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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
*paul.rizzi@ptspaper.de
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
*paul.rizzi@ptspaper.de
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
1 2 3 4
5 6 7 8
9 10 11 12
13 14 15 16
1
2
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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
*karl-ludwig.doege@ptspaper.de
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
*karl-ludwig.doege@ptspaper.de
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
*paul.rizzi@ptspaper.de
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
*paul.rizzi@ptspaper.de
PTS NEWS8 Aktuelle Information / Recent Information
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
� stefan.sarbach@ptspaper.de
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
*stefan.sarbach@ptspaper.de
Munich outclasses Heidenau 9 - 1
11 2006 9Aktuelle Information / Recent Information
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
PTS NEWS10 Aktuelle Information / Recent Information
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
*paul.rizzi@ptspaper.de
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
*paul.rizzi@ptspaper.de
11 2006 11Aktuelle Information / Recent Information
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
*kai.blasius@ptspaper.de
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
*kai.blasius@ptspaper.de
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
*erwin.polmann@ptspaper.de
Aktuelle Information / Recent Information
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
*erwin.polmann@ptspaper.de
PTS NEWS14 Aktuelle Information / Recent Information
„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
Aktuelle Information / Recent Information
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
*ingrid.demel@ptspaper.de
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
*ingrid.demel@ptspaper.de
PTS NEWS16 Aktuelle Information / Recent Information
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
11 2006 17Aktuelle Information / Recent Information
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
PTS NEWS18 Aktuelle Information / Recent Information
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
11 2006 19Aktuelle Information / Recent Information
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
*werner.foerster@efpro.org
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
*dirk.maass@ptspaper.de
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
*dirk.maass@ptspaper.de
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
*werner.foerster@efpro.org
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
*hubert.runge@ptspaper.de
companies and mills to cope and master the chal-
lenges of changing times.
Hubert Runge
� 0 049 89 12146 493
*hubert.runge@ptspaper.de
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
PTS NEWS22 Produktentwicklung / Product development
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
*josef.eckl@ptspaper.de
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 Eckl@ptspaper.de
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)
11 2006 23Produktentwicklung / Product development
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
*klaus.erhard@ptspaper.de
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
*klaus.erhard@ptspaper.de
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
PTS NEWS24 Produktentwicklung / Product development
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
11 2006 25Produktentwicklung / Product development
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
*josef.eckl@ptspaper.de
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
*josef.eckl@ptspaper.de
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
PTS NEWS26 Produktentwicklung / Product development
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
*ingrid.demel@ptspaper.de
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
*ingrid.demel@ptspaper.de
Josef Murr, PhD
� 0 049 3529 551 612
*josef.murr@ptspaper.de
Josef Murr, PhD
� 0 049 3529 551 612
*josef.murr@ptspaper.de
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
*bernd.maur@ptspaper.de
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
*bernd.maur@ptspaper.de
11 2006 29Beratung / Consultancy
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
SC 1 SC 2 SC 3 SC 4 SC 5 SC 6 SC 7 SC 8
Size classes
Effic
ienc
y [%
]
20
60
100
SC 1 SC 2 SC 3 SC 4 SC 5 SC 6 SC 7 SC 8
Size classes
Acce
pt [m
m²/
kg]
Stock A Stock B
Fig. 1: The relationship between size class and efficiency
PTS NEWS30 Beratung / Consultancy
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
11 2006 31Beratung / Consultancy
– 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
*oliver.cordier@ptspaper.de
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
*oliver.cordier@ptspaper.de
PTS NEWS32 Beratung / Consultancy
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-
11 2006 33Beratung / Consultancy
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
� hubert.runge@ptspaper.de
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
*hubert.runge@ptspaper.de
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.
PTS NEWS34 Beratung / Consultancy
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
� thomas.kerkhoff@ptspaper.de
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
*thomas.kerkhoff@ptspaper.de
11 2006 35Beratung / Consultancy
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
11 2006 37Beratung / Consultancy
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
*herbert.berger@ptspaper.de
• 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
*herbert.berger@ptspaper.de
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
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PTS NEWS38 Beratung / Consultancy
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
*josef.eckl@ptspaper.de
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
*josef.eckl@ptspaper.de
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
*lutz.hamann@ptspaper.de
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
*paul.rizzi@ptspaper.de
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
*paul.rizzi@ptspaper.de
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
*stephan.hegele@ptspaper.de
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
*stephan.hegele@ptspaper.de
Forschungsvereinigung Papiertechnik / Research Association Paper Technology
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
*paul.rizzi@ptspaper.de
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
*paul.rizzi@ptspaper.de
Forschungsvereinigung Papiertechnik / Research Association Paper Technology
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
renke.wilken@ptspaper.de
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
*renke.wilken@ptspaper.de
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
*elisabeth.hanecker@ptspaper.de
Projektkoordinator:
Dr.-Ing. Hans-Joachim Putz
Fachgebiet Papierfabrikation und Mechanische Verfahrenstechnik
(PMV), TU Darmstadt
*putz@papier.tu-darmstadt.de
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
*elisabeth.hanecker@ptspaper.de
Project co-ordinator:
Hans-Joachim Putz, PhD
Fachgebiet Papierfabrikation und Mechanische Verfahrenstechnik
(PMV), TU Darmstadt
*putz@papier.tu-darmstadt.de
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
Refiner no. 5 Refiner no. 6
Refiner no. 1 Refiner no. 2
Mixing chest 1
Quelle Refiner no. 3 Refiner no. 4
Mixing chest 2 Blattbildung/Festigkeit
Refiner no. 5 Refiner no. 6
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
*klaus.erhard@ptspaper.de
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
*klaus.erhard@ptspaper.de
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
*dieter.pauly@ptspaper.de
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
*dieter.pauly@ptspaper.de
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 (i.demel@ptspaper.de).
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 (i.demel@ptspaper.de).
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 (k.erhard@ptspaper.de).
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 (jean-yves.escabasse@ptspaper.de).
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
*werner.foerster@ptspaper.de
escabasse@ptspaper.de).
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
*werner.foerster@ptspaper.de
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
*josef.murr@ptspaper.de
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
*josef.murr@ptspaper.de
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
*gert.meinl@ptspaper.de
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
*gert.meinl@ptspaper.de
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
*juergen.lafere@ptspaper.de
Markus Ziechner
� 0 049 89 12146 460
*markus.ziechner@ptspaper.de
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
*juergen.lafere@ptspaper.de
Markus Ziechner
� 0 049 89 12146 460
*markus.ziechner@ptspaper.de
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
*markus.ziechner@ptspaper.de
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
*markus.ziechner@ptspaper.de
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
*johannes.kappen@ptspaper.de
Softsensorik:
Thomas Kerkhoff, PhD
� 0 049 89 12146 125
*thomas.kerkhoff@ptspaper.de
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
*klaus.erhard@ptspaper.de
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
*johannes.kappen@ptspaper.de
Softsensorik:
Dr.-Ing. Thomas Kerkhoff
� 0 049 89 12146 125
*thomas.kerkhoff@ptspaper.de
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
*klaus.erhard@ptspaper.de
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 pta@ptspaper.de 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
PTS NEWS64 Forschungsreport 2006 / Research Report 2006
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
11 2006 65Forschungsreport 2006 / Research Report 2006
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
PTS NEWS66 Forschungsreport 2006 / Research Report 2006
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
*johann.strauss@ptspaper.de
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
*johann.strauss@ptspaper.de
Light-microscopic image (10x enlarg.): undeinked pulp (above) and recycled pulp (below)
11 2006 67Forschungsreport 2006 / Research Report 2006
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
*gert.baer@ptspaper.de
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
*gert.baer@ptspaper.de
PTS NEWS68 Forschungsreport 2006 / Research Report 2006
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
*martina.klein@ptspaper.de
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
*martina.klein@ptspaper.de
11 2006 69Forschungsreport 2006 / Research Report 2006
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
*jens.kretzschmar@ptspaper.de
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
*jens.kretzschmar@ptspaper.de
PTS NEWS70 Forschungsreport 2006 / Research Report 2006
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
*timo.kuntzsch@ptspaper.de
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
*timo.kuntzsch@ptspaper.de
11 2006 71Forschungsreport 2006 / Research Report 2006
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
*eckehard.moeller@ptspaper.de
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
*eckehard.moeller@ptspaper.de
PTS NEWS72 Forschungsreport 2006 / Research Report 2006
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
*ruediger.schweiss@ptspaper.de
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
*ruediger.schweiss@ptspaper.de
11 2006 73Forschungsreport 2006 / Research Report 2006
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
*christian.mannert@ptspaper.de
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
*christian.mannert@ptspaper.de
PTS NEWS74 Forschungsreport 2006 / Research Report 2006
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
*reinhard.sangl@ptspaper.de
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
*reinhard.sangl@ptspaper.de
11 2006 75Forschungsreport 2006 / Research Report 2006
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
*josef.eckl@ptspaper.de
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
*josef.eckl@ptspaper.de
PTS NEWS76 Forschungsreport 2006 / Research Report 2006
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
*markus.kleebauer@ptspaper.de
786
4147655961
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
none SA SA/P1 SA/P2 PU PU/P1Coating compound
Wat
er v
apou
r tra
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
*markus.kleebauer@ptspaper.de
11 2006 77Forschungsreport 2006 / Research Report 2006
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
*ralf.gericke@ptspaper.de
R1R3
R5
0
2
4
0
2
4
6
8
10
12
14
Pres
sure
N²/
mm
0 - 2
2 - 4
4 - 6
6 - 8
8 - 10
10 - 12
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
*ralf.gericke@ptspaper.de
PTS NEWS78 Forschungsreport 2006 / Research Report 2006
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
*rainer.klein@ptspaper.de
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
*rainer.klein@ptspaper.de
11 2006 79Forschungsreport 2006 / Research Report 2006
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
*enrico.pigorsch@ptspaper.de
17
15
13
11
9
7
5
3
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
0.14
00
0.16
00
0.18
00
0.20
00
0.22
00
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
*enrico.pigorsch@ptspaper.de
PTS NEWS80 Forschungsreport 2006 / Research Report 2006
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
*gert.keller@ptspaper.de
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
*gert.keller@ptspaper.de
11 2006 81Forschungsreport 2006 / Research Report 2006
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
*cornelia.lumpe@ptspaper.de
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
*cornelia.lumpe@ptspaper.de
PTS NEWS82 Forschungsreport 2006 / Research Report 2006
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
*gabriele.weinberger@ptspaper.de
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0 2 4 6 8 10 12 14
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
*gabriele.weinberger@ptspaper.de
11 2006 83Forschungsreport 2006 / Research Report 2006
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
*svenja.bierbaum@ptspaper.de
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
0 6Trial day
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
*svenja.bierbaum@ptspaper.de