählter

Zellstoffe auf die Formation

• Untersuchungen zum Einfluss Getrennt-/Gemischtmahlung auf

Blattformation und Homogenität des Mahlprozesses,

• Optimierung der Mahlbedingungen hinsichtlich Mahlkantenbe-

lastung und spezifischem Energieeinsatz für SC-Papier im Hin-

blick auf die Formation.

Gert Bär

� 0 049 3529 551 688

*[email protected]


Wet web strength – A limiting factor in older paper

machines?

In 2004, approx. 79.5% of all graphic paper products used in Ger-

many was collected and recycled, the greatest share of it being used

to produce deinked pulp. The continuous rise in the recovery rate of

these grades of recovered paper, however, has caused a deterioration

in pulp quality. This in turn has given rise to problems ensuring the

quality of recovered fibre based new papers on the one hand and dif-

ficulties guaranteeing papermaking productivity on the other hand.

Optimising the design of new paper machines usually goes hand in

hand with an increase in operating speed and a simultaneous re-

duction in grammage. Both trends have a great impact on wet web

strength that is closely correlated with paper machine productivity.

There is little specific knowledge about the impact of pulp on wet

web strength. Such knowledge is necessary, however, in order to be

able to conduct studies on how to improve and evaluate DIP properties.

Project IW050271 was directed on the one hand to accurately re-

cording wet web strength using measurement technology and on

the other hand to increasing wet web strength in deinked pulps by

adding strength-enhancing additives or by using such additives that

modify the pulp fibres. Improving wet web strength, often the limit-

ing factor with regard to the speed performance of older paper ma-

chines, can in fact increase machine speed without having to resort

to cost-intensive reconstruction or modernisation measures.

The studies on wet web strength improvement were conducted both

on a laboratory and pilot scale. The current methods for determining

the suitability of wet web strength were subjected to in-depth exam-

ination in a first step. The focus here was the accurate adjustment of

the solids contents and the reproducible determination of strength.

The result was the development of a standardised method for the

reproducible, quantitative measurement of wet web strength.

Several deinked pulps and furnishes from industrial mills as well

as pulp mixtures with varying proportions of DIP, mechanical and

chemical pulps were examined to analyse the impact of pulp on wet

web strength. Results show that the wet web strength index depends

on the pulp composition and ash content. A high proportion of fines

and a low filler content usually have a positive effect on the wet web

strength index. Additional studies on enhancing wet web strength

were conducted

by modifying

the DIP using

various strength-

enhancing addi-

tives. The results

of the studies

to date confirm

that the action

of these addi-

tives on wet web

strength is highly

dependent on the process conditions and the chemical modification

of the respective additive. Outstanding pilot trials will serve to ascer-

tain effective additives that are still competitive in price.

Martina Klein

� 0 049 3529 551 661

*[email protected]

The development of wet web strength as a function of solids content

0

1

2

3

4

5

6

30 40 50 60 70 80

Solids content [%]

DIP+Additive 1DIP+Additve 2DIP+Additive 3

DIP undispersedDIP dispersed

Wet

web

stre

ngth

inde

x

Initiale Nassfestigkeit (INF) – Limitierender Faktor bei

älteren Papiermaschinen?

Im Jahre 2004 wurden in Deutschland ca. 79,5 % der gebrauchten

grafischen Papierprodukte erfasst und einer stofflichen Verwertung

zugeführt, wobei der größte Anteil zur Herstellung von Deinking-

stoff eingesetzt wurde. Die ständige Steigerung der Altpapiererfas-

sungsquote bei diesen Sorten führte zu einer Verschlechterung der

Stoffqualität. Die Folge davon sind einerseits Probleme bei der Ge-

währleistung der Qualität der altpapierhaltigen Papiere und anderer-

seits Schwierigkeiten, die Produktivität bei der Papiererzeugung in

der Papiermaschine zu garantieren.

Die Optimierung vorhandener, wie die Auslegung neuer Papierma-

schinen geht in der Regel mit einer Erhöhung der Betriebsgeschwin-

digkeit bei gleichzeitiger Verringerung der flächenbezogenen Masse

einher. Beide Trends wirken sich auch stark auf die initiale Nass-

festigkeit (INF) aus, die in engem Zusammenhang mit der Papier-

maschinenproduktivität steht. Erkenntnisse zum stofflichen Einfluss

auf die INF sind bisher nur unzureichend vorhanden. Sie sind jedoch

notwendig, um Untersuchungen zur Eigenschaftsverbesserung von

DIP durchführen und bewerten zu können.

Das Projekt IW050271 zielt zum einen auf die exakte messtech-

nische Erfassung der INF ab und zum anderen auf deren Steigerung

bei DIP-Stoffen durch Zugabe von festigkeitssteigernden Additiven

bzw. Fasermodifizierung mittels dieser Additive. Durch eine Verbes-

serung der INF, die bei älteren Papiermaschinen oft der limitieren-

de Faktor für eine Geschwindigkeitssteigerung ist, kann diese auch

ohne kostenintensive Rekonstruktionsmaßnahmen erreicht werden.

Die Untersuchungen zur INF-Verbesserung erfolgten im labor- und

kleintechnischen Maßstab. Im ersten Arbeitsschritt wurden die z.

Z. angewandten Methoden zur Bestimmung der INF bezüglich ih-

rer Eignung detailliert untersucht. Schwerpunkte waren die exakte

Einstellung der Trockengehalte und die reproduzierbare Festigkeits-

bestimmung. Im Ergebnis wurde eine einheitliche Methode zur re-

produzierbaren, quantitativen Messung der INF erarbeitet.

Zur Analyse der stofflichen Einflüsse auf die INF wurden mehrere

DIP-Stoffe bzw. Ganzstoffe aus der industriellen Praxis und Faser-

stoffgemische mit unterschiedlichen Anteilen an DIP, Holzstoff und

Zellstoff untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass der INF-Index von

der Faserstoffzusammensetzung und dem

Aschegehalt abhängig ist. Ein hoher Feinstoff-

anteil und ein niedriger Füllstoffgehalt wirken

sich in der Regel positiv auf ihn aus. Weitere

Untersuchungen zur Steigerung der INF er-

folgten durch Modifizierung des DIP mittels

verschiedener festigkeitssteigernder Additive.

Die Ergebnisse der bisherigen Untersuchungen

belegen, dass die Wirkung dieser Additive auf

die INF stark von den Prozessbedingungen

und der chemischen Modifikation des jewei-

ligen Additivs abhängt. Die noch ausstehen-

den Versuche im Technikum dienen der Findung wirksamer Addi-

tive unter Berücksichtigung der Kostensituation.

Martina Klein

� 0 049 3529 551 661

*[email protected]


DIP in SC and LWC paper: ensure the runnability and reduce

raw material costs

Considerable pricing pressure in the recent past has forced the man-

ufacturers of uncoated and coated printing papers (SC and LWC pa-

pers) to replace to an ever greater extent the mechanical and chemi-

cal pulps in these papers by deinked recovered paper pulp (DIP).

In order to prevent web breaks, manufacturers must guarantee that

the substantial strength requirements are met even with reduced

shares of reinforcing pulp and even in the low grammage range.

The tendency of the paper web to break where flaws or incipient tears

are located is only inadequately reflected by the traditional strength

indices (tensile index, tear index, tear growth resistance). One way

out of this situation is the use of new measurement techniques such

as the Fracture Toughness Index (FTI) or the MAPS (Mechanical

Analysis of Paper Structure) method. Research project IW 050274

was aimed at solving the following questions:

• What properties must a deinked pulp have to develop the greatest

possible reinforcement action?

• What impact does selective DIP preparation (refining the long fibre

fraction, bleaching) have on strength properties?

• Can harsher refining of chemical pulps compensate for strength

losses as a result of the reduced share of chemical pulp?

The results showed that the

parameter known as the rein-

forcement index (RI) is a suitable

variable for estimating the rein-

forcement action and exhibits an

almost linear dependence with

regard to fracture toughness (see

figure). As the variables in the

reinforcement index illustrate

(equation in the figure), the best

reinforcement action can be ex-

pected from long, slender fibres.

Studies conducted on papers pro-

duced on a pilot paper machine

showed that fracture toughness

can be maintained at a high level

if, when the chemical pulp is be-

ing replaced, part of the mechani-

cal pulp is also replaced by DIP. For instance, a base paper containing

one-third DIP achieved almost the same fracture toughness (FTI =

10.4 mJ*m/g) as a typical LWC base paper (FTI = 10.6 mJ*m/g) with-

out DIP. Even with a 10 % share of chemical pulp, strength values

(FTI = 9.6 mJ*m/g) and dewatering properties can be achieved when

a corresponding DIP share is used that are close to those of typical

LWC base papers. Possibilities of improving DIP pulp strength and

formulations with a significantly reduced share of chemical pulp can

be derived from the results of the project based on suitable strength

indices (fracture toughness, MAPS analysis). This in turn allows for

a reduction in the costs of raw materials used.

Jens Kretzschmar

� 0 049 3529 551 632

*[email protected]

0

5

10

15

20

25

0 50 100 150 200 250 300

Frac

ture

Tou

ghne

ss In

dex

(mJ*

m/g

)

DIPChemical pulps (CP)Mechanical pulps (MP)Mixtures (DIP/CP/MP)

Littlereinforcement

Strongreinforcement

Coarseness •RI = Avg. fibre length

Tear-Indexat Tensile index = 70 Nm/g

Reinforcementindex (RI) / mNm /g4 2

Fracture toughness index as a function of the reinforcement index (using the current tear indices; not a tensile index of 70 Nm/g) for the pulps used and different pulp mixtures

DIP-Einsatz bei SC- und LWC-Papier: Sicherung der Runnabi-

lity und Reduzierung der Rohstoffkosten

Der erhebliche Preisdruck in jüngster Vergangenheit hat dazu ge-

führt, dass die Hersteller ungestrichener und gestrichener Druckpa-

piere (SC- und LWC-Papiere) gezwungen sind, Holz- und Zellstoffan-

teile in diesen Papieren vermehrt durch den deinkten Altpapierstoff

(DIP) zu ersetzen. Auch im Bereich niedriger flächenbezogener Mas-

sen muss sichergestellt werden, dass die erheblichen Festigkeitsan-

forderungen bei verringerten Anteilen an Armierungszellstoff erfüllt

werden, um Bahnabrisse zu vermeiden. Die Abrissneigung der Pa-

pierbahn, die ihren Ausgang in Störstellen oder Anrissen hat, wird

durch traditionelle Festigkeitskennwerte (Tensile-Index, Tear-Index,

Weiterreißarbeit) nur unzureichend wiedergegeben. Einen Ausweg

weisen neue Messverfahren zur Papierstrukturanalyse, zum Beispiel

die Bruchzähigkeits-Messung (FTI – Fracture Toughness Index) oder

die MAPS-Methode (Mechanical Analysis of Paper Structure).

• Welche Eigenschaften muss ein DIP-Stoff aufweisen, um eine

größtmögliche Armierungswirkung zu entfalten?

• Wie wirkt sich eine gezielte DIP-Aufbereitung (Mahlung der

Langfaserfraktion, Bleiche) auf die Festigkeitseigenschaften aus?

• Kann eine stärkere Zellstoffmahlung Festigkeitseinbußen infolge

eines verminderten Zellstoffanteils kompensieren?

Diese Fragestellungen standen im

Mittelpunkt des Forschungspro-

jektes IW 050274. Die Ergebnisse

zeigten, dass der sog. Armie-

rungs- beziehungsweise Rein-

forcement-Index (RI) eine geeig-

nete Größe zur Abschätzung der

Armierungswirkung ist und eine

nahezu lineare Abhängigkeit zur

Bruchzähigkeit aufweist (siehe

Grafik). Wie die in den Reinforce-

ment-Index eingehenden Größen

verdeutlichen (Gleichung in der

Grafik), ist die beste Armierungs-

wirkung von langen, schlanken

Fasern zu erwarten.

Untersuchungen an kleintechnisch erzeugten Papieren (Versuchspa-

piermaschine) zeigten, dass die Bruchzähigkeit auf hohem Niveau

gehalten werden kann, wenn bei der Substitution von Zellstoff durch

DIP gleichzeitig auch Teile des Holzstoffes ersetzt werden. So er-

reicht beispielsweise ein zu einem Drittel DIP-haltiges Rohpapier

nahezu die gleiche Bruchzähigkeit (FTI = 10,4 mJ*m/g) wie ein ty-

pisches LWC-Rohpapier (FTI = 10,6 mJ*m/g) ohne DIP. Selbst bei

nur 10% Zellstoffanteil können bei einem entsprechenden DIP-Anteil

Festigkeiten (FTI = 9,6 mJ*m/g) und Entwässerungseigenschaften

beobachtet werden, die nahe an denen des typischen LWC-Rohpa-

piers liegen. Aus den Ergebnissen des Projektes können auf Basis der

geeigneten Festigkeitskennwerte (Bruchzähigkeit, MAPS-Analyse)

Möglichkeiten zur Festigkeitsverbesserung von DIP-Stoffen sowie

Rezepturen mit deutlich reduziertem Zellstoffanteil abgeleitet und

damit die Rohstoffeinstandskosten gesenkt werden.

Jens Kretzschmar

� 0 049 3529 551 632

*[email protected]


Modern fibre morphological measuring procedures for the ef-

fective evaluation of separation processes in stock preparation

The fractionating action of separation processes is currently being

evaluated by laboratory fractionation methods using McNett frac-

tionators or other instruments in most cases. This method is time-

consuming, however, and is unsuitable for online use. Optical fibre

measuring instruments based on image analysis, on the other hand,

permit a variety of fibre properties (length, diameter, wall thickness,

etc.) to be detected within a comparatively short time, thus making

them suitable for online use.

The results of both methods, however, cannot be directly com-

pared with one another, since optical fibre analysis first determines

a number distribution of the fibre properties which must then be

converted into a volume- or mass-weighted distribution in order to

evaluate mass fractions. Furthermore, it is still necessary to estimate

the share of those fibres or particles that are smaller than the mini-

mum measurement range of the optical instrument, thus escaping

detection by metrological means.

A method was developed within the framework of research project

IW 050280 that makes it possible to derive fibre classes based on the

results of optical fibre analysis. In addition, the fibre classes are con-

sistent with the results of Bauer McNett fractionation. The results

show good correlation of the Bauer McNett fractions measured using

different short and long fibre pulps with the calculated results based

on optical fibre measurement (Fiberlab Metso Automation).

The figure shows measured and calculated McNett fractions dur-

ing the refining of a chemical

maple pulp. The longer refin-

ing lasts, the more the share of

the R30 fraction constantly de-

creases due to fibre shortening.

R50 only increases due to the

shortened fibres from R30 and

then decreases again as refining

continues. The screen passage

through the finest D200 screen

shows a constant rise as the re-

fining energy increases. The use

of the developed methodology

will make it possible in future

to achieve a substantial savings

of laboratory fractionation and to

evaluate separation processes more accurately and effectively.

The results may also be used to expand the possible uses of mod-

ern optical fibre measuring instruments. On the whole, the outlay

for measurement using the newly developed method is considerably

less while the accuracy is much greater than with Bauer McNett

fractionators.

Timo Kuntzsch

� 0 049 3529 551 614

*[email protected]

0

10

20

30

40

0 50 100 150 200 250

Specific refining energy, kWh/t

McN

ett f

ract

ions

, Ma.

-%

R30 measuredR30 calculatedR50 measuredR50 calculated

D200 measuredD200 calculated

R30

R50

D200

Characterisation of the refining series of chemical maple pulp with the help of measured and calculated values of selected McNett fractions

Effektive Bewertung von Trennprozessen in der Stoffaufbe-

reitung durch moderne fasermorphologische Messverfahren

Zur Bewertung der Fraktionierwirkung von Trennprozessen wird

zurzeit überwiegend eine Prüfsiebfraktionierung in McNett- oder

anderen Apparaten eingesetzt. Diese Methode ist jedoch aufwändig

und für eine Online-Anwendung nicht geeignet. Optische Fasermess-

geräte auf Basis der Bildauswertung erlauben demgegenüber eine Er-

fassung der verschiedenen Fasereigenschaften (Länge, Durchmesser,

Wandstärke u.a.) mit einer vergleichsweise kurzen Messdauer und

kommen damit auch für Online-Anwendungen in Frage.

Die Ergebnisse beider Methoden sind jedoch nicht unmittelbar mit-

einander vergleichbar, da bei der optischen Faseranalyse zunächst

eine Anzahlverteilung der Fasereigenschaften ermittelt wird, welche

zur Beurteilung von Masseanteilen in eine volumen- bzw. massege-

wichtete Verteilung umgerechnet werden muss. Weiterhin ist eine

Abschätzung des Anteils jener Fasern bzw. Partikel erforderlich, die

kleiner sind als die untere Messbereichsgrenze des optischen Faser-

messgerätes und daher messtechnisch nicht erfasst werden.

Im Rahmen des Forschungsprojektes IW 050280 wird eine Me-

thodik entwickelt, die es ermöglicht, anhand der Ergebnisse der

optischen Faseranalyse Faserklassen abzuleiten, die zu den Ergeb-

nissen der McNett-Fraktionierung konsistent sind. Die Ergebnisse

zeigen eine gute Übereinstimmung der für verschiedene Kurz- und

Langfaserzellstoffe gemessenen McNett-Fraktionen mit den berech-

neten Ergebnissen auf Grundlage der optischen Fasermessung (Fi-

berlab Metso Automation).

Die Abbildung zeigt gemessene

und berechnete McNett-Frak-

tionen im Verlauf der Mahlung

eines Ahornzellstoffs. Mit zu-

nehmender Mahldauer wird der

Anteil der Fraktion R30 infolge

der Faserkürzung kontinuier-

lich verringert, R50 nimmt erst

durch die gekürzten Fasern aus

R30 zu und dann mit fortschrei-

tender Mahlung wieder ab; für

den Siebdurchgang des feins-

ten Siebes D200 zeigt sich eine

kontinuierliche Zunahme mit

steigender Mahlenergie. Unter

Einsatz der entwickelten Me-

thodik besteht künftig die Möglichkeit, aufwändige Labor-Fraktio-

nierungen weitgehend einzusparen und Trennprozesse genauer und

effektiver zu bewerten.

Die Ergebnisse können zudem für erweiterte Einsatzmöglichkeiten

moderner optischer Fasermessgeräte genutzt werden. Insgesamt ist

der Messaufwand mit der neu entwickelten Methode deutlich ge-

ringer und die Genauigkeit ist größer als bei der McNett-Fraktio-

nierung

Timo Kuntzsch

� 0 049 3529 551 614

*[email protected]


The use of cationic wet-end starch in heavily loaded water

circuits

Starch products are frequently used in modern paper and board

manufacturing either as coating material or stock additives to en-

hance dry strength. The trend is shifting towards the stock addition

approach, since in this case the full machine speed and perform-

ance are available as compared to the coating technique, and the

starch can be applied without having to adjust its viscosity. The per-

formance of wet-end starch as a dry-strength enhancer, however, is

largely dependent on its molar mass, on its adsorption onto the fibres

and fillers under the conditions prevailing in industrial white waters.

The aim of this project was to evaluate wet-end starches with differ-

ent degrees of cationisation with respect to the wet-end parameters

and paper strength.

Within the scope of FNR research project FKZ 22005601, cationic

maize (corn) and potato starches with different degrees of substitu-

tion (DS) ranging from 0.03 to 0.1 were systematically investigated

using not only model suspensions but also two industrial pulp/water

systems (graphic recycled paper and corrugated base). The experi-

ments covered both application-oriented paper characterisation and

physicochemical analysis (molecular mass, gelatinisation, charge,

viscosity, adsorption isotherms) of starch slurries and cooked starch

solutions.

Adsorption experiments using model and industrial pulp/water re-

vealed a significant reduction in the adsorption capacity of the fibres

in loaded white water circuits (right figure). Particle charge titrations

of mill white waters with starch solutions showed that the efficiency

of cationic starch as a trash catcher is enhanced with increasing DS

(right figure). A similar beneficial trend was observed for drainage

and retention. In contrast to the wet-end characteristics, no improve-

ment in paper strength was achieved by increasing the DS of cation-

ised starch. This might be due to the lower process-related molar

mass of the higher cationised starch. This study underlines the fact

that a compromise has to be made between improved retention/floc-

culation and enhanced adsorption and molecular mass of the starch

(left figure). Further studies are currently underway at PTS.

Eckehard Möller, PhD

� 0 049 3529 551 640

*[email protected]

Model water

White water

Corrugated base

Addition of starch per fibre mass [%]

Zeta

pot

entia

l [m

V]

DS = 0.093

DS = 0.034

DS = 0.034

DS = 0.093

5

0

-5

-10

-15

0 1 2 3 4

Paper strength

High DS

Low DS

Higher molecular mass

Improved flocculation

Increasedadsorption of starch

Lower molecular mass

+-

Interrelationships between paper strength and properties of cationic wet-end starches.

Cationic starch adsorption: The zeta potential of corrugated board base paper pulp in model water and corresponding mill water after addition of different amounts of cationic potato starch with two different DS.

Einsatz kationischer Massestärken bei hochbelasteten

Wasserkreisläufen

Um bei der Herstellung von Papier und Karton die geforderte Festig-

keit zu erreichen, werden Stärkeprodukte sowohl auf der Oberfläche

als auch in der Papierstoffsuspension (Massezusatz) verwendet. Der

Trend geht in Richtung Masseeinsatz, da bei diesem im Vergleich zu

der Oberflächenbehandlung die volle Leistung der Papiermaschine

zur Verfügung steht und die Viskositäten der Stärken nicht angepasst

werden müssen. Für die Wirksamkeit von Massestärken als Trocken-

verfestiger sind neben der Molmasse vor allem deren Adsorptionsei-

genschaften an Faser- und Füllstoffen im realen Kreislaufwasser von

Bedeutung. Ziel des Projektes war eine Bewertung von Massestärken

mit unterschiedlichem Kationisierungsgrad im Hinblick auf die Wet-

End-Parameter und die Papierfestigkeit.

In dem FNR-Projekt FKZ 22005601 wurden Labor- und Techni-

kumsuntersuchungen mit kationischen Mais- und Kartoffelstärken

mit unterschiedlichem Substitutionsgrad (DS) durchgeführt. Die

experimentellen Untersuchungen fanden im Bereich von 0.03 bis

0.1 DS sowohl in Modellsuspension als auch in zwei realen Stoffsys-

temen (grafisches Recyclingpapier und Wellpappenrohpapier) statt.

Sie beinhalteten nicht nur anwendungsorientierte, papiertechnische

Verfahren sondern auch eine physikalisch-chemische Analytik (Mol-

masse, Viskosität, Ladungsmessungen, Verkleisterung, Adsorptionsi-

sothermen an Faserstoffen) von Stärkeslurries und Stärkelösungen.

Adsorptionsuntersuchungen in Modell- und Realstoffsystemen

zeigten eine deutlich reduzierte Adsorptionskapazität der Fasern in

belasteten Kreislaufwässern (Abb rechts). Partikelladungstitrationen

von Fabriksiebwässern mit Stärkelösungen wiesen auf eine bessere

Störstoffixierung mit steigendem DS-Wert der Stärke hin. Vergleich-

bar positive Tendenzen wurden auch bei Retention und Entwässe-

rung gefunden. Im Gegensatz zu den Wet-End-Parametern konnten

kaum Verbesserungen der Papierfestigkeit durch den Einsatz höher

kationisierter Stärken erhalten werden. Dies kann mit der prozessbe-

dingt geringeren Molmasse der höher kationisierten Stärken erklärt

werden. Als Fazit bleibt festzuhalten, dass abhängig vom Stoffsystem

ein Kompromiss zwischen verbesserter Retention/Flockung und ho-

her Stärkeadsorption bzw. Molmasse getroffen werden muss (linke

Abbildung). Weiterführende Untersuchungen werden zur Zeit an der

PTS durchgeführt.

Dr. Eckehard Möller

� 0 049 3529 551 640

*[email protected]


Improving sizing performance by determining the individual im-

pact of sum parameter components on internal sizing results

Offset papers, office and administration papers as well as folding

boxboard must normally be sized or made hydrophobic to improve

their printability and their writing and converting properties. Cur-

rent trends in paper production are causing higher concentrations

of detrimental substances in the stock system, most of which are

introduced by the increased use of recovered paper, TMP and broke.

To achieve the desired sizing degree, the dosing quantities of hydro-

phobing and fixing agents must be increased accordingly. This in

turn gives rise to product quality variations, increased production

costs as well as a greater risk of serious production failures caused

by deposit formation.

Despite the progress made in sizing agent production and applica-

tion technology, the causes of performance losses in sizing are

still largely unknown. Process checks or system analyses aimed at

identifying the process water components detrimental to sizing are

usually based on different analytical methods. Individual substance

analyses are not possible in many cases, and require highly special-

ised, expensive and complex analytical procedures. Evaluations are

therefore usually based on rather non-specific sum parameters that

are easy to measure but provide little information on the sources of

production problems.

Project AiF 14698 aims at specifying the very rough sum parameters

and at determining their individual impact on internal sizing. The

use of sizing agents will be optimised by adjusting the degree of

hydrophobicity, relevant process parameters and additive dosages for

the desired paper quality as well as by deriving targeted measures

for deposit prevention.

In the first step, the composition of process waters from paper mills

will be characterized for their relevant individual and sum param-

eters. Systematic laboratory studies will be subsequently carried out

to selectively influence internal sizing processes. The results will be

validated on the PTS pilot paper machine using model waters. Final

trials will be performed in a paper mill to verify whether the results

can be scaled up to industrial paper production. If applicable, the op-

timisation potential of selected parameters will be identified, and can

later be verified once the necessary measures have been taken.

Economic benefits expected from the results of research include a

reduced consumption of sizing agents or better performance at the

given consumption level. Deposit prevention will lead to runnability

gains.

Ruediger Schweiss

� 0 049 3529 551 622

*[email protected]

Conductivity cat. demand COD Turbidity Current sumparameters

Individualparameters

cations anions

Na, Ca, Al CI , SO- 2-4

org. polymers:- starch- lignin- binders- oligosaccharides

fibres pigments

fines

CODcat. demandConductivity

Sum and individual parameters that influence internal sizing

Erhöhung der Leimungseffizienz durch Ermittlung des Ein-

flusses der Einzelparameter auf die Masseleimung

Offset-Druckpapiere, Büro- und Administrationspapiere sowie Falt-

schachtelkartone müssen in der Regel hydrophobiert bzw. geleimt

werden, um ihre Beschreib- und Bedruckbarkeit sowie ihre Wei-

terverarbeitbarkeit zu verbessern. Die aktuellen Trends der Papier-

herstellung führen zu höheren Konzentrationen von Störstoffen im

Stoffsystem, insbesondere durch den verstärkten Einsatz von Altpa-

pier, TMP und eigenem Ausschuss. Zur Erreichung des notwendigen

Leimungsgrades müssen in der Regel höhere Mengen an Hydropho-

bierungs- und Fixiermittel eingesetzt werden. Dies führt zu höheren

Kosten und zu Schwankungen in der Produktqualität. Außerdem

wird die Gefahr ernsthafter Produktionsstörungen durch verstärkte

Ablagerungsbildung erhöht.

Trotz fortgeschrittener Entwicklungen bei der Herstellung und An-

wendung von Leimungsmitteln sind die Ursachen der Wirkungsbe-

einträchtigung der Leimung weitgehend unbekannt. In Prozesskont-

rollen oder Systemanalysen zur Ermittlung leimungsbehindernder

Prozesswasser-Inhaltsstoffe kommen in der Regel unterschiedliche

analytische Methoden zur Anwendung. Eine Einzelstoffanalytik ist

nur in einigen Fällen mit hochspezialisierten, aufwändigen Verfah-

ren möglich. Zur Beurteilung werden in der Regel daher sogenannte

– allerdings weitgehend unspezifische – Summenparameter heran-

gezogen, die zwar relativ leicht messtechnisch erfassbar sind, deren

Aussagekraft bezüglich der Ursachen von Problemen jedoch einge-

schränkt ist.

Das Forschungsprojekt AiF 14698 beschäftigt sich mit der Differen-

zierung dieser sehr groben Summenparameter zur Ermittlung der

Einflüsse ihrer Einzelparameter auf die Masseleimungswirkung.

Damit kann eine Optimierung bezüglich dem für vorgegebene Pa-

pierqualitäten jeweils erforderlichen Hydrophobierungsgrad, den

Prozessbedingungen, dem notwendigen Hilfsmitteleinsatz und den

Maßnahmen zur Ablagerungsvermeidung erreicht werden.

Dazu sollen zunächst Prozesswässer aus Papierfabriken eingehend

hinsichtlich ihrer relevanten Einzel- und Summenparameter charak-

terisiert werden. Anschließend sollen systematische Untersuchungen

im Labormaßstab zur gezielten Beeinflussung der Masseleimung

durchgeführt werden. Die Laborversuche werden mit Modellwas-

sermischungen auf der PTS-Versuchspapiermaschine validiert. Ab-

schließend sind Versuche in einer Papierfabrik zur Übertragung auf

die Praxis der Papierherstellung vorgesehen. Aus den Ergebnissen

sollen gegebenenfalls Optimierungspotenziale abgeleitet, die nach

Einleitung der erforderlichen Maßnahmen auf ihre Wirksamkeit

überprüft werden können.

Die Forschungsergebnisse sollen zur Verbesserung der Wirtschaft-

lichkeit durch eine Einsparung von Leimungsmittel bzw. eine

Verbesserung der Leimungswirkung bei gleicher Einsatzquote bei-

tragen. Zugleich soll die Runnability durch Vermeidung produkti-

onsstörender Ablagerungen verbessert werden.

Ruediger Schweiss

� 0 049 3529 551 622

*[email protected]


Improving the formation and printability of SC papers

The objective of the research project AiF 13670 was to improve the

printability of SC papers by optimising formation whilst preserving

good retention and dewatering properties based on recent findings

regarding the mode of action and interactions of dual retention sys-

tems.

Trials and correlation analyses were conducted to identify process

variables which affect formation and printability during the pro-

duction of SC papers. These variables include filler content, reten-

tion system, fixing agents and shear energy input. As the amounts

of retention agents increase, so too does retention as expected, and

formation deteriorates. Dewatering correlates with total retention,

and there are indications that both parameters remain linked in indi-

vidual retention systems. The filler contents in the paper have a sig-

nificant effect on paper formation and printability. Hence, regulating

the filler dosage can contribute to constant formation. Visualisation

of the results in the polar chart below makes it possible to simulta-

neously evaluate the effects on the multi-dimensional field of target

process and quality parameters.

Trials using a short-chain poly-

mer in proportional amounts

achieved good formation and

printability in addition to good

dewatering and retention. A

classical dual retention system

comprising polyacrylamide and

weaker flocculating polyethylene

imine appears reasonable for the

contaminated pulp systems in SC

paper machines. Micro and na-

noparticle systems do not show

any decisive advantages under

the trial conditions.

Online measuring instruments

that describe the flocculation

and formation were evaluated as

to their validity and practical use. Potentials for optimising the dos-

ing regime of additives were also presented.

Optimisation based on an efficient selection and application of re-

tention systems improves the economy and process reliability of pa-

permaking. The growing body of knowledge concerning how these

and other variables affect sheet formation contributes to enhancing

product quality whilst making the process more transparent.

Christian Mannert

� 0 049 89 12146 192

*[email protected]

Ashretention

Formationindex

Dewatering

Roughness prior to supercalendering

Total retention

Evennessof print

0

2

Nanoparticle system 2

An example of the evaluation of a tested retention system in the form of a polar graph

Verbesserung der Formation und der Bedruckbarkeit von

SC-Papieren

Ziel des Forschungsvorhabens AiF 13670 war die Verbesserung der

Bedruckbarkeit von SC-Papieren durch die Optimierung der Forma-

tion bei gleichzeitig guter Retention und Entwässerung auf der Basis

erweiterter Kenntnisse über die Wirkungsweisen und Wechselwir-

kungen dualer Retentionssysteme.

Durch Versuche und Korrelationsanalysen wurden Prozessgrößen

identifiziert, die bei der Erzeugung von SC-Papieren auf Formation

und Bedruckbarkeit Einfluss nehmen, u. a. Füllstoffgehalt, Reten-

tionssystem, Fixiermittel und Scherenergie-Eintrag. Mit steigenden

Retentionsmittelmengen steigt erwartungsgemäß die Retention, die

Formation verschlechtert sich. Die Entwässerung korrelierte mit der

Gesamtretention, ohne Hinweise auf eine Entkopplung dieser beiden

Parameter bei einzelnen Retentionssystemen. Die Füllstoffgehalte im

Papier beeinflussen Formation und Bedruckbarkeit der Papiere in er-

heblichem Maße. Eine Regelung der Füllstoffdosierung kann daher

zur Formationskonstanz beitragen. Die Visualisierung der Ergeb-

nisse im Netzdiagramm ermöglicht eine simultane Bewertung der

Einflüsse auf das mehrdimensio-

nale Feld der Prozess und Qua-

litäts-Zielgrößen.

In den Versuchen konnte bei antei-

ligem Einsatz eines kurzkettigen

Polymers eine gute Formation

und Bedruckbarkeit bei gleich-

zeitig guter Entwässerung und

Retention erreicht werden. Für

die störstoffhaltigen Stoffsysteme

an SC-Papiermaschinen erscheint

damit ein klassisches duales Re-

tentionssystem auf der Basis von

Polyacrylamid zusammen mit

einem schwächer flockenden Po-

lyethylenimin sinnvoll (Mikro-

und Nanopartikelsysteme wiesen

unter den Versuchsbedingungen

keine entscheidenden Vorteile auf).

Online-Messgeräte zur Beschreibung der Flockung und Formation

wurden in ihrer Aussagekraft und ihrem praktischen Nutzen bewer-

tet. Potenziale zur Optimierung des Dosierregimes von Additiven

wurden aufgezeigt.

Die Optimierung auf der Basis einer effizienten Auswahl und An-

wendung von Retentionssystemen verbessert die Wirtschaftlichkeit

und Prozesssicherheit der Papierherstellung. Der Kenntniszuwachs

bezüglich der Einflussnahme dieser und weiterer Variablen auf die

Blattformation trägt dazu bei, die Produktqualität zu steigern und

den Prozess transparenter zu gestalten.

Christian Mannert

� 0 049 89 12146 192

*[email protected]


NIR radiators for gentle and selective drying of paper and textile

coatings

The use of NIR radiators to dry textile and paper coatings was studied

within the framework of the AiF-funded research project AiF 13722

conducted in collaboration with DTNW (German Textile Research

Institute North-West) in Krefeld, Germany. Similiar requirements for

coating paper and textiles allowed for a joint use of laboratory facili-

ties and enhanced the efficiency of the research work.

The following new findings resulted from the study on drying paper

coatings:

Common components in paper coating colours absorb only little

short-wave radiation. The absorption by water in this range of wave-

length, nonetheless, allowe for effective drying of coating colours

with NIR radiators as demonstrated by laboratory tests with differ-

ent coating base paper and model coating colours. The use of highly

absorbing substances in the coating colours (e.g. soot or special-pur-

pose pigments) allowed a significant increase in speed, although they

can greatly impair the brightness which is a decisive quality crite-

rion. The supplied energy was then absorbed by these substances

and transferred to the water. The high surface temperatures that

were measured at low speeds in the laboratory did not occur during

the pilot trials.

While the pilot trials were in progress, it was possible to replace

two to three rows of gas IR dryers (a total of approx. 100 KW) by a

recently installed NIR radiator unit (approx. 76 kW installed output)

which after coating achieved the same moisture values during wind-

ing. Smaller space requirements and greater efficiency are advan-

tages in the coating drying process. Quality impairments (smooth-

ness, brightness) were measured in isolated cases and will have to be

investigated more closely on a case-to-case basis.

Small amounts of a highly absorbent pigment in the model coating

colours made it possible to save more than 30 % of the radiant power

and still achieve the same final moisture, without appreciably alter-

ing paper quality.

This new drying technology and highly absorbent special-purpose

pigment open up new possibilities in the paper industry for improv-

ing the economy of the manufacturing process. High drying efficiency

can still be achieved despite limited space requirements. The supplier

industry can use the research results as a point of departure for the

development of new products that make savings in the coating drying

process possible owing to the good absorption of radiation energy.

Reinhard Sangl, PhD

� 0 049 89 12146 496

*[email protected]

3,5%

4,0%

4,5%

5,0%

5,5%

6,0%

6,5%

15 20 25 30 35 40 45 50

Web speed [m/min]

Resi

dual

wat

er c

onte

nt

Increasing amount of special pigment

The use of a special-purpose pigment in the coating colour can significantly increase web speed to achieve a predefined residual moisture when NIR radiators are used for drying

NIR-Strahler zur schonenden Trockung von Textil- und

Papierstrichen

In Zusammenarbeit mit dem DTNW in Krefeld (Deutsches Textilfor-

schungsinstitut) wurde im Rahmen des durch die AiF geförderten

Forschungsprojektes AiF 13722 der Einsatz von NIR-Strahlern zur

Trocknung von Textilbeschichtungen und Papierstrichen unter-

sucht. Ähnliche Anforderungen an den Beschichtungsprozess bei

Papier und bei Textilien erlaubten eine gemeinsame Nutzung von

Laboranlagen und erhöhten die Effizienz der Arbeiten.

Für die Trocknung von Papierstrichen ergaben sich dabei folgende

neuen Erkenntnisse:

Übliche Komponenten in Papierstreichfarben absorbieren die kurz-

wellige Strahlung nur wenig. Die Absorption von Wasser in diesem

Längenwellenbereich ermöglicht trotzdem eine effektive Strich-

trocknung mit NIR-Strahlern, wie Laboruntersuchungen mit unter-

schiedlichen Streichrohpapieren und Modellstreichfarben belegten.

Der Einsatz von stark absorbierenden Stoffen in Streichfarben (z.B.

Ruß oder Spezialpigmente) erlaubt eine wesentliche Geschwindig-

keitserhöhung, kann aber den Weißgrad als ein entscheidendes Qua-

litätskriterium stark beeinträchtigen. Die eingetragene Energie wird

dann von diesen Stoffen aufgenommen und an das Wasser weiter-

gegeben. Hohe Oberflächentemperaturen, die bei der geringen Ge-

schwindigkeit im Labor gemessen wurden, traten bei Pilotversuchen

nicht mehr auf.

Bei den Pilotversuchen konnten mit einer neu installierten NIR-

Strahlungseinheit (ca. 76 kW installierte Leistung) etwa zwei bis

drei Gas-IR-Strahlungsreihen (gesamt ca. 100 kW) ersetzt werden,

um nach einem Strich die gleiche Feuchte an der Aufwicklung zu

erreichen. Geringerer Bauraum und höhere Effektivität sind also

Vorteile bei der Strichtrocknung. Vereinzelt gemessene Qualitätsbe-

einträchtigungen (Glätte, Weiße) müssen fallweise näher untersucht

werden.

Geringe Mengen eines stark absorbierenden Pigmentes in den Mo-

dellstreichfarben erlaubten Einsparungen der Strahlungsleistung von

über 30 % bei gleicher Endfeuchte, ohne die Papierqualität merklich

zu verändern.

Mit der neuen Trocknungstechnologie und dem hoch absorbierenden

Spezialpigment, stehen der Papierindustrie neue Möglichkeiten der

Verbesserung der Wirtschaftlichkeit des Herstellungsprozesses zur

Verfügung. Hohe Trocknungsleistungen können auf geringem Raum

installiert werden. Die Zulieferindustrie kann die Ergebnisse als An-

satzpunkt zur Entwicklung neuer Produkte verwenden, die durch

eine gute Absorption von Strahlungsenergie Einsparungen im Be-

reich der Strichtrocknung ermöglichen.

Dr.-Ing. Reinhard Sangl

� 0 049 89 12146 496

*[email protected]


Reducing the costs of RFID labels

The aim of this research project

sponsored by the Bavarian

Ministry of Economic Affairs,

Infrastructure, Transport and

Technology, was to considerably

reduce the costs of producing

RFID labels. This objective was

achieved by printing anten-

nas on paper using conductive

pastes.

The thrust of the project was

therefore to examine various papers for their suitability as a sub-

strate for printed RFID antennas in transponder applications. RFID

antennas were screen-printed on the papers. Their functionality and

quality were then tested. Correlation analysis was used to establish

a relationship between the impact conditions (paper properties) and

the quality of the RFID antennas. If the possibility presented itself,

the aim was also to optimise the papers, e.g. in the form of surface

coatings, to achieve more positive properties.

Before that, however, it was necessary to develop an optimum com-

bination of antenna design and variables in the printing process (e.g.

screens, printing pastes and the thickness of the printed layers) to

create good and constant framework conditions under which the

printing of RFID antennas could take place.

This report describes the research results of a project aimed at de-

veloping a requirements profile for paper substrates for printed RFID

applications. Eight different papers were selected and examined with

regard to their relevant properties. After optimising the test printing

plate, the printing process (in this case a semiautomatic screen print-

ing process) was optimised in such a way that the right combination

of process, paste and paper produced printed antennas that exhibited

a quality comparable to etched antennas.

Two of the polymer thick-film pastes used to print the RFID anten-

nas produced similarly good results with a reception range of 48

and 43 cm. It was possible to achieve a range of only 39 cm using

the paste from another manufacturer, although with much thinner

layer thicknesses and greater conductor path resistance values. The

reference antennas that were printed on films had a reception range

of 42 cm.

Correlation analysis was used to determine that the electrical sur-

face and volume resistivity of a paper and paper roughness have a

significant impact on the quality of the conductor path resistance and

reception range of the printed RFID antennas. A direct correlation

exists between the conductor path resistance, the electrical surface

and volume resistivity. An indirect correlation exists between resist-

ance and paper roughness. These results refute the original assump-

tion that high smoothness and a low electrical surface resistivity

of the paper supposedly have a positive effect on the quality of the

printed RFID antennas.

Josef Eckl, PhD

� 0 049 89 12146 274

*[email protected]

Reduzierung der Kosten von RFID-Etiketten

Das Ziel des vom Bayerischen

Staatsministerium für Wirtschaft,

Infrastruktur, Verkehr und Tech-

nologie geförderten Vorhabens be-

steht darin, die Produktionskos-

ten für RFID-Etiketten erheblich

zu reduzieren. Dies wird über die

Lösung versucht, Antennen mit

leitfähigen Pasten auf Papier zu

drucken.

Die Projektarbeit beinhaltet des-

halb hauptsächlich die Untersuchung verschiedener Papiere auf

die Eignung als Trägersubstrat für gedruckte RFID-Antennen in

Transponderanwendungen. Dazu werden RFID-Antennen mittels

Siebdruck-Verfahren auf die Papiere aufgedruckt und anschließend

bezüglich ihrer Funktionsfähigkeit und Qualität getestet. Mittels

Korrelationsanalyse ist ein Zusammenhang zwischen den Einflussbe-

dingungen (Papiereigenschaften) und der Qualität der RFID-Anten-

nen zu prüfen. Nach Möglichkeit ist eine Optimierung der Papiere,

z. B. in Form von Oberflächenbeschichtungen, bezüglich positiver

Eigenschaften vorzunehmen. Im Vorfeld ist dazu die Entwicklung

einer optimalen Kombination von Antennen-Design und Variablen

(z. B. Siebe, Druckpasten und gedruckte Schichtdicken) im Druck-

prozess notwendig, um gute und konstante Rahmenbedingungen

für das Drucken von RFID-Antennen zu schaffen.

Im vorliegenden Bericht werden die Forschungsergebnisse eines Vor-

habens dargestellt, dessen Ziel es war, ein Anforderungsprofil für

Papiersubstrate für gedruckte RFID-Anwendungen zu erarbeiten.

Hierzu wurden acht unterschiedliche Papiere ausgewählt und auf

relevante Eigenschaften hin überprüft. Nach Optimierung der Test-

druckform wurde das Druckverfahren, hier ein halbautomatisches

Siebdruckverfahren, optimiert, so dass die gedruckten Antennen bei

richtiger Kombination von Verfahren, Paste und Papier eine Qualität

aufwiesen, die mit geätzten Antennen erreicht wird.

Beim Druck der RFID Antennen auf Papiersubstrate lieferten zwei

der verwendeten Polymer-Dickfilm-Pasten ähnlich gute Ergebnisse

mit einer Reichweite von 48 bzw. 43 cm. Mit der Paste eines wei-

teren Herstellers konnten nur Reichweiten bis 39 cm erreicht werden,

dafür jedoch bereits bei viel geringeren Schichtdicken und höheren

Leiterbahnwiderständen. Die als Referenz auf Folie gedruckten An-

tennen erzielten eine Reichweite von 42 cm.

Mittels einer Korrelationsanalyse wurde ermittelt, dass sowohl der

elektrische Oberflächen- und Durchgangswiderstand eines Papiers

als auch die Papierrauigkeit einen großen Einfluss auf die Qualität

von Leiterbahnwiderstand und Reichweite der gedruckten RFID-

Antennen ausüben. Zwischen dem Leiterbahnwiderstand und dem

elektrischen Oberflächen- und Durchgangswiderstand besteht eine

direkte Korrelation. Zwischen dem Widerstand und der Papierrauig-

keit ist eine indirekte Korrelation vorhanden. Diese Ergebnisse wi-

derlegen die ursprüngliche Annahme, dass eine hohe Glätte und ein

niedriger elektrischer Oberflächenwiderstand des Papiers die Quali-

tät der gedruckten RFID-Antennen positiv beeinflussen soll.

Dr. Josef Eckl

� 0 049 89 12146 274

*[email protected]


The use of optimised additives to enhance the barrier properties

of folding boxboard

The objective of research project AiF 13842 was to improve the bar-

rier properties of folding boxboard against water, vapour, oil and

grease by coating the reverse side of the board with water disper-

sion-based coating compounds. The coatings were to be applied by

coating systems commonly used in paper technology. In addition,

the convertibility of the packaging material and usability in the re-

cycling of recovered paper was to be guaranteed as well.

First of all, laboratory studies were conducted to determine the bar-

rier properties of commercially available basic dispersions and their

formulations with common pigments (kaolin, talc and calcium car-

bonate) and additives (hydrophobing agents, crosslinking agents and

dispersants) by applying them to the reverse side of the folding box-

board. The best results were obtained with formulations based on

linear polyurethanes and acrylate copolymers. Better results tended

to be achieved with platy pigments (kaolin, talc) than with calcium

carbonate. Further improvements in water absorbency were brought

about by the addition of hydrophobing agents. All formulations

achieved a very high level of grease and oil resistance. Economically

favourable ranges for barrier coatings became evident between 4 and

10 g/m².

Coating trials were conducted on a high-speed pilot coater based

on the findings obtained from the laboratory studies. Water vapour

transmission with a minimum of 41 g/(m² d) was achieved at coat

weights of only (5 ± 1) g/m² (see Fig. 1). The samples produced ex-

hibited properties that permitted them to be produced with conven-

tional methods and agents. As experience showed, the recyclability

of the trial boards was determined in particular by the composition

of the basic dispersion. When conclusions were drawn for final eval-

uation, it was found that the most effective coatings had only a low

disruptive potential.

Comparisons with other coating compositions and methods indi-

cate that the formulations that were developed achieved competi-

tive costs. The economical competitiveness of the formulations is

attained in particular by modifying the formulations with suitable

pigments and additives. In addition, the use of already existing coat-

ing units also contributes to the economy of the process.

Markus Kleebauer, PhD

� 0 049 89 12146 387

*[email protected]

786

4147655961

0

100

200

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none SA SA/P1 SA/P2 PU PU/P1Coating compound

Wat

er v

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nsm

issi

on [g

/(m²d

)]

Water vapour transmission of folding boxboard with coatings of different composition on the reverse side (coat weight approx. 5 ± 1 g/m² in each case, SA = styrene acrylate dispersion, PU = polyurethane dispersion, P1 = kaolin, P2 = talc)

Erhöhung der Barriereeigenschaften von Faltschachtelkarton

durch Einsatz von optimierten Additiven

Zielsetzung des Forschungsprojektes AiF 13842 war die Verbesse-

rung der Barrierewirkung von Faltschachtelkartons gegenüber Was-

ser, Wasserdampf, Öl und Fett durch Beschichten der Kartonrücksei-

te mit Beschichtungsmassen auf der Basis wässeriger Dispersionen.

Die Beschichtungen sollten mit in der Papiertechnik gängigen

Streich- und Beschichtungsaggregaten aufgetragen werden können.

Darüber hinaus sollten die Verarbeitbarkeit des Packstoffs und die

Verwertbarkeit im Altpapierrecycling sichergestellt werden.

Zunächst wurden dazu anhand von Laboruntersuchungen kommer-

ziell verfügbare Grunddispersionen und deren Formulierungen mit

gängigen Pigmenten (Kaolin, Talkum und Calciumcarbonat) und

Additiven (Hydrophobierungsmittel, Vernetzer und Dispergiermit-

tel) hinsichtlich ihrer Barrierewirkung auf der Rückseite von Falt-

schachtelkartons geprüft. Mit Formulierungen auf der Basis von

linearen Polyurethanen und Acrylat-Copolymeren konnten die bes-

ten Resultate erzielt werden. Tendenziell konnten mit plättchenför-

migen Pigmenten (Kaolin, Talkum) häufig bessere Resultate erzielt

werden als mit Calciumcarbonat. Beim Wasseraufnahmevermögen

ergaben sich durch den Zusatz von Hydrophobierungsmittel weitere

Verbesserungen. Die Fett- und Ölresistenz erreichte bei allen For-

mulierungen ein sehr hohes Niveau. Ökonomisch günstige Bereiche

für Barrierebeschichtungen wurden dabei zwischen 4 und 10 g/m²

erkennbar.

Mit den aus der Laborphase gewonnenen Erkenntnissen wurden

Beschichtungsversuche an einer schnelllaufenden Versuchsstreich-

maschine durchgeführt. Dabei konnten bei Auftragsgewichten von

lediglich (5 ± 1) g/m² Wasserdampfdurchlässigkeiten von minimal

41 g/(m² d) erreicht werden (siehe Abb. 1). Die hergestellten Mus-

ter zeigten Eigenschaften, die eine Verarbeitung mit üblichen Me-

thoden und Mitteln erlauben. Die Rezyklierbarkeit der erzeugten

Versuchskartons wurde erfahrungsgemäß vor allem durch die Zu-

sammensetzung der Grunddispersionen bestimmt. Zieht man für

eine abschließende Bewertung Bilanz, so wiesen die wirksamsten

Beschichtungen ein Störpotenzial eher im unteren Bereich auf.

Vergleiche mit anderen Beschichtungsmassen und -verfahren zei-

gen, dass die entwickelten Formulierungen auf einem konkurrenzfä-

higen Kostenniveau liegen. Die wirtschaftliche Konkurrenzfähigkeit

der Formulierungen wird vor allem durch die Modifikation der Re-

zepturen mit geeigneten Pigmenten und Additiven erreicht. Darüber

hinaus trägt die Verwendung von bereits vorhandenen Streichaggre-

gaten zur Wirtschaftlichkeit bei.

Dr. Markus Kleebauer

� 0 049 89 12146 387

*[email protected]


Optimising the cut-edge quality of shear cutting equipment in

paper converting

High demands are made on the precision of cutting processes. The

sheets must comply with the nominal dimensions to within narrow

tolerances. They must be rectangular, smooth and have cut edges

that are free of loose particles (dust). The principal factors that influ-

ence cut edge quality were systematically studied within the frame-

work of research project AiF 13951.

In addition to testing for dimensional accuracy, two conventional

methods are currently in use for evaluating cut-edge quality: an

evaluation of the cut-edge profile using a variable known as the

„Xerox number“ (Xerox method) and measurement of the amount of

cutting edge dust (adhesive tape, suction method). The evaluation of

test results focused on assessing cut-edge quality. A method for ob-

jectively assessing the cut-edge quality by a line scan camera (CCD

line sensor) was used for this purpose. A topographical curve of the

cut edge was recorded at a resolution of 0.6 µm along a cut edge

50 mm long. The data were exported to calculate the Q-number. A

value of Q = 1 characterises optimum results. Poorer cut-edge qual-

ity is reflected by larger Q-number values.

The test programme took the following factors into account:

• The compression properties of papers (pressure and edge load),

• The set geometrical parameters of the top and bottom knives and

the propagation of the forces during the cutting operation,

• Wear of the knives as a function of distance covered and geom-

etry.

Pilot trials at speeds up to 3000 m/min demonstrated that, depend-

ing on the design, characteristic oscillations occur that have a greater

negative impact on cut-edge qual-

ity than the knife geometry that is

used. A three-dimensional model

was developed of what happens

during the operation of a rotary

knife. In so doing, a more phe-

nomenological approach was cho-

sen, the individual elements of a

cutting machine such as the paper

web, knives, etc. being regarded

as a black box.

The Law of the conservation of

energy is important in connec-

tion with elastic deformation. As

soon as the limit of elasticity has

been exceeded, (irreversible) plastic deformation occurs with a cer-

tain amount of energy being dissipated. The critical thickness of the

material that allows this to happen was calculated in a simulation

model. This simulation also took the coefficients of friction into ac-

count.

The pressure distribution was calculated as a function of the geo-

metrical relationships of the knives with respect to one another. The

figure indicates the cutting direction in the form of an arrow as well

as the corresponding pressure curve. A sharp increase in pressure is

advantageous for good cut-edge quality.

Ralf Gericke

� 0 049 89 12146 406

*[email protected]

R1R3

R5

0

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4

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Pres

sure

N²/

mm

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12 - 14

15

73

9

R7R9

Pressure curve during compression of the material to be cut

Optimierung von Scherschneideeinrichtungen in der Papier-

ausrüstung hinsichtlich der Schnittqualität

An die Präzision der Schneidprozesse werden hohe Anforderungen

gestellt. Die Bogen müssen innerhalb geringer Toleranzen den

Sollabmessungen entsprechen, rechtwinklig sein und glatte so-

wie von losen Partikeln (Staub) freie Schnittkanten aufweisen. Im

Forschungsprojekt AiF 13951 wurden die Haupteinflüsse auf die

Schnittkantenqualität systematisch untersucht.

Für die Beurteilung der Schnittqualität werden neben der Prüfung

der Maßhaltigkeit derzeit üblicherweise zwei Methoden eingesetzt:

die Bewertung des Schnittkantenprofils anhand der „Xerox-Zahlen“

(Xerox-Methode) und die Messung des Schnittkantenstaubes (Kle-

beband, Absaugmethode). Die Bewertung der Schnittkantengüte

stand im Mittelpunkt der Versuchsauswertung. Hierfür wurde eine

Methode zur objektiven Bewertung der Schnittkantengüte mit-

tels einer Zeilenkamera (CCD-Zeilensensor) eingesetzt. Über eine

Schnittkantenlänge von 50 mm und einer Auflösung von 0,6 µm

wird eine topographische Kurve der Schnittkante aufgezeichnet. Die

Daten werden zur weiteren Auswertung der Q-Zahl exportiert. Ein

Wert von Q = 1 kennzeichnet das optimale Ergebnis. Eine geringere

Schnittkantenqualität schlägt sich in größeren Werten für Q nieder.

Im Versuchsprogramm wurde berücksichtigt:

• Kompressionseigenschaften von Papieren (Druckspannung und

Kantenbelastung),

• die geometrischen Einstellungsparameter von Ober- zu Unter-

messer und Kraftverläufen während des Schnittvorganges

• Verschleißerscheinungen der Messer in Abhängigkeit von Lauflei-

tung und Geometrie.

Pilotversuche mit Geschwindigkeiten

bis zu 3000 m/min zeigten je nach

Bauart charakteristische Schwin-

gungen, die die Schnittkantenqualität

stärker negativ beeinflussen als die

ver wendete Messergeometrie. Auf

der Basis der experimentellen Daten

wurde ein 3D-Modell der Vorgänge

am Kreismesser entwickelt. Dabei

wurden die einzelnen Elemente ei-

ner Schneidanlage wie Papierbahn,

Messer usw. als jeweils eine Blackbox

angesehen.

Für die elastischen Verformungen ist

das Gesetz der Energieerhaltung von

Bedeutung. Sobald die Elastizitätsgrenze überschritten ist, findet

eine plastische (irreversible) Verformung statt, wobei ein gewisser

Energieanteil dissipiert. Die dafür kritische Materialstärke wird im

Simulationsmodell berechnet. Hierbei sind für die Simulation auch

die Reibbeiwerte mit berücksichtigt. In Abhängigkeit von den je-

weiligen geometrischen Verhältnissen der Messer zueinander wird

die Druckspannungsverteilung berechnet. In der Abbildung ist die

Schneidrichtung durch den Pfeil sowie der entsprechende Druck-

spannungsverlauf gekennzeichnet. Ein steiler Anstieg der Druck-

spannung bietet Vorteile für eine gute Schnittkantenqualität.

Ralf Gericke

� 0 049 89 12146 406

*[email protected]


Methods for production-oriented quality assessment in colour

printing

Despite the continued development of electronic media in all eco-

nomic sectors and in all aspects of daily life, print products still

continue to play an important role. They tie up considerable funds

in the form of product advertising. In this context, customers are

demanding an objective and permanent guarantee of print quality

including, among other things, the detection of deviations in colour

between the proof and the print. There has been no objective instru-

ment available up to now for assessing a colour print and for proving

that the final product actually has the required colour quality.

The reproducible, calibrated and thus objective assessment of colour

deviations was the objective of the co-operative research project SAB

9637/1461. One aspect of the project related to image acquisition

by a scanner. The calculation of the spatial coordinate-dependent

colour deviation between the proof and print was based on the devel-

opment of matching algorithms and supporting software. The soft-

ware product provided the chromaticity co-ordinates (L*a*b*) and

the CYM values for every image coordinate both in the proof and in

the print (see image).

Furthermore, the colour deviation between the images was deter-

mined, also based on the image coordinates. In addition to output-

ting the numerical values for colour difference (∆E), they are also

displayed in the form of a greyscale field, with only colour distances

between 0 (black) and 10 (white) being taken into consideration. The

instrument system and implemented software were tested on a labo-

ratory scale using a number of different proofs and full-scale prints,

the differences between both images being expressed very clearly.

The next project phase involves comprehensive trials conducted un-

der practical conditions in a number of print shops.

The results are the decisive prerequisite for designing and develop-

ing appropriate commercial instruments in a post-project exploita-

tion phase. The developed instruments can then be used by the pa-

per and printing industry as well as by service providers in the digital

printing sector for optimising their process and product quality.

Rainer Klein, PhD

� 0 049 3529 551 686

*[email protected]

The results of the proof and print comparison in graphic form

Methoden zur fertigungsnahen Qualitätsbewertung von

farbigen Motivdrucken

Druckerzeugnisse spielen ungeachtet der anhaltenden Entwicklung

elektronischer Medien in allen Bereichen der Wirtschaft und des

täglichen Lebens eine herausragende Rolle. Durch Produktwerbung

binden sie beträchtliche finanzielle Mittel. In diesem Zusammen-

hang fordern die Kunden eine objektive und permanente Sicherung

der Druckqualität, wozu unter anderem die Erfassung von farblichen

Abweichungen zwischen Druckvorlage (Proof) und Druck gehören.

Ein objektives Instrument zur Bewertung des Farbdrucks und zum

Nachweis der geforderten Farbqualität im Endprodukt steht bislang

nicht zur Verfügung.

Die reproduzierbare, kalibrierte und somit objektive Beurteilung von

Farbabweichungen waren Zielstellung des kooperativen Forschungs-

projektes SAB 9637/1461. Ein Aspekt war dabei die Bildgewinnung

mittels Scanner. Grundlage für die Berechnung der ortskoordina-

tenbezogenen Farbabweichung zwischen Proof- und Druckbild war

die Erarbeitung von Matchingalgorithmen und deren softwaretech-

nische Umsetzung. Das Softwareprodukt stellt sowohl für den Proof

als auch für den Druck für jede Bildkoordinate den Farbort (L*a*b*)

und die CYM-Werte bereit (Abbildung)

Des Weiteren wird ebenfalls ortbezogen die Farbabweichung zwi-

schen den Bildern ermittelt. Neben der Ausgabe der numerischen

Werte für den Farbabstand (∆E) wird dieser auch visualisiert in

Form eines Graustufenbildes, wobei nur Farbabstände zwischen 0

(schwarz) und 10 (weiß) betrachtet werden. Das Gerätesystem sowie

die implementierte Software wurden an verschiedenen Proofs und

Praxisdrucken im Labormaßstab getestet und bringen die Unter-

schiede zwischen beiden Bildern klar zum Ausdruck. In der nächs-

ten Phase sind umfangreiche Praxistests in mehreren Druckereien

vorgesehen.

Die Ergebnisse sind die entscheidende Voraussetzung für die in ei-

ner nachfolgenden Verwertungsphase durchzuführende gerätetech-

nische Entwicklung. Dieses Messsystem kann sowohl von der Pa-

pier- und Druckindustrie als auch von den Dienstleistern im Bereich

des digitalen Druckes zur Optimierung ihrer Prozesse und Produkt-

qualität genutzt werden.

Dr.-Ing. Rainer Klein

� 0 049 3529 551 686

*[email protected]


Evaluation of retention by NIR spectroscopic quantification of

components

The objective of research project AiF 14410 was to develop a meas-

uring technique that makes the process-linked evaluation of the

specific retention of individual paper components and additives. NIR

spectroscopy was employed as the measuring procedure.

One of the most important stages in papermaking is the dewater-

ing of the pulp suspension in the wire section. Looked at from the

point of view of economical production, the retention of the indi-

vidual paper components should not only be as high as possible, but

also be maintained at a constant level despite any fluctuations in the

composition of the raw materials. The prerequisite for achieving this

objective is the process-linked detection of pulp flows right at the

headbox, on the wires or in their immediate vicinity.

Real-time evaluation of the specific retention of the individual pa-

per components, however, is not technically feasible at present. In

addition to total load and total retention, the specific analysis of a

number of different paper components is important, however, to be

able to describe accurately the pulp suspensions and the headboxes

of paper machines.

NIR-spectroscopic processes make it possible to determine the vol-

umes of specific components in papers or pulps with accuracies in

some cases far greater than 1 % (based on the solids content). The

speed of measurement and the more or less uncomplicated sample

preparation render this measuring procedure a suitable tool for de-

termining process-linked paper components as well. If the relevant

components can be successfully and quickly quantified at the head-

box and in the white water, this would make it possible to deter-

mine and influence the retention of the pulps in a direct and specific

manner. A sample preparation technique was developed during the

course of the research project up to now. It is capable of obtaining a

dry, measurable sample from suspensions with consistencies between

0.1 % and 2 % in about five minutes by means of microfiltration. The

NIR measurement itself takes less than a minute. Calibration models

were also developed for determining the specific contents of kaolin,

chalk, mechanical pulp (lignin), etc. in the suspensions.

Enrico Pigorsch, PhD

� 0 049 3529 551 686

*[email protected]

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1

-10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

R² = 99.3SEP = 0.4

Dete

rmin

ed k

aolin

con

tent

[%]

True kaolin content [%]

Calibration model for determining the kaolin content in paper. The prediction error (SEP) amounts to 0.4 %.

A section of the NIR spectrum of a paper sample showing specific bands for kaolin and cellulose

Cellulose

Kaolin

7600 7400 7200 7000 6800 6600 6400 6200 6000 5800 5600 5400

Wave number cm-1

0.12

00

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00

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0.20

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0.22

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0.24

00

Abs

orpt

ion

Retentionsbewertung durch NIR-spektroskopische

Quantifizierung von Inhaltsstoffen

Ziel des Forschungsprojektes AiF 14410 ist es, eine Messmethode zu

entwickeln, die die prozessnahe Bewertung der spezifischen Retenti-

on von einzelnen Papierinhaltsstoffen und Additiven ermöglicht. Als

Messverfahren wird die NIR-Spektroskopie eingesetzt.

Einer der wichtigsten Prozessabschnitte bei der Papierherstellung ist

die Entwässerung der Faserstoffsuspension in der Siebpartie. Unter

dem Gesichtspunkt einer wirtschaftlichen Produktion sollte dabei

die Retention der einzelnen Papierbestandteile nicht nur so hoch wie

möglich sein, sondern diese auch bei Schwankungen in der Rohstoff-

zusammensetzung auf einem konstanten Niveau gehalten werden.

Voraussetzung zur Erreichung dieses Zieles ist eine prozessnahe Er-

fassung der Stoffströme direkt am Stoffauflauf, am Sieb oder in deren

unmittelbarer Nähe.

Eine zeitnahe Bewertung der spezifischen Retention von einzelnen

Papierinhaltsstoffen ist derzeit aber noch nicht technisch realisiert.

Neben der Gesamtfracht bzw. -retention ist die spezifische Betrach-

tung der verschiedenen Papierinhaltstoffe aber wichtig, um Papier-

maschinen in ihren Stoffsuspensionen und am Stoffauflauf genau

beschreiben zu können.

Mittels NIR-spektroskopischer Verfahren ist es möglich, die Inhalts-

stoffe in Papieren oder Faserstoffen spezifisch und mit Genauigkeiten

von z. T. weit unter 1 % (bezogen auf den Feststoffgehalt) quantitativ

zu bestimmen. Die Schnelligkeit der Messung und die weitgehend

einfache Probenvorbereitung machen diese Messtechnik zu einem

geeigneten Werkzeug, auch prozessnah Papierbestandteile zu be-

stimmen. Gelingt es, die relevanten Bestandteile in kürzester Zeit

an Stoffauflauf und im Siebwasser zu quantifizieren, so kann damit

direkt und spezifisch die Retention dieser Stoffe bestimmt und be-

einflusst werden. Im bisherigen Verlauf des Forschungsvorhabens

wurde eine Probenaufbereitungstechnik entwickelt, mit der aus

Suspensionen mit Konsistenzen zwischen 0,1 % und 2 % mittels Mi-

krofiltration in ca. 5 Minuten eine trockene, messbare Probe erhal-

ten werden kann. Die NIR-Messung selbst dauert weniger als eine

Minute. Des weiteren wurden Kalibriermodelle für die Bestimmung

der spezifischen Gehalte in den Suspensionen an Kaolin, Kreide,

Holzstoff (Lignin) u. a., entwickelt.

Dr. rer. nat. Enrico Pigorsch

� 0 049 3529 551 686

*[email protected]


Relationships between important process parameters in the wet

end and key online formation indices

Apart from the aesthetic aspects, formation affects key paper proper-

ties that are important for converting (e.g. runnability, printability).

These properties include strength, porosity, compressibility, surface

properties and transparency or opacity.

Due to the growing requirements being placed on the quality of

formation and the recently improved possibilities of being able to

measure this parameter online, it is becoming more and more im-

portant to determine how the quantifiable interdependencies of such

contributing factors affects the formation indices that are measured.

Once this relationship is better known, it will be possible to put these

findings to use on a daily basis in controlling the paper machine or to

integrate them into control algorithms for process control systems.

This would result in considerable cost savings, for instance, by re-

ducing broke, complaints and the time required for grade change.

Research project AiF 14137 BR was devoted to studying the con-

tributory factors in the wet end (headbox, wires and dewatering ele-

ments). The objective of the study was to obtain quantitative findings

about the interrelationships between machine parameters in the wet

end and formation or the formation index that describes it. These

findings laid the foundation for affecting formation more deliberately

than in the past and to integrate these parameters in PM control

mechanisms in future.

Three different paper machines were used to collect and evaluate

comprehensive formation measurement data and process parameters

for different machine operating conditions and paper grades. After

the data had been analysed statistically, the important contributory

factors and their quantitative relationships were readily detected.

Based on the findings regarding the interrelationships between in-

dividual parameters and formation, the latter can be improved and

optimised by selective machine adjustments. For instance, machine

settings that are problematic for formation can be avoided or a grade

change can be executed in a more stable manner. The application of

the findings in a PCS not only makes faster reactions possible should

fluctuations in formation occur, thus ensuring a constant quality

standard, it also makes it possible to predict good sheet formation.

Gert Keller, PhD

� 0 049 3529 551 623

*[email protected]

A comparison of the measured (blue) and predicted (green) formation index Fa

Zusammenhang zwischen wichtigen Prozessparametern in

der Nasspartie und Online-Formationskennzahlen

Durch die Formation werden wichtige Eigenschaften des Papiers

beeinflusst, die neben ästhetischen Gesichtspunkten auch für die

Weiterverarbeitung (z.B. Runnability, Bedruckung) von Bedeutung

sind. Dazu zählen Festigkeit, Porosität, Kompressibilität, Oberflä-

cheneigenschaften und Transparenz bzw. Opazität.

Wegen der wachsenden Anforderungen an die Güte der Formation

und die in letzter Zeit verbesserten Möglichkeiten, diese auch online

zu messen, wird die Fragestellung nach den quantifizierbaren Ab-

hängigkeiten solcher Einflussgrößen auf die gemessenen Formations-

kennzahlen wichtig. Wird dieser Zusammenhang besser geklärt,

bietet sich unmittelbar die Möglichkeit, diese Kenntnisse auch in der

täglichen Maschinensteuerung zu beachten oder in Steueralgorith-

men der Prozessleitsysteme zu integrieren. Dadurch könnten z.B.

durch Verringerung von Ausschuss und Reklamationen und kürzere

Sortenwechselzeiten erhebliche Kosten gespart werden.

Im Forschungsvorhaben AiF 14137 BR wurden speziell die Einfluss-

faktoren innerhalb der Nasspartie (Stoffauflauf, Sieb, Entwässerungs-

elemente) untersucht. Ziel der Untersuchungen war es, quantitative

Kenntnisse über Zusammenhänge zwischen Maschinenparametern

in der Nasspartie und Formation bzw. der sie beschreibenden Forma-

tionskennzahlen zu erhalten. Mit den Ergebnissen wurde eine Basis

geschaffen, gezielter als bisher auf die Formation Einfluss zu nehmen

und diese Kenngröße zukünftig mit in die Regelmechanismen von

PM zu integrieren.

An drei unterschiedlichen Papiermaschinen wurden umfangreiche

Messdaten der Formation und der Prozessparameter bei unter-

schiedlichen Maschinenzuständen und Sorten erfasst und ausge-

wertet. Nach statistischen Analysen konnten die wesentlichen Ein-

flussgrößen und deren quantitative Zusammenhängen gut ermittelt

werden.

Durch die erhaltenen Erkenntnisse über die Zusammenhänge zwi-

schen einzelnen Parametern und der Formation kann diese durch

gezielte Maschineneinstellung verbessert und optimiert werden.

So können Maschineneinstellungen, die für die Formation proble-

matisch sind, vermieden bzw. Sortenwechsel stabiler durchgeführt

werden. Die Anwendung der Erkenntnisse in einem PLS ermöglicht

nicht nur schnellere Reaktionen bei Formationsschwankungen und

somit eine Qualitätsstabilisierung, sondern teilweise auch die Vor-

aussage der Formationsqualität.

Dr. Gert Keller

� 0 049 3529 551 623

*[email protected]


The use of new control concepts to smooth out pulp quality and

reduce energy requirements in recovered paper pulping plants

for packaging papers

The optimum use of all possible automation technologies is an im-

portant prerequisite for bringing about the necessary increase in

process stability in stock preparation. There is currently no generally

applicable approach available for identifying existing improvement

potentials and for developing optimisation process control concepts.

This research project has developed a methodical approach to the

systematic and integrative incorporation and evaluation of differ-

ent control concepts in stock preparation plants based on systematic

mill studies and their evaluation from the point of view of control

technology. Existing control concepts were compared and evaluated

based on suitable indices and mathematical models. The develop-

ment of optimum control and automation concepts was worked out

using model-supported control strategies.

Time series analysis is an important tool for evaluating individual

control circuits. A time series can be described by its graphic rep-

resentation in a first step. The graphic representation makes initial

irregularities and conspicuous features obvious that then need to be

looked at in depth. A second step in time series analysis would then

be to describe the time series data based on characteristic parameters

that allow statements to be made about the average time behaviour,

about relationships between neighbouring observations and about

periodicities.

In addition to evaluating the individual control circuits, a structural

evaluation is also made of the control concept of the entire stock

preparation plant. Depending on the mode of function of the various

units, the relevant process parameters (stock consistency, volumetric

flow rate, pressure and level) are evaluated and entered into a list. It

is then specific to each and every unit which of the parameters must

be measured and controlled.

Together with the characteristic parameters of the time series analy-

sis, this gives a extensive foundation on which to evaluate the con-

trol concept of both individual units and the entire facility.

Cornelia Lumpe

� 0 049 89 12146 154

*[email protected]

Stock preparation control time series; Top: Actual value (blue) and set value (red), Bottom: Control variable (here: opening of the dilution water valve)

Neue Regelungskonzepte für gleichmäßigere Stoffqualität

und geringeren Energiebedarf in Altpapierstoffaufberei-

tungsanlagen für Verpackungspapiere

Für die notwendige Erhöhung der Prozessstabilität in der Stoffaufbe-

reitung ist eine optimale Nutzung aller Möglichkeiten der Automa-

tisierungstechnik eine wesentliche Voraussetzung. Zur Identifizie-

rung von bestehenden Verbesserungspotenzialen und Erarbeitung

von Optimierungskonzepten für die Prozessregelung ist derzeit kei-

ne allgemein anwendbare Vorgehensweise verfügbar.

In dem Forschungsprojekt wird anhand von systematischen Be-

triebsuntersuchungen und deren regelungstechnischer Bewertung

eine methodische Vorgehensweise für eine systematische und inte-

grierende Aufnahme und Bewertung von unterschiedlichen Rege-

lungskonzepten in Stoffaufbereitungsanlagen erarbeitet. Vorhande-

ne Regelungskonzepte werden anhand geeigneter Kennzahlen und

mathematischer Modelle beurteilt und miteinander verglichen. Die

Erarbeitung optimaler Regelungs- und Automatisierungskonzepte

wird unter Nutzung modellgestützter Regelungsstrategien erarbeitet.

Für die Bewertung einzelner Regelkreise ist die Zeitreihenanalyse

ein wichtiges Werkzeug. Eine Zeitreihe kann in einem ersten Schritt

durch ihre grafische Darstellung beschrieben werden. In der gra-

fischen Darstellung können erste Unregelmäßigkeiten und Auffällig-

keiten, die genauere Betrachtungen erfordern, identifiziert werden.

Ein zweiter Schritt bei der Zeitreihenanalyse wäre die Beschreibung

durch charakteristische Kenngrößen, mit denen Aussagen über das

mittlere zeitliche Verhalten, über Abhängigkeiten benachbarter Be-

obachtungen und über Periodizitäten gemacht werden können.

Neben der Bewertung der einzelnen Regelkreise wird auch eine

strukturelle Bewertung des Regelungskonzeptes der gesamten

Stoffaufbereitungsanlage durchgeführt. Je nach Funktionsprinzip

der Aggregate werden die interessierenden Prozessparameter (Stoff-

dichte, Volumenstrom, Druck und Niveau) bewertet und in eine Liste

eingetragen. Aggregatsspezifisch wird festgelegt, welche Parameter

gemessen oder geregelt sein müssen.

Zusammen mit den Kennwerten der Zeitreihenanalyse ergibt sich

damit eine umfassende Basis für die Bewertung der Regelungskon-

zepte einzelner Aggregate und der gesamten Anlage.

Cornelia Lumpe

� 0 049 89 12146 154

*[email protected]


Trouble-free operation of anaerobic effluent treatment in recy-

cling high-quality recovered paper grades

Methods for the anaerobic treatment of process water and effluents

are long established in the paper industry. The performance and

thus the economy of the methods cannot be guaranteed with cer-

tainty, however, when they are carried out under special produc-

tion conditions and/or when special raw materials are used. There

are indications that the market-related, increased use of high-qual-

ity recovered paper grades such as white, wood-free, coated grades,

carbonless copy papers and thermal papers has caused operational

stability to be impaired and COD efficiency to decline. The demands

for better quality when recovered paper is used can only be met if

papermakers succeed in finding process- and/or production-related

measures to prevent such failures in anaerobic plants.

The aim of research project AiF 14301 was therefore to prevent pro-

duction failures by guaranteeing the reliable and efficient operation

of anaerobic plants when high-quality recovered paper grades are

used.

Up to now, on-site analyses have been conducted in four paper mills

(three mills with an anaerobic plant) that use high-quality recov-

ered paper grades (thermal and carbonless copy papers as well as

ultrawhite office papers) as the raw material. The high-quality recov-

ered paper grades were subjected to chemical and biological analysis.

In addition, the production and operating parameters were collected

and analysed. Pilot trials were conducted in one paper mill with an

anaerobic test plant to prevent disruptions from occurring due to

such recovered papers.

When carbonless copy paper is

pulped, inert substances in par-

ticular are introduced into the

effluents; when thermal paper is

pulped, both inert and inhibitive

substances enter the effluents and

impair anaerobic degradation.

The former cause residual COD

to rise after biological treatment,

the latter actually damage the

active biomass itself. These sub-

stances are normally insoluble in

water. They are transported in

the water system by virtue of the fact that other species in the ef-

fluents form protective colloids. Some of these substances were able

to be identified. Up to now, no truly satisfactory measures have been

found to guarantee the operation of anaerobic plants when thermal

paper is used. Processes for membrane filtration, ozone oxidation and

adsorption on bentonite or limestone have been studied. Thermal

effluents pretreated with high dosages of activated charcoal did not

cause any further impairment in anaerobic degradation. This proc-

ess, however, is not economical.

Gabriele Weinberger

� 0 049 89 12146 463

*[email protected]

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Test duration [d]

COD

[mg/

l]

Reference batch ICR inlet "with CCP" ICR inlet "without CCP"

CCP = Carbonless copy paper

The introduction of inert substances by carbonless copy paper

Störungsfreier Betrieb der anaeroben Abwasserreinigung

beim Recycling hochwertiger Altpapiersorten

Verfahren zur anaeroben Reinigung für Kreislauf- und Abwässer

sind in der Papierindustrie fest etabliert. Unter speziellen Produk-

tionsbedingungen und/oder Rohstoffeinsatz kann jedoch die Leis-

tungsfähigkeit und somit die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens nicht

sicher gewährleistet werden. Es gibt Hinweise, dass der marktbe-

dingte, zunehmende Einsatz von höherwertigen Altpapiersorten wie

holzfreien, weißen, gestrichenen Sorten, SD- und Thermopapieren

zu Beeinträchtigungen in der Betriebsstabilität und einem Rückgang

des CSB-Wirkungsgrad führen. Den gestiegenen Qualitätsbedürfnis-

sen beim Einsatz von Altpapier kann nur dann entsprochen wer-

den, wenn es gelingt, verfahrens- und/oder produktionstechnische

Maßnahmen zur Vermeidung dieser Störungen in Anaerobanlagen

zu finden.

Ziel des Forschungsrojektes AiF 14301 ist es, einen sicheren und

leistungsfähigen Betrieb von Anaerobanlagen beim Einsatz von

hochwertigen Altpapiersorten zu gewährleisten und Störungen zu

vermeiden.

Bislang wurden Betriebsuntersuchungen an 4 Papierfabriken (drei

mit Betrieb einer Anaerobanlage), die höherwertige Altpapiersorten

(Thermo- und SD-Papiere sowie hochweiße Büropapiere) als Rohstoff

einsetzen, durchgeführt. Die eingesetzten höherwertigen Altpapiere

wurden chemisch und biologisch analysiert, zudem wurden Produk-

tions- und Betriebsdaten erfasst und ausgewertet. Zur Vermeidung

von Störungen durch solche Altpapiere, wurden u. a. halbtechnische

Versuche mit einer anaeroben Versuchsanlage in einer Papierfabrik

unternommen.

Beim Auflösen von SD-Papier ge-

langen insbesondere inerte Stoffe,

beim Auflösen von Thermopapier

sowohl inerte als auch hem-

mende Stoffe ins Abwasser, die

zu Beeinträchtigungen des an-

aeroben Abbaus führen. Erstere

erhöhen den Rest-CSB nach bio-

logischer Behandlung, die letzte-

ren schädigen die aktive Biomas-

se selbst. Diese Substanzen sind

im Normalfall wasser unlöslich.

Sie werden im Wassersystem transportiert, indem sich durch weitere

im Abwasser vorhandene Stoffgruppen Schutzkolloide ausbilden. Es

konnten einige dieser Substanzen identifiziert werden. Bislang wur-

den noch keine zufrieden stellenden Maßnahmen gefunden, um den

Betrieb von Anaerobanlagen beim Einsatz von Thermopapier zu ge-

währleisten. Es wurden Verfahren zur Membranfiltration, Ozonoxi-

dation sowie Adsorption an Bentonit oder Kalk untersucht. Mit hoch

dosierter Aktivkohle vorbehandelte Thermoabwässer zeigen keine

Beeinträchtigung mehr beim anaeroben Abbau, allerdings ist dieses

Verfahren nicht wirtschaftlich einsetzbar.

Gabriele Weinberger

� 0 049 89 12146 463

*[email protected]


The use of ozone for improving the properties of aerated sludges

in the aerobic stages of biological effluent treatment plants

Aerobic effluent treatment based on the activated sludge process is

the treatment method most frequently employed in the paper indus-

try. In the past few years, however, more and more problems have

arisen as a result of the poor settling behaviour of aerated sludges.

Owing to the enormous complexity of the interaction of effluent and

operational parameters, so far no effective measures have been found

to deal with mill effluents. Ongoing research project AiF 14695 is

designed to study the dosing point, the ozone dose and the duration

of ozonisation that are the most suitable to reliably prevent sludge

problems by improving the settling behaviour of the aerated sludges

from recovered paper processing paper mills.

Batch activated sludge treatment was simulated on a laboratory scale

for this purpose. Part of the sludge was replaced by untreated sludge

on a daily basis and the entire batch was subsequently ozonised. The

following parameters were varied during this process:

• Dosing point: outlet of the aeration tank or return sludge

• Ozone dose: 1 – 10 g O3/kg SS

• Duration of ozonisation: 10 and 60 minutes

Initial trials have shown that the maximum ozone dose studied (10

g O3/kg SS) and the longest duration of ozonisation studied (60 min-

utes) served to reduce the sludge volume index the most. For in-

stance, the index dropped from 1300 cm³/g SS to 300 cm³/g SS after

six trial days. The differences in SVI on trial day „0“ were caused by

the slight differences in the SS contents of the batches. The sludge

settling behaviour also improved as a result of ozonisation. Sludge

activity was determined by adding glucose to the batches for three

days after completion of the trial, equivalent to a COD of 500 mg/l.

COD degradation was then determined. COD elimination within 24

hours exceeded 80 % in almost all cases. In addition, more COD was

degraded than was actually added in the form of glucose. Ozonisa-

tion in no way impaired the efficiency of degradation.

Svenja Bierbaum

� 0 049 89 12146 144

*[email protected]

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SVI [

cm³/

g SS

]

0 g O3/kg SS, 0 min 4 g O3/kg SS, 10 min 4 g O3/kg SS, 60 min10 g O3/kg SS, 10 min10 g O3/kg SS, 60 min

Sludge volume index (SVI) of the untreated sludges (0 g O3/kg SS, 0 min) and ozonised sludges at the start of the trials (day 0) and after six trial days

Einsatz von Ozon zur Verbesserung der Eigenschaften von

Belebtschlämmen in aeroben Stufen biologischer Abwasser-

reinigungsanlagen

Die aerobe Abwasserreinigung auf Basis des Belebungsverfahrens ist

in der Papierindustrie das am häufigsten angewandte Reinigungsver-

fahren. In den letzten Jahren wurden zunehmend Probleme durch

verschlechtertes Absetzverhalten von Belebtschlämmen verzeichnet.

Aufgrund der hohen Komplexizität des Zusammenspiels abwasser-

und betriebsspezifischer Parameter konnten bislang keine effektiven

Maßnahmen für Papierfabriksabwässer gefunden werden. In dem

laufenden Forschungsprojekt AiF 14695 wird untersucht, welcher

Dosierort, welche Ozondosis und welche Ozonisierungsdauer am

besten geeignet sind, um die Absetzeigenschaften von Belebtschläm-

men Altpapier verarbeitender Papierfabriken so zu verbessern, dass

Schlammprobleme sicher vermieden werden.

Hierzu wird im Labormaßstab das Belebtschlammverfahren im

Batchtest simuliert. In täglichen Zyklen wird ein Teil des Schlammes

durch unbehandelten Schlamm ersetzt und anschließend der ge-

samte Ansatz ozonisiert. Dabei werden folgende Parameter variiert:

• Dosierort: Ablauf Belebungsbecken oder Rückschlamm

• Ozondosis: 1 – 10 g O3/kg TS

• Ozonisierungsdauer: 10 und 60 Minuten

Die ersten Versuche haben gezeigt, dass die höchste untersuchte

Ozondosis (10 g O3/kg TS) und die längste untersuchte Ozonisie-

rungsdauer (60 Minuten) den Schlammindex am weitesten gesenkt

haben. So wurde der Index von 1300 cm³/g TS nach 6 Versuchstagen

reduziert bis auf 300 cm³/g TS. Die unterschiedlichen Indizes am

Versuchstag „0“ wurden durch die leicht unterschiedlichen TS-Ge-

halte der Ansätze verursacht. Das Absetzverhalten des Schlammes

wurde durch Ozonisierung ebenfalls verbessert. Zur Bestimmung

der Schlammaktivität wird den Ansätzen am Ende der Versuchs-

laufzeit für drei Tage Glukose, äquivalent einem CSB von 500 mg/l

zudosiert und der CSB-Abbau bestimmt. Die CSB-Elimination inner-

halb 24 Stunden betrug fast immer über 80 %. Dabei wurde mehr

CSB abgebaut als in Form von Glukose zudosiert worden war. Die

Ozonisierung zeigte keine Beeinträchtigung der Abbauleistung.

Svenja Bierbaum

� 0 049 89 12146 144

*[email protected]

Produktentwicklung Product Developmentlung, am 11. September 2006 vorgestellt. 41 In spring 2006,...

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Transcript of Produktentwicklung Product Developmentlung, am 11. September 2006 vorgestellt. 41 In spring 2006,...