Unser Papier 2019

austropapier.vereinigung
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Alles rund um Papier

12., aktualisierte Auflage

Eine Publikation von papierausösterreich

unser papier

Alles

rund um

Papier

unserpapier :: 2019


So entsteht Papier

Vereinfachte Darstellung

Durchforstungsholz

Schleiferei

Bütte

Hackmaschine

Hackgut aus

Sägenebenprodukten

Zellstoffwäsche

Zellstoffballen

Stofflöser

Zellstoffkocher

Feinsortierung

Bütte

Bleiche

Altpapier

Flüssigübernahme

Papiermaschine

Vortrockenpartie

Stoffaufbereitung

Stoffauflauf

Siebpartie

Pressenpartie

Leimpresse

Prozessrechner

Glättwerk

Nachtrockenpartie Aufrollung

Stoffzentrale

Streichanlage

Rollenverpackung

Kalander

Leimstoffe

Füllstoffe

Farbe und

optische

Aufheller

Rollenschneidemaschine

Verpackung

Versand

Quelle: Austropapier

Formate


Intro :: 1

Papier im täglichen Leben –

jedes Blatt ist anders!

Woher kommt

der Name Papier?

Papierprodukte

sind vielfältig

Papier

hat viele Vorteile

Die Bezeichnung Papier leitet sich von

der Papyrusstaude cyperus papyrus ab.

Wir unterscheiden vier Gruppen von

Papiersorten:

::: Grafische Papiere, Druckpapiere

(Naturpapiere, gestrichene Papiere,

Dünndruckpapiere)

::: Papier, Karton und Pappe für

Verpackungen

::: Hygienepapier (Tissuepapier)

::: Spezialpapiere und -pappen für

technische Verwendungen

(z. B. Isolierpapiere, Filterpapiere,

Zigarettenpapiere)

Papier ist der nachhaltige Ausgangsstoff

für zahlreiche nützliche und schöne

Produkte, ohne die wir unseren Alltag nur

schwer bewerkstelligen könnten.

Zeitungen, Magazine, Kataloge, Kalender,

Hefte und Bücher begleiten uns durch den

Tag, unterhalten uns oder vereinfachen

unsere Arbeit. Kartons, Schachteln oder

Tragetaschen verpacken unsere Produkte

stabil, sicher und hygienisch. Taschentücher,

Küchenrollen und Toilettenpapier

sind unverzichtbare Hygieneprodukte.

Aber Papier steckt auch in Produkten, in

denen wir es nicht vermuten, z. B. in Innenverkleidungen

von Autotüren, in Schuhsohlen,

Lampenschirmen oder Filtern.

Alle Papierprodukte sind erneuerbar, ökologisch

abbaubar und klimafreundlich,

da sie CO 2 speichern. Auch wenn digitale

Medien in gewissen Bereichen eine Alternative

zu Papier darstellen: Die Haptik,

also die Begreifbarkeit von Papier, ist und

bleibt einzigartig und macht Papierprodukte

auch so beliebt.

Papier funktioniert ohne Strom. Es ist

leicht, gut zu bedrucken und zu verarbeiten

und besteht zudem aus nachwachsenden

Rohstoffen. Es lässt sich sehr gut

recyceln und kann nach mehrfacher Wiederverwertung

am Ende noch immer zu

Energie umgewandelt werden. Aufgrund

der vielfältigen Kombinationsmöglichkeiten

bei den Rohstoffen, der Fertigung

und der Verarbeitung, gibt es rund 3.000

verschiedene Sorten von Papier!

Experimentiere

mit verschiedenen

Papiersorten

Überlege:

::: Welche Papierprodukte

kennst du?

::: Wozu werden sie verwendet?

::: Welche unterschiedlichen

Eigenschaften haben sie?


Inhalt

unserpapier :: 2019


Inhalt :: 3

4

Nachhaltigkeit

Rohstoffe

20

32

Papiererzeugung

5 :: Unser Ziel

Nachhaltig produzieren im

Sinne der Bioökonomie

8 :: Umwelt

Nachhaltige Forstwirtschaft,

Recycling, Energie,

Wasser, Reststoffe

16 :: Menschen

Arbeitssicherheit & Gesundheit,

Aus- und Weiterbildung

19 :: Wirtschaft

Wichtiger Wirtschaftsfaktor

21 :: Holz

Holzfaserstoff, Holzstoff

24 :: Zellstoffe

Sulfitzellstoff, Sulfatzellstoff

28 :: Altpapier

31 :: Füll- und Hilfsstoffe

33 :: Papierproduktion

40 :: Veredelung

41 :: Ausrüstung & Automation

42 :: Papiereigenschaften

43 :: Verpackung & Transport

44

48

Geschichte

Informationen

44 :: Papiermacherhandwerk

46 :: Industrielle Erzeugung

50 :: Papier macht Schule

Impressum

Herausgeber: Austropapier – Vereinigung der Österreichischen Papierindustrie, Gumpendorfer Straße 6, 1060 Wien, Tel.: +43/1/588 86-0,

www.austropapier.at Geschäftsführung: Dipl.-Ing. Gabriele Herzog Redaktion, Texte und Fotos: Julia Löwenstein, Nina Kainz und das Team

der Austropapier Sondernummer: Unser Papier – Informationsbroschüre mit Wissenswertem rund um die Papierproduktion

Auflagen: Bisherige Auflagen: 1. (1959), 2. (1974), 3. (1984), 4. (1987), 5. (1992), 6. (1996), 7. (1999), 8. (2004), 9. (2009), 10. (2014), 11. (2015)

P.b.b. Erscheinungsort Wien, Verlagspostamt 1060 Wien Grafik: meierc grafik design, Obersdorf, www.meierc.at

Druckerei: PRINT ALLIANCE, Bad Vöslau, www.printalliance.at Papier: Mit freundlicher Unterstützung von Lenzing Papier beigestellt

Die im Heft angeführten männlichen Bezeichnungen sind geschlechtsneutral zu verstehen.


unserpapier :: 2019

Nachhaltigkeit

Nachhaltigkeit


Unser Ziel :: 5

Nachhaltig produzieren im

Sinne der Bioökonomie

Angesichts der gesellschaftlichen und ökologischen

Herausforderungen, wie zunehmender

Globalisierung und Klimawandel,

muss sich auch die Wirtschaft in ihrer

Arbeitsweise umstellen. Das Hauptziel

lautet Bioökonomie, eine Wirtschaftsform,

die auf nachwachsenden Rohstoffen und

Energieträgern basiert. Fossile Rohstoffe

werden durch erneuerbare Ressourcen ersetzt,

um die Nachhaltigkeit der Produkte

und Prozesse zu verbessern. Oft wird vom

Ziel des grünen Wachstums gesprochen.

In einer funktionierenden Bioökonomie

werden nur Rohstoffe aus nachhaltiger

Produktion eingesetzt. Nachhaltig bedeutet,

dass nicht mehr Rohstoff geerntet

werden darf, als nachwächst. Umwelt/

Menschen/Wirtschaft stehen im Einklang.

Natürliche Rohstoffe wie Biomasse unterliegen

naturbedingt einer begrenzten Verfügbarkeit.

Umso wichtiger ist es, diese so

effizient wie möglich zu nutzen und möglichst

viele Produkte daraus herzustellen.

Die Bioökonomie orientiert sich deshalb

am Kreislaufprinzip der Natur und sieht

den Wandel zu einer Kreislaufwirtschaft

als wesentliches Leitbild an. Im Sinne von

Ressourceneffizienz und Nachhaltigkeit

zielt sie auf die stufenweise (kaskadische)

Verwertung und Mehrfachnutzung von

Ressourcen ab, um möglichst viele wertvolle

Produkte aus dem Rohstoff zu gewinnen

–„to produce more with less“. Dieses

Prinzip erhöht nicht nur die Versorgungssicherheit,

sondern auch die Wirtschaftlichkeit

der Bioökonomie. Das ist wichtig,

da nur eine wirtschaftlich erfolgreiche

Bioökonomie nachhaltig funktionieren

und damit auch langfristig die Versorgung

mit Produkten sowie die Sicherung von

Arbeitsplätzen gewährleisten kann. Das

Ziel ist deshalb, die höchstmögliche Wertschöpfung

für Produzenten und Gesellschaft

aus den zur Verfügung stehenden

Rohstoffen zu gewinnen. Daraus ergeben

sich auch die drei Säulen der Nachhaltigkeit:

Umwelt, Menschen und Wirtschaft.

Eine Faser –

viele mögliche Produkte

Zellstofffabriken arbeiten bereits heute als

hocheffiziente Bioraffinerien und gelten

damit bereits als Leitbranche der Bioökonomie.

Wichtigster Rohstoff ist dabei

Holz. Dieses stammt zum größten Teil von

regionalen Waldbesitzern, die für die Wertschöpfung

im ländlichen Raum wichtig

sind. Die Zellstofffabriken spalten das

Holz in seine unterschiedlichen Bestandteile

auf und verfügen damit über eine

Schlüsselkompetenz für die künftige Bioökonomie.

Die aus der Zellulose erzeugten

Papier- und Zellstoffprodukte können nach

deren Gebrauch recycelt werden. Die Recyclingraten

in Österreich sind bei Altpapier

schon seit langem überdurchschnittlich.

::: Papierfabrik Mondi Frantschach

Die Wiederverwertung der von der Bevölkerung

und Betrieben gesammelten

Fasern findet dann in den Papierfabriken

statt, die den Stoff auflösen, Störstoffe

und zu kurze Fasern ausscheiden und

die verbleibenden 80 Prozent zu neuem

Papier verarbeiten. Die ausgeschiedenen

Stoffe werden verbrannt und in Energie

umgewandelt.

Insbesondere steckt in jenen Holzkomponenten,

deren Heizwert vergleichsweise

gering ist, noch viel Potential zur Erzeugung

hochwertiger Produkte. Schon heute

reicht das Sortiment von der Herstellung

von Textilfasern bis hin zu wichtigen Ausgangsmaterialien

für die chemische und

die Nahrungsmittelindustrie. So kommen

etwa der Kaugummizucker Xylit, Vanillin

als Vanilleschotenersatz im Vanillezucker

oder Essigsäure für Essiggurkerl aus der

Papierindustrie. Mittlerweile ersetzen

diese Holzbestandteile auch eine Reihe

fossiler Ausgangsprodukte in der che- :::>


unserpapier :: 2019

Nachhaltigkeit

mischen Industrie und finden sich in Klebern, Lacken aber auch

Baustoffen wie Beton. Tallpech kann zum Beispiel auf Baustellen

als Bitumenersatz genutzt werden. Und in der Produktforschung

rücken mit dem Fortschreiten der Bioökonomie noch ganz andere

neuartige Produkte in den Fokus, wie Formteile aus Biopolymeren,

Bauelemente aus faserverstärktem Kunststoff oder flüssige Spaltprodukte

der Zellstofflauge. Diese mehrstufige, auch „kaskadisch“

genannte, Nutzung macht somit aus Fasern eine vielfältige Wertschöpfungskette

mit hohem Potential.

Strom, Wärme und Schutz vor Black-Outs

Außer den bereits angesprochenen Nebenprodukten stellt die

Papierindustrie auch Energie aus ihren Kraftwerken bereit. Denn

jene Reststoffe, deren stoffliche Verwertung derzeit technisch

noch nicht möglich ist, dienen noch als wertvolle biogene

Energieträger. Das sind zum Beispiel Rinden, Schlämme aus

der Abwasserreinigung oder Biolauge, die beim Zellstoffaufschluss

anfällt. Damit erzeugt die Papierindustrie Ökostrom

und Fernwärme für ihre eigene Produktion und liefert zusätzlich

Ökoenergie ins öffentliche Netz. Damit ist sie seit langem

Vorzeigebranche: Sie erzeugt mehr als 1800 GWh Ökostrom pro

Jahr, wovon sie den größten Teil selbst nutzt. Generell zeichnet

sich die Papierindustrie durch einen hohen Grad an Eigenversorgung

aus. Insgesamt erzeugt sie mehr Energie als sie verbraucht

und die eingesetzten Brennstoffe sind zu rund 60 % biogen.

Sie liefert aber auch Wärme und Strom an externe Nutzer. Die

Menge entspricht dabei der kompletten Energieversorgung

von mehr als 100.000 Haushalten (Strom und Wärme). Einige

Industriebetriebe der Papierbranche tragen außerdem mit der

Zurverfügungstellung von Ausgleichsenergie zur Stabilisierung

des Stromnetzes bei. Bei Schwankungen, die durch

plötzliche Änderungen beim Einspeisen

oder Verbrauch

von Strom entstehen,

wird Regelenergie zum

Ausgleich benötigt.

Hör dir unser Lied

"So geht Bioökonomie"

an!

Diese Produkte macht die Papierindustrie aus 100 kg Holz

::: In der Papierindustrie entstehen aus Holz eine Vielzahl nützlicher Produkte. Papierprodukte können mehrmals wiederverwertet werden, danach dienen die

Fasern als erneuerbarer Energieträger und können einen 4-Personen-Haushalt noch zusätzlich 2,3 Wochen lang komplett mit Strom und Wärme versorgen.

100 kg Holz

Magazine /

Zeitschriften

100 Stk.

Lebensmittelverpackungen

100 Stk.

Versandkartons

30 Stk.

Bücher

10 Stk.

Sport-T-Shirts

4 Stk.

Essig

für 10 Gläser

Essiggurkerl

Briefe

150 Stk.

Obststeigen

12 Stk.

Milchpackungen /

Getränkekartons

360 Stk.

Energieversorgung

2,3 Wochen

Tageszeitungen

(Jahresabo)

300 Stk.

Vanillegeschmack

für 5 kg Kipferl

Schulhefte und

Notizblöcke

50 Stk.

Küchenrollen

100 Stk.

Ausgangspunkt: 100 kg Holz, EU- Wiederverwertungsrate: 3,6 Mal, 4-Personen-Haushalt, Eigenenergiebedarf zur Herstellung von Papier und Zellstoff bereits berücksichtigt


Zertifikate :: 7

Zertifikate

Anhand unterschiedlicher Zertifizierungen und Labels

erkennst du, dass die verwendeten Papierprodukte hohen

Standards entsprechen. Einen Überblick über die wichtigsten

Zertifizierungen und Umweltzeichen findest Du hier:

EU Ecolabel

Nordic Swan

Das Europäische Umweltzeichen (kurz Euroblume bzw.

EU Ecolabel) zeichnet Konsumgüter mit besonders hoher

Umweltverträglichkeit und vergleichsweise geringer

Gesundheitsbelastung aus.

Das nordische Umweltzeichen, auch Nordischer

Schwan genannt, ist das offizielle Umweltzeichen der

nordischen Länder.

Österreichisches

Umweltzeichen

Blauer Engel

Das Österreichische Umweltzeichen kennzeichnet umweltfreundliche

Produkte und Dienstleistungen.

Das deutsche Umweltzeichen steht für besonders umweltschonende

Produkte und Dienstleistungen.

FSC

(Forest Stewardship Council)

PEFC

(Programme for the Endorsement

of Forest Certification)

Das FSC-Siegel kennzeichnet Holz aus nachhaltiger

Wald- und Forstwirtschaft und findet sich auf Holz- und

Papierprodukten.

Das Gütesiegel für Holz- und Papierprodukte aus nachhaltiger

Waldbewirtschaftung.

Ziel des Waldzertifizierungssystems ist die Sicherstellung

und kontinuierliche Verbesserung einer nachhaltigen

Waldbewirtschaftung unter Gewährleistung

ökologischer, sozialer und ökonomischer Standards.


unserpapier :: 2019

Nachhaltigkeit

Umwelt

Nachhaltigkeit beginnt im Wald.

Nachhaltige Forstwirtschaft

Das Prinzip der Nachhaltigkeit ist mittlerweile zum Grundsatz sämtlicher

Beziehungen zwischen Mensch und Natur und zur unentbehrlichen Grundlage

nationaler und internationaler Umweltpläne geworden. Ursprünglich

stammt der Begriff Nachhaltigkeit jedoch aus der Forstwirtschaft und bezog

sich anfänglich ausschließlich auf die Sicherung der Holzversorgung. Es

darf dem Wald nie mehr Holz entnommen werden, als zuwächst. Der Wald

hat aber neben der Funktion als Nutzwald auch andere Funktionen zu erfüllen,

wie etwa die Schutz-, Wohlfahrts- und Erholungswirkung. Um diese

in Einklang zu bringen, gibt es in Österreich sehr strenge forstrechtliche

Bestimmungen für die nachhaltige Waldnutzung.

Holz ist eine erneuerbare Ressource, die bei entsprechender Pflege des

Waldes immer wieder nachwächst. Für die Papier- und Zellstofffabriken ist

Holz der wichtigste Rohstoff. Damit auch in Zukunft genug Rohstoff verfügbar

ist, sind gesunde Wälder eine Grundvoraussetzung. Für die Papierproduktion

wird nur Holz verwendet, das während der Waldpflege als Durchforstungsholz

anfällt oder Schadholz, das dem Wald entnommen werden

muss. Auch Sägenebenprodukte, die in der Sägeindustrie beim Zuschnitt

von Rundholz zu Brettern, Latten etc. anfallen, finden Verwendung in der

Papierindustrie.

In Österreich

wächst jedes Jahr

mehr Holz nach,

als geerntet wird.

Der Wald in Österreich

Mit rund 0,5 Hektar Wald pro Einwohner gehört Österreich zu den waldreichsten Ländern

Mitteleuropas. Und der Wald wächst, seit 1950 hat sich der Waldanteil ständig erhöht. Die

meisten Wälder in Österreich sind das Ergebnis jahrhundertelanger nachhaltiger Bewirtschaftung.

Untersuchungen zeigen, dass diese Wälder zu den naturnähesten und ökologisch

günstigsten Vegetationsformen unserer heutigen Kulturlandschaft zählen. Bestimmte

Pflanzen und Tierarten sind von speziellen Bewirtschaftungsformen abhängig, sodass

der Forstwirtschaft wichtige Naturschutzaufgaben zukommen. Die Pflege von jungen Bäumen

sowie periodische Durchforstungen, sind Voraussetzung für stabile Waldbestände.

::: Der Vorrat an Holz in Österreichs Wäldern hat sich in

den vergangenen 60 Jahren verdoppelt.


Umwelt :: 9

Wald und Klimawandel

Auch die heimischen Wälder spüren

den Klimawandel. Trockenheit, Dürreperioden

und Extremwetterereignisse,

::: Insgesamt werden in Europa fast 60 Millionen Tonnen Papier recycelt.

wie z.B. Stürme setzen den Bäumen

stark zu. Vor allem Nadelbäume unter

Forstzertifizierung

Die nachhaltige Waldwirtschaft hat in

Österreich und in ganz Europa eine lange

Tradition. Mit der Forstzertifizierung

wird die Nachhaltigkeit der Waldnutzung

von unabhängigen Organisationen

anhand bestimmter Kriterien geprüft

und bestätigt.

Seinen Ausgangspunkt hat das Thema

Forstzertifizierung in der Nutzung der

Tropenwälder. Seit der Umweltkonferenz

von Rio de Janeiro 1992 wurde der Raubbau

weltweit in den Medien thematisiert.

Mit der Forderung nach einer Zertifizierung

sollte die Misswirtschaft zum

Schutz bedrohter Wälder eingedämmt

werden. Das weltweit größte Waldzertifizierungssystem

ist PEFC, gefolgt von FSC.

Chain of Custody

Der Nachweis dem Kunden gegenüber,

dass das in den Produkten enthaltene

Holz bzw. dessen Fasern, aus nachhaltiger

Nutzung stammt, kann durch Dokumentation

der sogenannten Chain of Custody

(CoC) geführt werden. Dieser freiwillige

Nachweismechanismus stellt eine zusätzliche

Ergänzung zu internationalen

und staatlichen Bemühungen dar, durch

verschärfte Gesetze gegen Waldzerstörung

und illegale Holznutzung vorzugehen.

Auch die Chain of Custody wird

durch eine unabhängige Zertifizierungsstelle

überprüft.

Darüber hinaus regelt die Europäische

Holzhandelsverordnung (EUTR), dass

ausschließlich legal geerntetes und

gehandeltes Holz auf den europäischen

Markt gelangen darf. Dies betrifft

auch weiterverarbeitete Produkte. Die

Legalität wird durch eine lückenlose

Nachweisführung und entsprechende

Kontrollen der zuständigen nationalen

Behörden überwacht.

Recycling

Die Österreichische Papierindustrie ist ein

Spitzenreiter in puncto Papierrecycling.

Drei Viertel der produzierten Papier-,

400 Meter Seehöhe leiden an Trockenstress

und Schädlingen wie dem

Borkenkäfer. Dadurch fällt vermehrt

Schadholz an, das möglichst schnell

aus dem Wald gebracht werden muss.

Die Papierindustrie unterstützt die

Waldbesitzer, indem sie zusätzliche

Holzlager errichtet um möglichst viel

Holz abnehmen zu können.

Pappe- und Kartonprodukte werden recycelt;

bei Verpackungen aus Papier – die

einem eigenen Sammelsystem unterliegen

– sind es sogar über 80 Prozent. In

der Europäischen Union liegt die Recyclingrate

bei etwa 73 Prozent. Sekundärfasern

aus Altpapier sind mittlerweile ein

unverzichtbarer Rohstoff für die Produktion

von innovativen Papierprodukten.

Der Altpapiereinsatz liegt in Österreich

bei etwa 50 Prozent des jährlichen Rohstoffbedarfs

und ist somit neben Holz die

wichtigste Rohstoffquelle für die Papierindustrie.

Tatsächlich hat das Material Papier

die höchste Wiederverwertungsquote

aller Sekundärrohstoffe, wie beispielsweise

Glas, Plastik oder Metall.


unserpapier :: 2019

Nachhaltigkeit

Energie

Für die Papier- und Zellstoffproduktion wird viel Energie benötigt. Diese wird aber

zum Großteil mit Produktionsreststoffen in eigenen Anlagen am Standort erzeugt.

Zusätzlich versorgen Papierfabriken auch Haushalte und Gemeindegebäude

mit überschüssigem Ökostrom und Fernwärme.

60%

Energie

Die Zellstoff- und Papiererzeugung zählt zu den energieintensiven

und gleichzeitig energieeffizienten Industriebranchen.

Mehr als die Hälfte der eingesetzten Brennstoffe sind erneuerbare

Reststoffe, in erster Linie Biolauge, Rinde und Klärschlamm.

Damit erzeugt die Papierindustrie neben Ökostrom auch Fernwärme.

Als fossiler Brennstoff wird hauptsächlich Erdgas verwendet.

Zusätzliche Reststoffe zum Beispiel aus der Altpapierauflösung

oder Restfraktionen von Altpapier, die stofflich nicht

mehr verwertbar sind, dienen ebenfalls noch als Energieträger.

Mittlerweile wird an den Standorten der Papierindustrie mehr

Energie erzeugt als verbraucht. Durch ständige Verbesserung

der Energieeffizienz können immer mehr Produkte mit immer

weniger Energieaufwand produziert werden.

der in den Papierfabriken

eingesetzen

Brennstoffe sind

biogen.

Typische große Energieanlagen sind in der Papierindustrie

Laugenverbrennungskessel, Wirbelschichtkessel und Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen.

Laugenverbrennungskessel

::: Im Laugenkessel wird durch die Verbrennung der Lauge erneuerbare

Energie erzeugt und gleichzeitig Chemikalien zurückgewonnen.

Laugenverbrennungskessel findet man sowohl in Sulfat- als

auch in Sulfitzellstofffabriken. Die Lauge fällt beim Aufspalten

des Holzes in Zellulose, Lignin und Hemizellulose an und ist ein

wichtiger Biobrennstoff für die Papierindustrie. Dabei verbrennen

die in der Lauge enthaltenen biogenen Bestandteile aus

dem Holz und können eine ganze Zellstofffabrik mit Energie versorgen.

Gleichzeitig werden die beim Holzaufschluss eingesetzten

Chemikalien (besonders Schwefel) in einem aufwändigen

Verfahren zurückgewonnen.

Wirbelschichtkessel

Die Wirbelschichtfeuerung eignet sich besonders gut für die thermische

Verwertung vieler im Betrieb oder außerhalb anfallender


Umwelt :: 11

Reststoffe. Hier können zum Beispiel Klärschlämme aus der

Abwasseraufbereitung oder Rinde zur Energiegewinnung

verwertet werden.

Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)

Trotz steigender Eigenerzeugung in hocheffizienten Kraft-Wärme-

Kopplungsanlagen muss an einigen Standorten Strom vom Netz

zugekauft werden. Die KWK-Anlagen der Papierindustrie tragen

gegenüber der getrennten Erzeugung von Strom und Wärme

erheblich zur Reduktion der Energieträger, des Stromimports und

damit der Kohlendioxidemissionen bei.

Für die Erzeugung von elektrischem Strom wird in der Papierindustrie

neben einem kleinen Teil an Wasserkraft fast ausnahmslos

die sogenannte Kraft-Wärme-Kopplung angewendet. Das

Verfahren ist mit niedrigen Emissionen verbunden und liefert

gleichzeitig Strom und Wärme: Die Papierindustrie benötigt Prozesswärme

für die Zellstoffkochung und Papiertrocknung, aber

auch Strom für den Antrieb der verschiedenen Produktions- und

Umweltschutzanlagen. Deshalb verfügt jede Fabrik über eine

eigene Energiezentrale, in der die Möglichkeiten der Kraft-Wärme-

Kopplung voll genutzt werden. Hier kommt sowohl die klassische

Form der Kraft-Wärme-Kopplung (Hochdruckdampfkessel-Gegendruckturbine),

als auch die Kombianlage (Gasturbine-Abhitzekessel-Gegendruckdampfturbine)

zum Einsatz. Die Kraft-Wärme-

Kopplung erlaubt wesentlich höhere Energieausbeuten, als dies

in den üblichen Kondensationskraftwerken möglich ist. Energie

stellt in der Papierindustrie – nach Rohstoffen und Personal – den

höchsten Kostenfaktor dar.

Reststoffe

Produktionsreststoffe, wie etwa Rinde, Klärschlämme aus

der Abwasserbehandlung und Sortierrückstände, sind für

die Papierindustrie wertvolle Biobrennstoffe. Gleichzeitig

ist die energetische Verwertung der festen Reststoffe auch

ein wichtiger Teil des Umweltschutzes. Die verbleibenden

Aschen und Schlacken sind größtenteils stofflich verwertbar,

zum Beispiel in der Ziegel- und Zementindustrie.

Prinzipiell wird in der Kreislaufwirtschaft verstärktes

Augenmerk darauf gelegt, Nebenstoffströme bestmöglich

zu verwerten.

CO2-Emissionen

der europäischen Papierindustrie

[in Mio. t]

60

50

Transport

normal zu erwartende

Rückgänge

(Business as usual)

40 %

weniger CO2-Emissionen

je Tonne Papier

seit 1990.

40

30

20

10

0

-10

direkte Emissionen

indirekte Emissionen

1990 2000 2010 2020 2030 2040

(heute)

2050

Einsparungspotenzial

unvermeidlich

bleibende Emissionen

Substitution

(von Gütern aus anderen

Branchen durch biobasierte

Nebenprodukte der

Papierindustrie)

BAT-Technologie

Brennstoffwechsel

Infrarottrocknung

neue Technologiekonzepte

::: Mit konventionellen Methoden

können bis 2050 höchstens minus

50 Prozent erreicht werden. Für darüber

hinausgehende CO 2-Einsparungen sind

neue Technologiekonzepte notwendig,

sogenannte Breakthrough Technologies.


unserpapier :: 2019

Nachhaltigkeit

Emissionen

Bei allen Verbrennungsprozessen entstehen

– abhängig vom eingesetzten

Brennstoff – Schwefeldioxid, Stickoxide,

Kohlendioxid und Staub. Durch geeignete

Verbrennungstechnologien (Wirbelschichtkessel)

oder geeignete Brenner (NOx-arme

Brenner) und effiziente Brennstoffe (Erdgas)

sowie Rauchgasentschwefelungsanlagen

und Elektrofilter wird die Abgabe der

genannten Stoffe an die Umgebung auf

ein Minimum reduziert. In der Umgebung

der Standorte von Zellstofffabriken besteht

heute im Normalbetrieb kaum Geruchsbelastung.

Selbst geringste Emissionen an

Schwefelverbindungen aus der Zellstofferzeugung

werden durch Einbindung in

die Verbrennungsanlagen entsorgt und

unschädlich gemacht. So konnten die Luftemissionen

erheblich reduziert werden.

CO 2 -Handel

Die Papierindustrie unterliegt dem

europäischen Emissionshandel für Treibhausgasemissionen.

Dadurch sind die

Unternehmen verpflichtet ihre CO2-

Emissionen kontinuierlich zu reduzieren.

Durch ihren überdurchschnittlich hohen

Anteil an erneuerbaren CO2-neutralen

Energieträgern, den breiten Einsatz von

Kraft – Wärme – Kopplungsanlagen sowie

die hohe Energieeffizienz der Prozesse

und Technologien ist die österreichische

Papierindustrie hier auf einem sehr guten

Weg. Darüber hinaus tragen die Unterstützung

nachhaltiger Waldbewirtschaftung,

der Einsatz nachwachsender und

erneuerbarer Rohstoffe und die mehrmalige

Wiederverwertung des Altpapiers zur

CO2-Speicherung bei.

Energiedienstleistungen und

Energielieferungen

Wie bereits beschrieben, ist der Kreislaufgedanke

in der Papierindustrie stark verankert.

So wird etwa die erzeugte Energie

bei Überschüssen anderen zur Verfügung

gestellt. Bei Wärme gibt es noch einiges

Potential im Niedertemperaturbereich.

Papierfabriken sind oft auch Wärmelieferanten

für die nähere Umgebung. Weitere

Erschließungen von Abwärmepotentialen

in der Industrie scheiterten aber öfters

an bürokratischen und wirtschaftlichen

Hürden, was in Zukunft ein Umdenken

-43 %

CO 2 Emissionen muss

die europäische Industrie

bis 2030 gegenüber

2005 einsparen.

in der Politik erforderlich macht. Die

Papierindustrie stellt aber auch Strom zur

Verfügung. Jährlich profitieren umgerechnet

mehr als 100.000 Haushalte von

ausgekoppeltem Strom.

Zur Stabilisierung der Stromnetze kann

die Papierindustrie ebenso einen Beitrag

leisten. Um Blackouts zu vermeiden, müssen

sich das Stromaufkommen und der

Verbrauch in einem Netz immer die Waage

halten. Viele große Papierunternehmen

können ihr Energieverhalten je nach

Bedarf anpassen und damit die Netze

entlasten. So erbringen sie eine wichtige

Energiedienstleistung. Eine Teilnahme

am Markt für solche Energiedienstleister

sollte auch für andere Unternehmen –

nicht nur für die bekannten Energieversorger

– leicht möglich sein.


Umwelt :: 13

Wasser

::: Mehrstufige Abwasserreinigungsanlagen

garantieren eine hohe Gewässergüte.

© BMNT

Wasser ist das wichtigste Hilfsmittel für

die Papiererzeugung. Es wird aus Flüssen

oder Brunnen am Standort entnommen.

An das Fabrikationswasser wird eine Reihe

von Anforderungen gestellt, wie zum

Beispiel bestimmte Temperatur, Reinheitsgrad,

Härte oder pH-Wert. Entspricht

die Qualität nicht den Anforderungen, ist

eine Wasseraufbereitung erforderlich.

In der Papierindustrie sind folgende

Begriffe für Fabrikationswasser gebräuchlich:

Als Frischwasser wird Wasser

bezeichnet, das noch in keiner Weise für

den Produktionsprozess genutzt wurde.

Als Rückwasser bezeichnet man Wasser,

das im Produktionsprozess bereits eingesetzt

wurde und im Kreislauf wieder

zurückgeführt wird. Nach Einsatz im

Produktionsprozess werden die Abwassermengen

mehrstufig gereinigt und

wieder in die Vorfluter, das sind Bäche

und Flüsse, zurückgeleitet. Die europäische

Wasserrahmenrichtlinie stellt hohe

Anforderungen an die Gewässerreinhaltung

durch die Betriebe. Dadurch wird

die Faserrückgewinnung nicht mehr nur

unter ökonomischen Gesichtspunkten

gesehen, sondern hauptsächlich auch aus

ökologischen Gründen forciert.

Kreislaufschließung

Das erste Mittel, Fasern und Hilfsstoffe

daran zu hindern, ins Abwasser zu gelangen,

ist eine hohe so genannte „Retention“

am Sieb, wo das Blatt gebildet

wird. Ein weiterer Schritt zur Senkung der

Abwasserbelastung liegt in der Kreislaufschließung.

Im Prozess eingesetztes

Wasser wird also nicht aus der Fabrik

geleitet, sondern nach einer Aufbereitung

wiederverwendet. Die Einengung und

Schließung der Kreisläufe stößt jedoch

durch die Anforderungen an das Produkt

und prozesstechnische Gründe an ihre

Grenzen. Daher muss eine gewisse Menge

des Kreislaufwassers durch Frischwasser

ersetzt werden.

Schema Wasserkreislauf einer Papierfabrik

::: Das Wasser wird zum größten Teil in Kreisläufen geführt.

Quelle: Initiative Umwelt und Papier Neusiedler GA

Frischwasser

Faserstoffe,

Hilfsstoffe

Verdunstung, Verbleib im Produkt

Wiederverwendung

Stofffänger

geklärtes Abwasser

Tertiärkreislauf

Stoffaufbereitung

Abwasserreinigung

Papiermaschine

Primärkreislauf

Sekundärkreislauf

Reststoffe


unserpapier :: 2019

Nachhaltigkeit

Abwasserreinigung

1 Mrd.

EURO

investierte die

Papierindusdrie in den

letzten Jahrzehnten in

Umweltschutzmaßnahmen.

Mechanische Reinigung

Die bei der Zellstoff- und Papierherstellung anfallenden Abwässer

werden vor der Einleitung in Fließgewässer mechanisch und biologisch

gereinigt. Falls notwendig, wird in manchen Fällen sogar

noch eine chemische Reinigungsstufe nachgeschaltet. Die mechanische

Vorreinigung der Abwässer erfolgt in Kläranlagen mittels

Sedimentations- oder Flotationsanlagen, bei denen üblicherweise

Flockungsmittel zur Verbesserung des Wirkungsgrades eingesetzt

werden. Bei dieser Reinigungsstufe wird ein Schlamm ausgeschieden,

der aus kurzen Fasern und Füllstoffen besteht. Dieser Schlamm

kann bei der Herstellung brauner und grauer Papierprodukte in die

Produktion zurückgenommen werden. Eine andere Möglichkeit

besteht darin, ihn mittels Siebbandpressen, Schneckenpressen oder

Zentrifugen zu entwässern und in Wirbelschichtkesseln zu verbrennen.

Er wird auch in Zementwerken und Ziegeleien verwertet. An

neuen Verwertungsmöglichkeiten wird geforscht.


Umwelt :: 15

Biologische Reinigung

Die anschließende biologische Reinigung

der Abwässer erfolgt anaerob und/oder

aerob in ein- oder mehrstufigen Anlagen.

Bei anaeroben Anlagen wird höher

konzentriertes Abwasser unter Sauerstoffausschluss

gereinigt. Das dabei gebildete

Methangas wird danach verbrannt. Bei

aeroben Anlagen wird das Abwasser unter

Luft- bzw. Sauerstoffzufuhr und Zugabe

von Nährstoffen durch Bakterien gereinigt.

Das Ergebnis der biologischen Reinigung

ist die Verringerung der organischen

Belastung. Bei der biologischen Reinigung

der Abwässer fällt Überschussschlamm

– auch Klärschlamm genannt – an, der

wiederum verbrannt, kompostiert oder

landwirtschaftlich verwertet wird.

Die Abwasserklärung erfolgt teils in eigenen

Kläranlagen, teils in Verbands- oder

kommunalen Kläranlagen. Die Qualität

des Ablaufes von biologischen Kläranlagen

wird hauptsächlich mit den Parametern

Feststoffe, biochemischer Sauerstoffbedarf

(BSB), chemischer Sauerstoffbedarf

(CSB) und dem Gehalt an adsorbierbaren

organischen Halogenverbindungen (AOX)

bewertet. Die in Österreich verlangten

Anforderungen an Abwässer zählen zu

den anspruchsvollsten in der Welt. Die

europäische Wasserrahmenrichtlinie gibt

als Mindeststandard die Erreichung des

guten Zustands für alle österreichischen

Fließgewässer vor. Als Feststoffe werden

ungelöste Substanzen wie Faserbruchstücke

und Füllstoffteilchen bezeichnet, die

im Abwasser enthalten sein können und

durch die mechanische und biologische

Klärung zum Großteil entfernt werden.

Der biochemische Sauerstoffbedarf (BSB)

sagt aus, wie viel gelösten Sauerstoff

die Mikroorganismen dem Wasser beim

Abbau der im Abwasser enthaltenen organischen

Substanzen entziehen. Er sollte

möglichst gering sein. Durch biologische

Kläranlagen wird der BSB um über 95 Prozent

verringert.

Quelle: Arbeitsgemeinschaft Wirtschaft und Schule

::: Bevor das Wasser zurück in die

Vorfluter geleitet wird, wird es mehrstufig gereinigt.

Während sich BSB-Angaben auf den Abbau organischer Stoffe durch Mikroorganismen

beziehen, gibt der chemische Sauerstoffbedarf (CSB) Auskunft über die Sauerstoffmenge,

die benötigt wird, um auch die biologisch schwer oder nicht abbaubaren Stoffe durch

Oxidation zu entfernen. Der Wirkungsgrad biologischer Kläranlagen liegt für diesen Parameter

in günstigen Fällen bei 60 bis 70 Prozent, in Sonderfällen bei bis zu 90 Prozent,

sodass zwar die Belastung der Vorfluter zahlenmäßig höher ist, aber die unmittelbare

Sauerstoffzehrung aus dem Flusswasser und damit eine Veränderung der Mikroflora

und -fauna des Fließgewässers ausbleibt. Als Maß für schwer abbaubare, organische

Halogenverbindungen dient der AOX- Wert. Er wird beim Einsatz der Elementarchlorfreien

- Zellstoffbleiche (ECF-Verfahren) und durch Nassfestmittel bei der Papierproduktion

hervorgerufen. Moderne Bleichverfahren reduzieren die Chlorverbindungen auf ein

Mindestmaß, sodass heute die Emissionen aus diesem Bereich sehr niedrig sind.

Schema Reinigung mit Verbandskläranlage

INDUSTRIE

Interner

Wasserkreislauf

Biologische Reinigung

Sauerstoff

Belebungsbecken

Nachklärbecken

Vorfluter/Flüsse/Seen

Vorbehandlung

Absetzbecken

Rücklaufschlamm

Überschuss

schlamm

GEMEINDE

Rechen/Sandfang/Öl-Fettfang

Schlammbehandlung

Faulturm

Stabilisierter

Schlamm

Landwirtschaft

Deponie

Verbrennung


unserpapier :: 2019

Nachhaltigkeit

Menschen

Arbeitssicherheit

In der Papierindustrie wird Arbeitssicherheit

besonders hohe Bedeutung

beigemessen. Das Unfallgeschehen wird

in der österreichischen Papierindustrie

seit 1986 statistisch erfasst, seitdem

sind die meldepflichtigen Betriebsunfälle

stark gesunken. Im Rahmen eines

eigenen Managementsystems können

sich Unternehmen freiwillig bezüglich

ihrer Arbeitssicherheit auditieren lassen.

Bewusstseinsbildung und Motivation

der Mitarbeiter stehen im Vordergrund.

Arbeitssicherheit ist in den Fabriken

inzwischen integrierter Bestandteil der

Unternehmenskultur. Die technischen

Systeme sind durch Verbesserungen

schon sehr ausgereift. Nur durch weitere

Schulungen und Bewusstseinsbildung

kann menschliches Versagen verhindert

werden. Auch von den Lieferanten und

Fremdarbeitern wird die Einhaltung

grundlegender Mindeststandards verlangt.

Und auch außerhalb des Werkes

gehören eine sichere Verladung und der

Transport zu den Kunden mit dazu. Mittels

eines Leitfadens werden Verladern

und LKW- Fahrern gute Hinweise zur richtigen

Ladegutsicherung gegeben. Durch

diese Maßnahmen gelingt es einzelnen

Unternehmen über Jahre hinweg unfallfrei

zu bleiben.

Schutz und Förderung der Gesundheit

Zur Gesundheit gehören neben körperlichem, sozialem und psychischem Wohlbefinden

auch Leistungsfähigkeit, Selbstverwirklichung und Sinnfindung. Mittels gezielter

Gesundheitsförderung soll Krankheiten am Arbeitsplatz, einschließlich der arbeitsbedingten

Erkrankungen, Arbeitsunfällen, Berufserkrankungen und Stress, nachhaltig

vorgebeugt werden. Gesundheitspotenziale sollen gestärkt und das Wohlbefinden am

Arbeitsplatz verbessert werden. Diese Ziele sollen durch Erfahrungsaustausch, gemeinsame

Aktionen und Projekte sowie durch Benchmarking erreicht werden. Das Gesundheitsbewusstsein

der Mitarbeiter muss durch Überzeugungsarbeit gestärkt werden.

Gesundheitsberichte in den Betrieben geben einen Überblick über die Tätigkeit und die

zukünftige Planung. Nicht nur Betriebsärzte und Arbeitsmediziner, auch die Geschäftsleitungen,

die Personalleiter, Betriebsräte und Gewerkschaften

sind in diesen Prozess eingebunden und ziehen gemeinsam

an einem Strang. Leitfäden zu gesundheitsrelevanten

Themen sollen betroffenen Mitarbeitern

helfen, optimal mit diesen Belastungen umzugehen.

0

Unfälle

lautet das Ziel der

Branche, nach dem

Motto "Jeder Unfall

ist vermeidbar"

::: Arbeitssicherheit und Gesundheitsförderung

haben in der Papierindustrie einen hohen

Stellenwert.


Menschen :: 17

Lehre

Karriere mit Papier

Die Papierindustrie bietet eine Vielzahl an Karrierechancen - vorallem für Lehrlinge!

Neben Papiertechnikern und kaufmännischen Berufen werden noch viele weitere Berufe in

den Betrieben der Papierindustrie ausgebildet. Die Entlohnung der Mitarbeiter nimmt dabei

im Branchenvergleich einen Spitzenplatz ein.

Papiertechniker

Die Bedienung und Überwachung von Papiermaschinen ist das Hauptaufgabengebiet

eines Papiertechnikers. Diese Tätigkeit ist mit einer hohen Verantwortung verbunden,

da moderne Papiermaschinen einen Wert von mehreren hundert Millionen Euro repräsentieren

und hinsichtlich Größe, Produktionskapazität und vor allem aber ihrer technischen

Komplexität ungeheure Dimensionen erreicht haben. Um derartig komplexe

Systeme bedienen zu können, bedarf es hochqualifizierter Mitarbeiter. Daher gestaltet

sich die 3,5 Jahre dauernde Ausbildung zum Papiertechniker sehr anspruchsvoll, breit

gefächert und interessant. Abgerundet wird die Berufsausbildung in der Papierfabrik

durch zusätzliche theoretische und praktische Inhalte in der Berufsschule. Durch seine

Anforderungen zählt der Beruf zu den bestbezahlten in der gesamten Industrie.

Chemielabortechniker

Eine der Hauptaufgaben von Chemielabortechnikern ist die Qualitätskontrolle und

-sicherung. Andere Arbeitsbereiche beschäftigen sich mit der Arbeitssicherheit und dem

Umweltschutz. Sie führen Untersuchungen und Versuche u.a. an Rohmaterialien, Zwischen-

und Fertigprodukten sowie Abfällen durch und beschäftigen sich mit der Beschaffenheit,

der Bildung und Zerlegung, der Reinheit und der Verwendbarkeit von Stoffen. In

Forschungslaboratorien entwickeln, verbessern und erproben sie neue Verfahren. Zusätzlich

entwickeln sie Untersuchungs- und Analysemethoden, die sie laufend verbessern. Die

Mitarbeiter standardisieren und analysieren Proben und bestimmen Inhaltsstoffe. Nicht

zuletzt führen sie Materialkontrollen durch und arbeiten daran, diese zu verbessern.

::: Papiertechniker

Elektrobetriebstechniker mit Schwerpunkt Prozessleittechnik

Elektrotechniker montieren, installieren, warten, erweitern und reparieren die elektrischen

Anlagen, Maschinen und Geräte eines Betriebes. Sie sind für elektrische und

elektronische Arbeiten an Betriebsanlagen zuständig. Das betrifft Generatoren, Verteileranlagen,

elektrische Antriebe, Notruf- und Sprechfunkanlagen sowie Haushaltsund

Großküchengeräte. Eine Voraussetzung für die Arbeit an so unterschiedlichen

technischen Anlagen ist deshalb die Fähigkeit, Schalt- und Stromlaufpläne und andere

technische Entwürfe zu lesen, verstehen und auch erstellen zu können. Wichtige Aufgabenbereiche

der Elektrobetriebstechniker sind auch das Instandsetzen, Prüfen und

Tauschen von Bauteilen oder Baugruppen der Pneumatik (durch Druckluft gesteuerte

Prozesse), Elektromechanik und Elektronik im Zuge von Reparaturarbeiten.

::: Chemielabortechnikerin


unserpapier :: 2019

Nachhaltigkeit

Metalltechniker

Metalltechniker sind mit der Herstellung von Maschinenteilen sowie mit dem Zusammenbau,

der Aufstellung, der Inbetriebnahme, der Wartung und der Reparatur

von Maschinen und Anlagen befasst. Weitere Arbeiten sind das Bearbeiten von unterschiedlichen

Materialien, der Einsatz von Schmiermitteln und der Korrosionsschutz (das

Verhindern von Rost). Sie stellen auch Ersatzteile und Maschinenbauelemente her und

bauen diese ein. Dafür beherrschen Metalltechniker verschiedene Materialbearbeitungstechniken

(Löten, Bohren, Schmieden, Sägen, etc.). Oftmals programmieren und bedienen

sie auch rechnergestützte CNC-Werkzeugmaschinen (computer numeric control). Sie

beurteilen die Arbeitsergebnisse und sorgen für die Einhaltung der Qualitätsstandards.

Energie- und Umwelttechniker

::: Metalltechniker

Energie- und Umwelttechniker sind in vielen Bereichen der Papier- und Zellstoffindustrie

tätig. Lehrlinge machen dabei schon Bekanntschaft mit allen Abteilungen und

den damit zusammenhängenden Tätigkeiten. Ein Energie- und Umwelttechnik-Lehrling

lernt das Lesen und Anfertigen einfacher Skizzen und Zeichnungen, das selbstständige

Planen und das Vorbereiten von Proben sowie das Durchführen von Analysen.

Ein weiterer Arbeitsbereich ist das Instandsetzen und Warten von Maschinen

und Anlagen im Bereich der Abwasserbehandlung. Ein Energie- und Umwelttechniker

erkennt und klassifiziert Abwässer und wählt die richtige Behandlungsmethode dafür

aus. Lehrlinge erlernen das sichere und fachgerechte Betreiben von Geräten, Maschinen

und Anlagen und erhalten die Befähigung zur Ausübung der facheinschlägigen

Tätigkeit als Klärwärter. Die ausgelernten Lehrlinge sind Profis in Sachen Recyclingund

Entsorgungstechnik.

::: Energie- und Umwelttechniker

Aus- und Weiterbildung

Die hohen Anforderungen ebenso wie der rasante

technologische Fortschritt erfordern die Bereitschaft der

Mitarbeiter zur ständigen Weiterbildung. Diese Aufgabe

erfüllt für die Branche zum größten Teil das Ausbildungszentrum

der Österreichischen Papierindustrie

(ABZ) in Steyrermühl. Dort gibt es für die Mitarbeiter der

Papierbranche neben einer Ausbildung zum Werkmeister

ein reichhaltiges Angebot von Kursen und Semina-

ren. Nach Absolvierung der Matura besteht die Möglichkeit,

das Studium der Papier- und Zellstofftechnik an

der Technischen Universität Graz zu beginnen. Diese

Ausbildung steht aber auch besonders ambitionierten

Mitarbeitern nach Abschluss der Lehre und Ablegung

der Berufsreifeprüfung offen.

Informationen dazu findest du unter:

www.papiermacherschule.at


Wirtschaft :: 19

::: Österreich ist aufgrund der Holzund

Wasserverfügbarkeit ein guter

Standort für die Papierindustrie.

Wirtschaft

Ein wichtiger Wirtschaftsfaktor

Österreich ist durch seinen Holz- und Wasserreichtum ein

guter Standort für die Papierproduktion. Rund 1,5 Prozent der

Weltpapierproduktion entfallen auf die österreichische

Papierindustrie. Mit einer Exportquote von fast 90 Prozent

steht die Papierindustrie stark im internationalen Wettbewerb.

Dies resultiert in Spitzenpositionen, die die heimische Papierindustrie

international einnimmt. In den letzten zehn bis zwanzig

Jahren lässt sich innerhalb der Papierindustrie weltweit ein

Trend zur Internationalisierung feststellen, dem sich auch

Österreich durch ausländische Beteiligungen im Inland

aber auch durch österreichische Beteiligungen im Ausland,

nicht verschließen kann. Die Beweggründe dafür sind zweifellos

die Verstärkung der Marktposition im Bereich des jeweiligen

Produktionssegments, die Ausnutzung von Synergieeffekten

und der Austausch von Know-how. Alle diese Maßnahmen

haben dazu geführt, dass sich die heimische Papierindustrie

am Weltmarkt auch gegenüber harter Konkurrenz behauptet.


unserpapier :: 2019

Rohstoffe

Rohstoffe


Holz :: 21

Holz

Die Wertschöpfungskette Holz

Die Zellstoff- und Papierproduktion ist

ein integrierter Bestandteil der gesamten

Wertschöpfungskette Holz. Durch die

Klima- und Energieziele spielt Holz als

erneuerbarer Energieträger eine immer

größere Rolle. Die optimale Nutzung des

wertvollen Rohstoffs Holz ist deshalb

umso wichtiger. In der Papierindustrie

wird Holz aufgespalten und die Fasern zu

Produkten wie Papier und Zellstoff weiterverarbeitet.

Die anderen Holzbestandteile

können mittlerweile zu Nebenprodukten

verarbeitet werden und finden sich in

Form des Zuckerersatzstoffes Xylit in

Zahnpasten und Kaugummis oder als Bioessig

in Essiggurkerl wieder. Auch einige

fossile Ausgangsstoffe der chemischen

Industrie können durch Nebenprodukte

der Zellstoffproduktion ersetzt werden.

All diese Möglichkeiten sind Ergebnisse

von Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten

in Richtung Bioraffinerie. Schlussendlich

dienen alle übrigen – nicht anders

verwertbaren – Reststoffe noch immer

als erneuerbare Energieträger, sodass die

Papierindustrie mittlerweile Strom und

Wärme für über 100.000 Haushalte ins

öffentliche Netz liefert.

Zuwachszonen, den Jahresringen,

konzentrisch aufbaut. Die Cambiumschicht

umschließt als dünner Mantel

den Holzkörper. Das Dickenwachstum des

Stammes geht vom Cambium aus, in dem

es nach innen immer neues Holz bildet

und nach außen den Bast. So entstehen

im Stammquerschnitt die Jahresringe.

Den Abschluss des Stammes nach außen

bildet die Rinde oder Borke aus toten Korkzellen

und abgestorbenem Bast. Vom Bast

aus laufen zahlreiche Markstrahlen in den

Holzkörper. Sie dienen dem Wassertransport

sowie der Leitung und Speicherung

organischer und anorganischer Stoffe.

Sogenannte „Langfasern“ – mit 1,1 bis 6,0

mm – werden aus Nadelholz wie Fichte,

Tanne und Kiefer und Kurzfasern – mit

0,4 bis 2,0 mm – aus Laubholz wie Buche,

Birke, Eukalyptus und Pappel gewonnen.

Chemische Zusammensetzung

Die chemischen Hauptbestandteile des

Holzes sind Zellulose, Hemicellulosen

sowie Lignin. Nebenbestandteile sind die

Extraktionsstoffe Harze, Wachse, Fette und

Gerbstoffe sowie anorganische Bestandteile,

die sich in der Asche wiederfinden.

Zellulose besteht aus Glucosemolekülen.

Sie wird von den Pflanzen mittels Fotosynthese

aus Kohlendioxid und Wasser

unter Freisetzung von Sauerstoff gebildet.

Die Hemicellulosen sind eine chemisch

sehr uneinheitliche Mischung von Polysacchariden.

Lignin dient als Kittsubstanz

im Verbundwerkstoff Holz und besteht aus

phenolischen, aromatischen, substituierten

Ringen. Beim Holzaufschluss und der

anschließenden Bleiche wird das hochpolymere

Lignin abgebaut und löslich gemacht.

Holzanlieferung

Rundholz wird überwiegend in Rinde

und in Längen von zwei bis sechs Metern

an die Fabriken geliefert. Es handelt sich

dabei um Durchforstungsholz aus der

Waldpflege. Für die Holzschliffproduktion

wird das Langholz gekürzt und auf Stapeln

zwischengelagert. Gegen Schädlingsbefall

und Feuchteverlust werden die Holzlager

mit Wasser besprüht. Anschließend wird

das Holz entrindet.

:::>

Holzfaserstoffe

Cambium Spätholz Frühholz Mark

Zur Papierherstellung werden verschiedene

Holzfasern eingesetzt. Je nach Holzart

haben sie bestimmte Eigenschaftsmerkmale

und werden unterschiedlich weiterverarbeitet.

Im Zentrum eines Baumstammes

befindet sich das Mark, das vom

eigentlichen Holzkörper umschlossen

wird, welcher sich aus periodischen

Außen

rinde

Bast

Markstrahlen

Harzgang

Das Keilstück aus

einem Stamm

veranschaulicht

Holzaufbau und

-wachstum.


unserpapier :: 2019

Rohstoffe

Für die Refinerverfahren werden die Holzprügel in Hackmaschinen

zu Hackschnitzeln aufgearbeitet, sortiert und in Silos oder

Freilagern zwischengelagert. Auch zur Produktion von Zellstoffen

muss die Rinden- und Bastschicht des Holzes entfernt werden.

Neben Rundholz wird Hackgut, das als Nebenprodukt in der Sägeindustrie

anfällt, eingesetzt. Das Hackgut wird ca. 6 bis 8 Wochen

in großen Haufen (Piles) gelagert, um eine Oxidation des Harzes

durch mikrobiellen Abbau unter dem Einfluss des Luftsauerstoffes

und einen Feuchtigkeitsausgleich zu erreichen. Dadurch

werden spätere Schwierigkeiten im Produktionsprozess vermieden

und die Gleichmäßigkeit der Qualität verbessert. Staub, Stifte

und grobe Holzstücke werden aus den Hackschnitzeln aussortiert,

danach werden sie in die Kocher befördert.

::: Hackschnitzel werden in Piles unter freiem Himmel gelagert.

Holzschliff

Das entrindete Holz kommt zuerst in den Schleifer. Menge

und Güte des Holzstoffes hängen von vielen Faktoren, wie zum

Beispiel der Holzqualität, den Schleifbedingungen oder der

Holzfeuchtigkeit ab.

Holzstoff

Aufarbeitung des Stoffes

Heutzutage bilden Hackschnitzel

das Basismaterial

für die Refinerholzstoff-Herstellung.

Diese

werden in Scheibenrefinern

zwischen Mahlplatten

zerfasert. Diese

Faserprodukte werden

dann zum Beispiel für

Zeitungsdruckpapiere,

Druckpapiere, Packpapiere,

Karton, Pappen

oder Hygienepapiere

eingesetzt.

Der im Schleifertrog anfallende Stoff enthält grobe Splitteranteile

(„Sauerkraut“) und feinere Splitter in Form von noch nicht

genügend aufgeschlossenen Holzsplittern und Faserbündeln. Die

groben Anteile werden nach einer weiteren Zerkleinerung und

Mahlung wieder dem Sortiersystem zugeführt. Die Fasern gelangen

dann in die Feinsortierung. Die feineren Fasern werden in

einem mehrstufigen Drucksortiersystem (Loch/Schlitz) aufbereitet.

Der Gutstoff (Akzept) wird in Cleanerstufen weiterbehandelt.

Die ausgeschiedenen Spuckstoffe (Rejekte) mit Splittern und

Faserbündeln werden in einer Refinermahlung nachbehandelt.

Der gesamte Gutstoff wird in Scheibenfiltern eingedickt und der

Papierfabrik zugeleitet. Bei dieser Herstellung kann das eingesetzte

Holz mit sehr geringen Verlusten zu Faserstoff verarbeitet

werden. Die Ausbeute liegt bei rund 97 Prozent.

::: In einer Trommel werden die Rundholzbloche entrindet.

Die Rinde wird u.a. als erneuerbarer Energieträger genutzt.


Holz :: 23

Refinerholzstoff – TMP

Heutzutage werden in Refinern vor allem Hackschnitzel aus

Nadelhölzern verarbeitet. Hierbei wird ausschließlich unter

Druck zerfasert. Hier kommen auch Hölzer zum Einsatz, die

z.B. im Schleifprozess aus technologischen und qualitativen

Gründen nicht verwendet werden können (wie z. B. Sägeresthölzer).

Ein weiterer Vorteil der Refinerholzstoffe gegenüber den

Steinschliffen besteht in den höheren Festigkeitswerten und

einem geringeren Splitteranteil. Bei bestimmten Papieren kann

dadurch der Zellstoffanteil in der Rezeptur reduziert werden,

bzw. sogar gänzlich entfallen. Die Ausbeute des eingesetzten

Holzes beträgt wegen der höheren Zerfaserungstemperatur

gegenüber dem Schliff zirka 95 Prozent. Die Sortierung der

gemahlenen Fasern wird wie bei den konventionellen Steinschleifverfahren

durchgeführt. Die anfallenden Rejekte werden

entweder vor die zweite Mahlstufe zurückgeführt oder in

einer separaten Rejektmahlstufe aufbereitet.

PRINZIPSCHEMA

SCHEIBEN-

REFINER

Dampf

1

2

1

2

3

4

Hackschnitzel

Hackschnitzelsilo

Refiner

gegeneinander

rotierende

Mahlscheiben

3

Wasser

4

Holzstoff zur

Stoffzentrale

Sortieren

Mahlen

Eindicken

Bleichen

PRINZIPSCHEMA

STETIG-

SCHLEIFER

1 1

2

3

3

1

2

3

4

5

Holzprügel

Holzfüllschacht

Ketten

Schleifstein

Fasertrog

4

5

Sortieren

Mahlen

Eindicken

Bleichen

Holzschliff

zur Stoffzentrale

::: Der offene Doppelscheibenrefiner verarbeitet mit seinem

Mahlplatten Hackschnitzel.

Holzschliff- und Holzstoffbleiche

Für höhere Weißgrade wird der fertig aufbereitete Faserstoff gebleicht.

Man unterscheidet hier zwischen reduzierender Bleiche

(z. B. Natriumdithionit-Verfahren) und der oxidierenden Bleiche

(Wasserstoffperoxid-Verfahren). Bei der oxidierenden Bleiche

werden höhere Weißegrade erreicht. Für höchste Weißgrade

werden beide Bleichverfahren zweistufig angewandt.


unserpapier :: 2019

Rohstoffe

Zellstoff

::: Zellstoff wird durch den chemischen Aufschluss

von Holz gewonnen.

Für den chemischen Aufschluss von Holz gibt es verschiedene Verfahren, die sich sowohl nach der Holzart, als auch nach dem gewünschten

Endprodukt richten. Für die Herstellung von Zellstoff nach dem sauren Bisulfitverfahren werden im allgemeinen Fichte und Tanne

eingesetzt, vermehrt aber auch Laubhölzer. Der Sulfitzellstoff ist im ungebleichten Zustand hell, lässt sich leicht bleichen und dient vorwiegend

zur Herstellung von grafischen Papieren (Schreib- und Druckpapieren) und Hygienepapieren. Das alkalische Aufschlussverfahren

ist besonders für die harzreiche Kiefer und Lärche geeignet, doch lassen sich nach dieser Methode alle Holzarten sowie Einjahrespflanzen

aufschließen. Das Verfahren ist weltweit am meisten verbreitet. Der alkalisch aufgeschlossene Zellstoff ist dunkler, schwerer bleichbar und

eignet sich besonders für die Herstellung von Packpapieren aber auch des gesamten Bereiches der grafischen Papiere.

Sulfitzellstoff

Heute kommen neutrale und saure Sulfit-Kochverfahren zur Anwendung. Die sauren Kochverfahren kann man nach der verwendeten

Base einteilen in das Calciumbisulfit-, Magnesiumbisulfit-, Ammoniumbisulfit- und Natriumbisulfitverfahren. Magnesiumhaltige

Bisulfitablaugen können verhältnismäßig leicht wieder aufbereitet und verarbeitet werden, sodass heute in Österreich im Bereich

der sauren Kochverfahren ausschließlich die Magnesiumbisulfitmethoden angewandt werden. Die Faserausbeute liegt bei diesem

Verfahren im Bereich von 40 bis 50 Prozent.

Sulfitkochprozess

Beim Magnesiumbisulfitverfahren verwendet man als Base hydratisiertes

Magnesiumoxid, Mg(OH)2, das in Form einer Aufschlämmung

mit SO2-Gas in Absorptionstürmen zur Reaktion gebracht

wird. Heute wird vor allem flüssiges SO2, das bei der Entschwefelung

von Erdöl anfällt, eingesetzt.

Die am häufigsten eingesetzte Holzart Fichte enthält ca.

40 % - Cellulose,

25 % - Hemicellulose,

30 % - Lignin als verkittende Substanz und

5 % - Begleitstoffe (Harz, Fette, Mineralstoffe usw.).

Die Hackschnitzel werden aufgeschlossen, wobei die Kitt-

substanz Lignin chemisch in eine lösliche Form umgewandelt wird

und die Cellulosefasen freilegt. Die Zellstoffkocher arbeiten entweder

chargenweise (diskontinuierlich) oder kontinuierlich.

Die bis zu 400 Kubikmeter großen diskontinuierlichen Kocher

bestehen aus säurefesten Stahlbehältern. Die Kocher werden von

oben mit Hackschnitzeln befüllt und durch eine Umwälzung, bei

welcher die Kochflüssigkeit über ein Sieb aus dem Kocher abgezogen

und mittels säurefester Pumpen durch einen dampfbeheizten

Wärmeaustauscher gepumpt und wieder in den Kocher zurückgeführt

wird, auf Druck und Temperatur gebracht. Die Kocherumtriebszeiten

schwanken je nach den gewünschten Zellstoffqualitäten,

der Holzart und der Stärke der Säure zwischen acht und zwölf

Stunden, der Druck beträgt bis zu 9 bar, die Temperatur 120 bis 160

Grad Celsius. Die Vorteile der kontinuierlichen Kochverfahren liegen

in einer Verminderung des Dampfverbrauches, in einer Erhöhung

der Produktion und in einer gleichmäßigen Zellstoffqualität.


2 Mio.

TONNEN

Primärfaserstoff

werden in

Österreich jährlich

erzeugt.

Zellstoff :: 25

SULFIT-

PROZESS

CHEMIKALIEN-

KREISLAUF

Holz

::: In Österreich wird an sieben Standorten Zellstoff hergestellt, zumeist in integrierten Fabriken.

und Chemikalienrückgewinnung dominiert das Lenzinger Verfahren

mit einem Rückgewinnungsgrad von mehr als 85 Prozent des

eingesetzten MgO und 80 Prozent des eingesetzten Schwefels.

Kocher

Zellstoff

Ablauge

Wäscher

Sulfitzellstoffbleiche

Kochsäure

Frisch SO2

Aufstärken

SO2

Magnesiumbisulfit

Mg(HSO3)2

Absorbieren

Magnesiumhydoxid

Mg(OH)2

Rauchgas SO2

Hydratisieren

Asche MgO

Wasser

Magnesiumoxid

MgO

Zellstoff

Eindampfanlage

Dünnlauge

Dicklauge

Verbrennungskessel

Dicklauge

Kondensat

Essigsäure

Furfural

Methanol

Energie

Dampf

Elektrischer Strom

In diesem Verfahrensschritt werden die beim Aufschluss noch in

den Fasern verbliebenen Restsubstanzen, vor allem das Restlignin,

mit Hilfe der Bleichchemikalien herausgelöst. Für die Bleiche muss

deshalb mit einem weiteren Ausbeuteverlust von vier bis sechs

Prozent gerechnet werden. Die Bleiche des Zellstoffes erfolgt kontinuierlich

in mehreren Stufen. Man verwendet als Reaktionsgefäße

Türme und spricht daher von einer Turmbleiche.Als Bleichmittel

werden in Österreich ausschließlich Sauerstoff (O2), Wasserstoffperoxid

(H2O2) und Ozon (O3) eingesetzt.

Nach vollendeter Bleiche gelangt der Zellstoff in die Nachsortierung

und anschließend in circa zehnprozentiger Suspension in die

Papierfabrik für die eigene Erzeugung. Wird Marktzellstoff produziert,

so wird er für den Transport und Verkauf auf einer Entwässerungsmaschine

zu Bahnen und Blättern bzw. auf einer Flockentrocknungsanlage

getrocknet und in Ballenform gepresst.

Chemikalienkreislauf

Als Dünnlauge bezeichnet man die Flüssigkeit im Kocher nach dem

Aufschlussprozess. Sie enthält das Lignin und andere herausgelöste

oder abgebaute Bestandteile des Holzes, darunter auch einige Prozente

Zucker. Sie wird zur Dicklauge eingedampft. Durch Verbrennung

wird die in ihr steckende Energie dann nutzbar gemacht. Die

Zellstofferzeugung ist energetisch autark und gibt sowohl Strom

als auch Wärme in öffentlichen Netze oder an die angeschlossene

Papierfabrik ab. Außerdem regeneriert man aus ihr die enthaltenen

Chemikalien und erzeugt wieder frische Kochsäure. Für die Wärme-

::: Verkaufszellstoff wird zu Blättern getrocknet

und transportgerecht verpackt.


unserpapier :: 2019

Rohstoffe

Sulfatzellstoff

Sulfatkochprozess

::: Sulfatzellstoff ist dunkel und wird vorwiegend

zur Herstellung von Kraftpapieren z.B. für hochwertige

Wellpappe verwendet.

Bei diesem Verfahren wird Holz unter Druck mit wässerigen

alkalischen Chemikalien (NaOH, Na2S) aufgeschlossen. Die für

den Aufschluss benötigten Chemikalien werden in zwei geschlossenen

Kreislaufprozessen, dem Alkalikreislauf und dem Kalkkreislauf,

aus der Dicklauge des Kochprozesses größtenteils wiedergewonnen.

Die beim Holzaufschluss auftretenden Verluste werden

durch Zugabe von Natriumsulfat und gebranntem Kalk gedeckt.

Die Aufschlusslauge besteht aus Natronlauge und Natriumsulfid,

welches bei der Laugenregeneration aus Natriumsulfat entsteht.

Dieses Verfahren ist unter dem Namen „Sulfatverfahren“ bekannt.

Beim Kochprozess entstehen geringe Mengen übel riechender

Schwefelverbindungen. Diese werden möglichst vollständig

abgesaugt und zur Geruchsentsorgung in die Verbrennung

eingebunden. Als Rohstoffe für das Sulfatverfahren können alle

Holzarten (auch Einjahrespflanzen) verwendet werden. Mehr als

80 Prozent der weltweiten Zellstoffproduktion erfolgt nach dem

Sulfatverfahren. Die dabei erzielbare Faserausbeute liegt bei 45

bis 60 Prozent, je nach gewünschter Faserqualität.

Wie beim Sulfitprozess wird das Holz zu Hackschnitzeln zerhackt,

sortiert und dem Kocher zugeteilt. Der Aufschluss erfolgt

in kontinuierlich oder diskontinuierlich arbeitenden Kochern.

Das Kochgut wird mit Wärmeaustauschern und Umwälzpumpe

und/oder Direktdampfaufheizung erhitzt. Sulfatzellstoff wird

bei Temperaturen zwischen 150 Grad Celsius und 170 Grad Celsius

bei sieben bis acht bar Druck gekocht. Gekocht wird mit der

so genannten „Weißlauge“. Nach der Kochung wird das Kochgut,

Zellstoff und Dünnlauge, in einen Tank geblasen. Es muss nun

die Trennung zwischen Faserstoff und „Schwarzlauge“ erfolgen,

wobei die Lauge in möglichst hoher Konzentration und Vollständigkeit

gewonnen werden muss. Diese Trennung erfolgt über

Waschfilter oder Diffuseure, die hintereinander geschaltet und

zu einer Filterstraße vereinigt sind. Die Schwarzlauge hat einen

Trockengehalt von 15 bis 20 Prozent. Beim Sulfatverfahren wird

die Sortierung ebenfalls in geschlossenen Anlagen vorgenommen,

bevor der Zellstoff in die Wäsche gelangt.

Chemikalienrückgewinnung

Die Wirtschaftlichkeit einer Sulfatzellstoff-Fabrik beruht auf der

Wiedergewinnung der Chemikalien und Nutzung der Dicklauge

als erneuerbarer Brennstoff. Das Verfahren ist energetisch

autark und gibt zusätzlich Ökostrom und Fernwärme ab. Die aus

der Filterstraße kommende Schwarzlauge wird in Dünnlaugenbehältern

gesammelt und gelangt von diesen mit 15 bis 20 Prozent

Feststoffgehalt in eine mehrstufige Eindampfanlage, in der

sie auf etwa 62 bis 65 Prozent Trockengehalt – neuerdings auch

in Superkonzentratoren bis auf 75 Prozent Trockengehalt – eingedickt

wird. In dieser Form ist sie brennbar. Der Dicklauge wird

vor der Verbrennung im Laugenverbrennungskessel Natriumsulfat

zum Ausgleich der Chemikalienverluste zugesetzt.

Die organischen Bestandteile verbrennen, der Rückstand besteht

aus Alkalisalzen, die in Form einer Schmelze anfallen und

vorwiegend aus Soda und Natriumsulfid bestehen. Die Schmelze

wird laufend abgezogen und in einem Lösebehälter in Wasser

gelöst. Hier entsteht die so genannte „Grünlauge“, die Soda


Zellstoff :: 27

(Na2CO 3 ) und Natriumsulfid (Na2S) enthält. Da Soda für den

Aufschluss nicht verwendet werden kann, muss die „Grünlauge“

kaustiziert werden, wobei Natriumcarbonat Na2CO 3 in Natriumhydroxid

(NaOH) überführt wird. Diese Umwandlung

wird mit Kalkmilch durchgeführt. Dabei entsteht Calciumcarbonat,

das als Schlamm anfällt. Die Lauge wird in

Sedimentiergefäße oder Filter gepumpt, wo der

Kalkschlamm abgetrennt wird. Die darüber

stehende klare Frischlauge – die „Weißlauge“

– wird in den Frischlaugenbehälter

abgezogen und der Kocherei zugeführt.

Damit ist der Alkalikreislauf geschlossen.

Der sich in den Sedimentiergefäßen

absetzende Kalkschlamm wird nochmals

ausgewaschen, auf einem Filter eingedickt

und anschließend in einen Drehrohrofen

zuerst getrocknet und dann gebrannt. Der aus

dem Drehrohrofen kommende Kalk gelangt in einen

Kalksilo, womit auch der Kalkkreislauf geschlossen ist.

CO2

KALKKREISLAUF

Kalkschlamm

CaCO3

Gebrannter

Kalk CaO

Weißlauge

NaOH + Na2S

Trennen

Kocher

NaOH

Na2S

CaCO3

Kaustizieren

Grünlauge

Na2CO3 + Na2S

ALKALIKREISLAUF

Holz

Zellstoff + Schwarzlauge

Na-S-Ligninverbindung

Zellstoff

Wäscher

Dicklauge

Verbrennungskessel

Schmelzlöser

Dünnlauge

Na-S-Ligninverbindung

Wasser

Eindampfanlage

SULFAT-

PROZESS

CHEMIKALIEN-

KREISLAUF

Dicklauge

+ Na2SO4

MAKE UP

Energie

Dampf

Elektrischer

Strom

Zellstoffaufbereitung

Nach der Kochung wird die Dünnlauge abgezogen und der Stoff

gelangt zu einer Ästesortierung, wo nicht aufgeschlossenes

Material, wie Äste und grobe Faserbündel, entweder wieder

der Kochung zugeführt oder ausgeschleust wird. Der Gutstoff

gelangt weiter in die Feinsortierung, die entweder aus Zentrifugalsortierern

oder aus einer Kombination von Sieb- und

Wirbelsichtern besteht. Die Wäsche des Zellstoffes erfolgt mit

Waschfiltern bzw. Flachbandwäschern.

Sulfatzellstoffbleiche

::: Ungebleichter Sulfitzellstoff ist heller und wird zur Produktion

von grafischen Papieren genutzt.

Heutzutage wird in Europa nur noch ECF (elementarchlorfreier)

bzw. TCF (totalchlorfreier) Zellstoff produziert. Bei der ECF-Bleiche

wird so wenig Chlordioxid wie möglich eingesetzt, um die

Bildung der halogenierten Kohlenwasserstoffe zu vermeiden.

ECF- und TCF-Zellstoffe, die mit den modernen Bleichtechnologien

produziert werden, werden ökologisch als gleichwertig

angesehen. Die TCF-Zellstoffe weisen allerdings eingeschränkte

Qualitätsmerkmale auf. Die Waschwässer werden der Abwasserreinigung

zugeführt. Nach der Bleiche wird der Stoff nochmals

sortiert und als zehnprozentige Suspension in Stapeltürmen

gelagert. Der fertige Zellstoff wird entweder an eine integrierte

Papierfabrik abgegeben oder für den Versand auf Entwässerungsmaschinen

entwässert und auf circa 88 bis 90 Prozent

Trockengehalt als Zellstoffflocken oder Zellstoffbahnen im Heißluftstrom

getrocknet und zu Ballen gepresst, bzw. als Zellstoffblätter

gebündelt und mit dem gleichen Material verpackt.


unserpapier :: 2019

Rohstoffe

Altpapier

Altpapier ist schon seit langem ein sehr wichtiger Rohstoff für

die Papierherstellung. Die Altpapieraufbereitung ist keine neue

Erfindung. Bereits im 19. Jahrhundert wurde Altpapier aufbereitet

und wiederverwertet.

Wichtiger Rohstoff

Altpapier ist neben Holz ein unverzichtbarer Rohstoff für die

Papierproduktion. Die österreichische Papierindustrie hat sich seit

vielen Jahren verpflichtet, die gesamte aus dem Inland angebotene

Altpapiermenge zu übernehmen und wieder zu neuem Papier

zu verarbeiten. Darüber hinaus muss noch Altpapier importiert

werden, um den Bedarf der Papierfabriken zu decken. Auch auf

europäischer Ebene gibt es eine freiwillige Selbstverpflichtung

mit der Zielsetzung, die Recyclingquote anzuheben. Österreich

liegt bei allen Altpapierkennzahlen im europäischen Spitzenfeld.

Mit der steigenden Sammelmenge an Altpapier ist leider auch die

Qualität der gesammelten Waren gesunken. Mengenmäßig und

qualitativ von großer Bedeutung sind die Altpapiere in Form von

Zeitungen, Zeitschriften und Magazinen. Sie finden vor allem in

der Erzeugung von Zeitungsdruckpapieren und Hygienepapieren

Verwendung. Gemischte und unsortierte Altpapiersorten, vor

allem aus Haushalten, sind nach ihrer Auflösung grau gefärbte

Faserstoffe und eignen sich vor allem zur Herstellung von Wellpappe-Rohpapieren

sowie von Grau- und Faltschachtelkarton.

Recycling-Kreislauf

Neben den traditionellen Einsatzbereichen wird mittlerweile

auch immer mehr Altpapier für die Herstellung von qualitativ

hochwertigen Papieren, wie z.B. Druck- und Schreibpapieren, eingesetzt.

Um eine konstante Papierqualität aufrecht zu erhalten,

müssen immer wieder Frischfasern aus Zellstoff und Holzstoff

dem Kreislauf zugeführt und gleichzeitig unbrauchbar gewordene

Fasern aus dem Kreislauf entfernt werden. Diese dienen

wiederum als erneuerbare Energieträger. So entsprechen drei

Tonnen Faserabfall dem Wärmeinhalt von einer Tonne Heizöl. Da

jede Altpapierfaser einmal eine Frischfaser war, besteht keine

Konkurrenz, sondern eine sinnvolle Ergänzung im Einsatz von

Primär- und Sekundärfasern. Alle Faserstoffe – Zellstoff, Holzstoff

und Sekundärfasern aus Altpapier – sind für die Erzeugung

von Papier und Karton notwendig und müssen je nach den

notwendigen Eigenschaftsmerkmalen des Produktes verwendet

werden. Sie sind untereinander nur bedingt austauschbar. Jede

Veränderung beeinflusst die Eigenschaften des Produktes.

::: Hochwertiges Altpapier ist sehr begehrt und wird unter anderem für grafische Papiere eingesetzt.

2,6 Mio.

TONNEN

Altpapier dienen in

Österreich jährlich

als Rohstoff.


Altpapier :: 29

Altpapier

Altpapierstoff zur

Stoffzentrale

Altpapieraufbereitung

Auflösen

Reinigen

Verunreinigungen

Faserbehandlung durch

• Deinken (Abtrennung

von Druckfarben)

oder

• Fraktionierung oder

• Heißfaserung

Reinigen

Mahlen

ALTPAPIER-

AUFBE-

REITUNG

Bei der Altpapieraufbereitung dominieren im

Wesentlichen drei Verfahrensschritte: Auflösen,

Reinigen und Fraktionieren. Einen besonderen Verfahrensschritt

des Reinigens stellt das Deinking für

die Herstellung hellerer Faserstoffe aus bedrucktem

Altpapier dar. Das Altpapier wird in kontinuierlichen

oder diskontinuierlichen Auflöseaggregaten

(Trommel oder Pulper) in Wasser suspendiert. Dabei

erfolgt die möglichst vollständige Auflösung des

Faserverbundes mit dem Ziel, die Fasern nicht zu

beschädigen. Weiters wird die Druckfarbe durch

chemisch mechanische Prozesse von den Fasern

abgelöst und dispergiert. Die Zerkleinerung von

Fremdstoffen wie Kunststoffteilchen oder Leimrücken

soll vermieden werden, da die anschließende

Reinigung des Faserstoffes umso schwieriger ist, je

kleiner die Fremdstoffe sind. Die Auflösung des Altpapiers

erfolgt bei Wassertemperaturen von 40 bis

70 Grad Celsius. Dafür wird die im Prozess anfallende

Abwärme benutzt. Bei der Auflösung des Altpapiers

wird der grobe Schmutz als Spuckstoff entfernt. Das

sind zum Beispiel Kunststoffe, nassfestes Papier oder

Draht. Diese Spuckstoffe werden mit Stempel- oder

Schneckenpressen entwässert und können meist

auch thermisch genutzt werden.

Reinigung und Sortierung

::: Altpapier ist ein wichtiger Rohstoff für die Papierindustrie.

::: Bei der Reinigung werden Störstoffe ausgeschieden.

Die Reinigung und Sortierung des Altpapierstoffes

ist umso aufwendiger, je höher die daraus erzeugte

Papierqualität sein soll. Der vorgereinigte Faserstoff

wird zuerst einer Dickstoffreinigung unterzogen.

Dabei werden in Schleudern nach dem Zyklonprinzip

spezifisch schwere Verunreinigungen wie

Heftklammern, grober Sand oder Glasteile ausgeschieden.

Danach kann die weitere Auflösung von

noch bestehenden Papierteilchen in so genannten

Entstippern erfolgen. Nach der Entstippung werden

in Loch- und Schlitzsortierern vorwiegend flächige

Stippen, textile Gespinste und sonstige Fremdkörper

abgeschieden. Für hohe Qualitätsansprüche wird die

Reinigung mittels Kegelschleudern durchgeführt, in

denen Feinsand, Strichpartikel, grobe Füllstoffe, kleine

Metallteile und Ähnliches ausgeschieden werden.

Die Reststoffe dieser Reinigungsstufen werden ebenfalls

vorwiegend in Schneckenpressen entwässert

:::>


unserpapier :: 2019

Rohstoffe

und entsorgt. Nach der Grob- und Feinreinigung

liegen noch immer kleine Schmutzteilchen

vor, die nicht mehr aussortierbar

sind und sowohl optisch als auch beim

Papierherstellungs- und Papierverarbeitungsprozess

stören können. Diese Stoffe

werden in Knet- oder Dispergiermaschinen

bei hohen Stoffdichten und Temperaturen

dispergiert. Dabei erfolgt vornehmlich

eine Homogenisierung des Stoffes

durch feinstes Verteilen von Druckfarben

und Schmutzstoffen unter die Sichtbarkeitsgrenze

und Pasteurisierung des

Faserstoffes. Ist eine Erhöhung der Weiße

erforderlich, kann der Altpapierstoff noch

gebleicht werden. Als Bleichmittel finden

Wasserstoffperoxid, Natriumdithionit und

Formamidinsulfinsäure (FAS) Verwendung.

Deinking

Zur Herstellung von hellen Papiersorten

muss das bedruckte Altpapier deinkt

werden. Unter Deinking versteht man das

Entfernen von Druckfarben mit Wasser

und Chemikalien aus aufbereitetem, bedrucktem

Altpapier. Dies geschieht mit

Seife, Wasserstoffperoxid und, soweit

unbedingt notwendig, Komplexbildnern.

Der Faserstoff wird dadurch heller und

Fremdstoffe, die an der Papiermaschine

Probleme durch Verschmutzungen bereiten

könnten, werden ausgeschieden.

Zuerst wird die Druckfarbe von den Fasern

abgelöst, danach erfolgt das Abtrennen

der in der Stoffsuspension dispergierten

Farbpartikel. Die Ablösung der Druckfarbenteilchen

erfolgt in der Regel durch Verseifung

des Bindemittels der Druckfarbe

durch Natronlauge unterstützt durch die

Quellung der Fasern und mechanischer

Ablösung. Die Entfernung der Farbpartikel

aus der Stoffsuspension geschieht entweder

durch Flotation oder Wäsche (Flotations-Deinking,

Wasch-Deinking).

Bei der Flotation werden die einzelnen

Farbpartikel zu größeren Agglomeraten

::: Bei der Reinigung werden Störstoffe ausgeschieden.

vereinigt, hydrophobisiert und dann mittels erzeugter Luftblasen an die Oberfläche

der Suspension gebracht, wo sie entweder abgeschöpft oder abgesaugt werden. Bei

der Entfernung der Druckfarbenpartikel mittels Wäsche wird die Stoffsuspension über

mehrstufige Wäscher geführt, wo die Farbpartikel mehr oder weniger ausgewaschen

werden. Wasserstoffperoxid wird fallweise zusätzlich als Bleichmittel eingesetzt und

verhindert eine Alkalivergilbung holzhaltiger Altpapiere beim Verseifungsprozess. Die

beim Deinking anfallenden Schlämme werden mit Siebbandpressen, Zentrifugen oder

Schneckenpressen entwässert und in Wirbelschichtkesseln zu Energie umgewandelt. Die

entstehende Flugasche kann in Zementwerken stofflich verwertet werden. Als weitere

Möglichkeit bietet sich die direkte Verwertung der Schlämme in Ziegeleien beziehungsweise

bei der Zementherstellung an. Die beim Wasch-Deinking verschmutzten Abwässer

werden einer aufwendigen Abwasserreinigung unterzogen.

DEINKING

::: Beim Flotations-Deinking

werden die Druckfarben mittels

Luftblasen an die Oberfläche

gebracht und entfernt.

Deinking-

Schaum

Luft

Faser

Druckfarbenteilchen


Füll- und Hilfstoffe :: 31

Füll- und

Hilfsstoffe

Als Füllstoffe und Pigmente werden in der Papiererzeugung vor allem die anorganischen mineralischen Stoffe Calciumcarbonat, Kaolin

und Talkum verwendet. Diese Füllstoffe füllen die Zwischenräume zwischen den Fasern im Papier, sodass sich eine geschlossenere

Oberfläche ergibt, die durch Satinage weiter verbessert werden kann. Die Pigmente haben wesentlich kleinere Teilchengrößen als die

Füllstoffe und werden in separaten Herstellungsschritten auf die Papieroberfläche aufgetragen. Der Füllstoff Calciumcarbonat ist eine

schwach alkalische Puffersubstanz. Sie wirkt sich günstig auf die Alterungsbeständigkeit der Papiere aus. Mit ihrem hohen Feinheitsgrad

bieten die Füllstoffe den Vorteil eines höheren Lichtbrechungsvermögens. Sie tragen in vielfältiger Weise zur Verbesserung der

Papiereigenschaften wie Glanz, Glätte, Opazität, Weißgrad und Bedruckbarkeit bei. Bei Illustrationsdruckpapieren beträgt der Füllstoffgehalt

mehr als 35 Prozent des Gewichts mit steigender Tendenz. Das Verhältnis von Kaolin und Calciumcarbonat verschiebt sich seit

Jahren zugunsten des Calciumcarbonats. Ähnliches gilt auch für den Einsatz der anorganischen Pigmente im Strich. Der Einsatz von

Calciumcarbonat verdreifachte sich, während die Verbrauchsmenge an Kaolin stagnierte. Der Einsatz von Titandioxid mit höchster

Weiße und Lichtbrechung ist dazu vergleichsweise gering und auf Spezialpapiere beschränkt.

Farben und optische Aufheller

Als Farbstoffe werden molekular gelöste ionische Substanzen,

aber auch fein verteilte Pigmente eingesetzt. Durch selektive

Absorption bestimmter Wellenlängen des sichtbaren Lichts

durch den Farbstoff wird im menschlichen Auge der Eindruck

von Farbe erzeugt. Von den verschiedenen synthetisch erzeugten

Farbmitteln für die Papierfabrikation haben heute nur noch

die substantiven Farbstoffe und die Pigmentfarbstoffe Bedeutung.

Die Farbstoffe werden meist in der Masse zugesetzt. Zur

Steigerung des Weißgrades werden optische Aufheller verwendet.

Es handelt sich dabei um organische Verbindungen, die

sichtbare Strahlung zwischen 300 und 400 Nanometer absorbieren

und in blaues Licht umwandeln. Mit einer Steigerung der

Reflexion wird dies vom menschlichen Auge als Erhöhung des

Weißeeindrucks empfunden.

verwendet werden. Deshalb wird seit den 1970er Jahren immer

mehr zur Neutralleimung mit Alkylketondimeren (AKD) oder Alkylbernsteinsäureanhydrid

(ASA) übergegangen. In der Papierherstellung

wird auch Stärke als Massezusatz eingesetzt. Sie verbessert

die Faser-Faser-Bindungen und damit die Oberflächenfestigkeit,

die Härte und den Klang des Papiers. In der Streicherei dient sie als

Bindemittel. Heute werden speziell modifizierte und abgebaute

Stärken, wie kationische Stärke, eingesetzt. So genannte Additive,

sind Entschäumer zur Verhinderung von Schaumbildung, Biozide

zur Schleimbekämpfung in den Wasserkreisläufen, Fixiermittel zur

Bindung der Störstoffe, Retentionsmittel zur besseren Zurückhaltung

von Fein- und Füllstoffen im Faservlies, die bei der Produktion

auf schnell laufenden Maschinen unerlässlich sind.

::: Der Kunde wünscht nicht nur weißes Papier,

auch farbiges ist immer stärker gefragt.

Bindemittel und Hilfsstoffe

Die cellulosehaltigen Fasermaterialien haben einen polaren,

hydrophilen Charakter. Sie sind durch wässerige Systeme leicht

benetz- und quellbar. Zur Steuerung des Benetzungs- und Penetrationsverhaltens

werden deshalb Papiere geleimt, also durch

entsprechende Hilfsmittel hydrophobisiert. Verseifte Harzleime

werden mit Alaun auf der Faser fixiert. Aufgrund des sauren Charakters

kann allerdings Calciumcarbonat dabei nicht als Füllstoff


unserpapier :: 2019

Papiererzeugung

Papiererzeugung


Papierproduktion :: 33

Papier-

produktion

Der Papierherstellungsprozess gliedert sich in mehrere Schritte:

Stoffaufbereitung, Papiererzeugung, Veredelung und Ausrüstung.

::: In Pöls steht die neueste Papiermaschine

Österreichs. Sie produziert Kraftpapier.

Stoffaufbereitung

Je nach Papierqualität kommen unterschiedliche

Halbstoffe zur Verwendung:

Holzstoff, Zellstoff oder Sekundärfaserstoff

aus Altpapier bzw. entsprechende

Mischungen. Ist die Papierproduktion mit

einer Faserstoffproduktion gekoppelt,

spricht man von integrierten Fabriken.

Anderenfalls werden die Faserstoffe angeliefert

und in Stofflösern mit Wasser

suspendiert werden. Die noch im Stoff

enthaltenen Klumpen werden mit Entstippern

in Einzelfasern zerlegt und in

Mahlanlagen aufbereitet. Dann wird mit

Stoffdichtereglern unter Wasserzusatz

die vorgegebene Stoffdichte (Konsistenz)

eingestellt. Schließlich werden die

Fasern in der Stoffzentrale je nach der

herzustellenden Papiersorte kontinuierlich

im vorgeschriebenen Mischungsverhältnis

mit Füllstoffen wie Kaolin oder

Calciumcarbonat, mit Leim, Farbstoffen

und verschiedenen anderen chemischen

Produktionshilfsmitteln vermischt.

Die Qualität der Papiere wird durch die Auswahl

der Halbstoffe, Hilfsstoffe und deren

Mischungsverhältnis sowie durch die Art

der Mahlung der Faserstoffe bestimmt.

Wichtige Eigenschaften des Papierrohstoffes,

die von der Mahlung abhängig

sind, sind das Faser-Faser-Bindungsvermögen,

das die Papierfestigkeit und

die Entwässerungsfähigkeit wesentlich

beeinflusst. Die fertige Stoffmischung

gelangt dann von der Stoffzentrale in die

Misch- bzw. Maschinenbütte.

Konstantteil

Der Bereich zwischen Maschinenbütte

und Stoffauflauf der Papiermaschine

wird Konstantteil genannt. Hier wird die

Stoffdichte je nach Papiersorte unterschiedlich

geregelt. Die verdünnte Stoffsuspension

wird meist noch mehrstufig

sortiert und mit Cleanern gereinigt. Um

Luftblasen zu entfernen, wird die Stoffsuspension

entlüftet.

PRINZIPSCHEMA

einer modernen

LANGSIEB-

PAPIER-

MASCHINE

Altpapier u./o. Zellstoff u./o.

Holzstoff u./o. Hilfsstoff, Wasser

Kreislaufwasser zur

Stoffaufbereitung

Pressenwasser

Stoffzentrale

Stofffänger

zur Reinigungsanlage

Zentrifugal-,

Loch- oder

Schlitzsortierer

Stoffauflauf

Wasser

Siebwasser

Siebpartie

Wasser

Siebwasser

Pressenpartie

Trockenpartie

Aufrollung

Glättwerk

Entwässern Pressen Trocknen Glätten

Quelle: VDP


unserpapier :: 2019

Papiererzeugung

Stoffauflauf

Durch den Stoffauflauf wird der Faserstoff möglichst homogen

über die ganze Breite des Siebes verteilt. Der Stoffstrahl strömt

unter Druck durch einen schmalen Schlitz auf ein oder zwischen

zwei endlos umlaufende Siebe aus. Mit dem Druck können die

Eigenschaften der Papierbahn längs zu quer gesteuert werden.

Auf den Sieben bildet sich bei fortlaufender Entwässerung das

Faservlies aus. Überwiegend zwei Arten von Stoffauflaufprinzipien

werden heute eingesetzt, der Lochwalzenstoffauflauf

und der neuere hydraulische Stoffauflauf. Mit beiden Systemen

werden Turbulenzen in die Fasersuspension eingebracht, die die

Qualität der Blattformation beeinflussen.

Der Stoffauflauf ist heute ein geschlossenes System mit Stoffzuführung

über eine Rohrleitung, einem anschließenden Querstromverteiler

und der vorderen Auslauföffnung (Düse oder

Blende). Die Suspension wird durch den Druck im Stoffauflauf

auf die Siebgeschwindigkeit beschleunigt. Um den hohen Maschinengeschwindigkeiten

gerecht zu werden, ist der Stoffauflauf

oftmals im Inneren mit einem Druckluftpolster versehen,

um die notwendige Geschwindigkeit für den austretenden

Strahl einstellen zu können. Die Höhe der Blende ist variierbar

und bestimmt die flächenbezogene Masse des zu fertigenden

::: Bei Brigl & Bergmeister Niklasdorf läuft eine

spezielle Mischung über den Stoffauflauf, mit

der nassfestes Papier hergestellt wird.

Papiers. Die Fasern müssen gleichmäßig im fertigen Papier verteilt

sein. Dies wird durch die niedrige Stoffdichte und Turbulenzen

in der Suspension bewerkstelligt. Die Korrektur der flächenbezogenen

Masse in Querrichtung erfolgt konventionellerweise

durch Verformen der Blende am Auslaufspalt mit Hilfe von

höhenverstellbaren Spindeln. Heutzutage werden leistungsfähigere

Korrekturelemente eingesetzt. Durch Zugabe von Verdünnungswasser

im oder in der Nähe des Turbulenzgenerators kann

die Stoffdichte in schmalen Zonen beeinflusst und dadurch das

Flächengewichtsprofil korrigiert werden.

Siebpartie

Die Papiermaschinentypen zur Herstellung der verschiedenen

Papiersorten werden immer stärker spezialisiert. Eines haben

jedoch alle Papiermaschinen gemeinsam: Sie bestehen immer

aus einer Nasspartie und einer Trockenpartie, wobei die Nasspartie

wiederum in die Siebpartie – das ist der Blattbildungsteil

der Papiermaschine – und in die Pressenpartie, in der die weitere

Entwässerung und Verdichtung der noch nassen Papierbahn erfolgt,

unterteilt ist. Die Blattbildungssysteme haben eine große

::: Holz besteht zur Hälfte aus Cellulosefasern –

dem Grundstoff der Papiererzeugung.


Papierproduktion :: 35

Vielfalt erreicht. Um das

Prinzip der Blattbildung

grundsätzlich darzustellen,

wurde die Langsiebpapiermaschine

gewählt.

Bei der Langsiebmaschine

besteht die Siebpartie aus

120 km/h

Produktions–

geschwindigkeit sind

bei modernen

Papiermaschinen

möglich.

einem endlos umlaufenden Langsieb

und den dazugehörigen Entwässerungselementen.

Das Sieb ist ein feines endloses Gewebe, auf

dem sich die Fasern der stark verdünnten Suspension ablagern,

während das Wasser durch die Maschen abgeführt wird. Das

Sieb läuft als Träger mit dem sich bildenden Papierblatt über

die verschiedenen Entwässerungsstufen hinweg, bis die Bahn

so weit entwässert ist, dass sie an die Pressenpartie übergeben

werden kann. Die Langsiebe mit einer mittleren Länge von 25 bis

40 Metern und einer Breite bis zehn Meter oder mehr werden

auch Formiersiebe genannt. Die Auswahl der Siebe erfolgt in

engen Toleranzen nach den verwendeten Faser- und Füllstoffen

und den zu produzierenden Papiersorten und Qualitäten.

Die erste Walze am Sieb nach dem Ausströmschlitz des Stoffauflaufes

ist die so genannte Brustwalze. In Richtung des Sieblaufes

folgen der Siebtisch, Entwässerungsleisten (Foils), Nasssauger,

Kastensauger (Leistensauger und Lochsauger) und schließlich

als letzte Walze im Siebteil die Siebsaugwalze, die zusammen

mit der Siebumkehrwalze das Sieb antreibt. Zur Steuerung der

Entwässerung und zur Regulierung des Sieblaufes sind eine

Siebspanneinrichtung und ein Sieblaufregler erforderlich. Die

Entwässerung der Fasersuspension und des Faservlieses erfolgt

durch Schwerkraftwirkung, die durch die saugende Wirkung von

Streichleisten und den Unterdruck von Nasssaugern, Kastensaugern

und den Saugkammern der Siebsaugwalze geregelt, beschleunigt

und verstärkt wird. Über Siebleitwalzen wird das Sieb

von der Siebumkehrwalze zur Brustwalze zurückgeführt und in

diesem Bereich durch Spritzrohre gereinigt.

::: Ein Sieb ist ein feines, endloses Gewebe. Entscheidend für die

Papierproduktion sind seine Oberflächenstruktur und die

Anordnung der Entwässerungskanäle


unserpapier :: 2019

Papiererzeugung

Egoutteur und Wasserzeichen

Nach den ersten Flachsaugern kann sich auf der

Sieboberseite eine mit einem feinen Siebgewebe

überzogene Walze mit einem großen Durchmesser

befinden, der sogenannte Egoutteur. Dieser hat einerseits

die Aufgabe, die Durchsicht der Papierbahn

zu verbessern und dient andererseits zur Erzeugung

von einfachen Wasserzeichen.

Wasserzeichen

Unter Wasserzeichen versteht man Zeichnungen im Papier, die durch

unterschiedliche Masseverteilungen hervorgerufen werden. Echte

Wasserzeichen, zum Beispiel für Banknotenpapier, werden unmittelbar

bei der Blattbildung mit Rundsiebzylindern oder durch aufgelötete/aufgenähte

Drähte am Siebgewebe des Egoutteurs hergestellt. Unechte

Wasserzeichen werden nach der Pressenpartie in das noch nasse Papier

geprägt (Moletten) oder außerhalb der Maschine durch Bedrucken mit

transparent machenden Ölen bzw. Wachsen erzeugt.

Nach der Siebsaugwalze hat die Papierbahn durch

fortlaufende Entwässerung einen Trockengehalt

von ca. 20 Prozent erreicht. Sie kann nun entweder bei schmalen, langsam

laufenden Papiermaschinen durch freien Zug vom Sieb abgenommen und

auf den ersten Pressfilz überführt werden (offene Bahnabnahme), oder sie

wird von einem Abnahmefilz mittels einer Abnahmesaugwalze vom Sieb

abgenommen und in die Pressenpartie überführt (Pick-up).

Doppelsiebmaschinen

::: Echte Wasserzeichen sind aufwendig in der

Produktion und zeugen von höchster Qualität.

Bei Doppelsiebmaschinen wird der Stoffstrahl aus der Düse des Stoffauflaufs

direkt zwischen die beiden Siebe gerichtet. Das Blatt wird auf beiden Seiten

geführt. Die Entwässerung erfolgt beidseitig. Auf diese Weise werden höchste

Entwässerungsleistungen und Produktionsgeschwindigkeiten

erzielt, wobei das hervorstechende Qualitätsmerkmal

gleiche Oberflächeneigenschaften beider

GAP-

FORMER

Obersieb

Siebsaugwalze

Hochvakuumsauger

Pick-up

Sauger

Formierwalze

Untersieb

Brustwalze

Forming Box


Papierproduktion :: 37

Papierseiten sind. Solche Doppelsiebsysteme (Gapformer) werden

deshalb vor allem für die Erzeugung von Druckpapieren bei hohen

Produktionsgeschwindigkeiten eingesetzt. Die Hybridformer

gehören ebenfalls zur Familie der Doppelsiebformer. Allerdings

beginnt die Siebanordnung hier mit einer Langsiebzone bevor

das zweite Sieb aufgesetzt wird. Damit können die Entwässerungskapazität

eines Langsiebes erheblich gesteigert und die

Blattbildung verbessert werden.

300

Meter

können Papiermaschinen

lang sein

und Jahreskapazitäten

von einer

Million Tonnen

erreichen.

Rundsiebmaschinen

Im Falle der Rundsiebmaschine, bei Rundsiebformern, erfolgt die

Bildung des Faservlieses, die Blattbildung, auf einem mit einem

Sieb bespannten, rotierenden Siebzylinder, von dem die nasse

Papierbahn von einem Abnahmefilz mittels einer Abnahmewalze

gelöst wird. Bei älteren Kartonmaschinen sind oft mehrere

Rundsiebzylinder hintereinander geschaltet. Der gemeinsame

Abnahmefilz nimmt nacheinander die einzelnen Lagen auf, die

auch aus verschiedenen Stoffzusammensetzungen bestehen

können. Nach dem letzten Rundsiebzylinder werden die einzelnen

Lagen zur endgültigen Bahn zusammen gegautscht.

Pressenpartie

In der Pressenpartie wird durch mechanische Pressung zwischen

hydraulisch belasteten Walzen die Papierbahn zusammen

mit dem Filz gepresst und weiter entwässert. Dazu werden endlos

gefertigte Nassfilze eingesetzt, die das Papier unbeschädigt

durch diesen Teil der Papiermaschine transportieren und eine

gleichmäßige Druckübertragung im Pressnip gewährleisten.

Das durch den Druck im Pressnip aus dem Papier ausgepresste

Wasser wird vom Pressfilz aufgenommen. Dieses Wasser wird

kurzzeitig gespeichert und dann wieder abgegeben.

Je nach Papiersorte, Ausführung der Pressenpartie und Geschwindigkeit

werden am Ende der Pressenpartie unterschiedliche

Trockengehalte bis über 50 Prozent erreicht. Damit diese

Filze wieder sauber und trocken in die Presszone der Walzenpressen

zurückgelangen, werden sie während des Betriebes mit

speziellen Einrichtungen kontinuierlich gereinigt. Die Entfernung

des Wassers ist auch durch die Anwendung von Unterdruck

(Saugpresse), gerillte Walzen oder Schuhpressen möglich.

Zur Steigerung des Trockengehalts kann eine Walze durch einen

Druckschuh (Schuhpresse) getauscht werden, wodurch auf

Grund der größeren Berührungsfläche im Pressspalt eine längere

Presszeit erreicht wird. In der Trockenpartie können dadurch

bis zu 40 Prozent Dampf eingespart werden.

::: Mithilfe der Pressenpartie können

Trockengehalte bis über 50 Prozent

erreicht werden.

Prinzipschema moderne Schuhpresse

Druckverlauf

Nip-Länge

Presswalze

Walzenbezug

Pressschuh

Filz

Öldruck


unserpapier :: 2019

Papiererzeugung

Trockenpartie

Anschließend gelangt die Papierbahn in die Trockenpartie.

Sie wird von Trockensieben über eine Reihe

von Trockenzylindern geführt. Die Temperaturen der

Trockenzylinderoberflächen steigen bis zur Mitte

der Trockenpartie auf 90 bis 120 Grad Celsius an und

fallen dann bis zu den Kühlzylindern wieder ab.

Den Trockensieben wird die aus den Papieren aufgenommene

Feuchtigkeit mittels Heißluftblaswalzen

oder Heißluftblaskästen entzogen. Über der ganzen

Trockenpartie befindet sich eine Dunsthaube, in der

die entstandenen Wasserdampfschwaden mittels

Gebläsen abgesaugt werden. Die darin enthaltene

Wärme kann über Wärmetauscher zurück gewonnen

werden. Zur Steigerung der Trocknungsleistung

sind manche Trockenzylinder mit Heißluft-Hochleistungstrockenhauben

umgeben. Mit diesen Hauben

wird heiße Luft auf die Papierbahn geblasen. Gleichzeitig

werden die dabei entstehenden Feuchtigkeitsschwaden

von der Papierbahn abgesaugt. Daneben

wird auch die Infrarot-Strahlungstrocknung vornehmlich

nach der Leimpresse oder nach Streichaggregaten

angewendet.

Für die Herstellung von einseitig glatten Papieren

und Karton wird an der Stelle, an der die Bahn einen

Trockengehalt von circa 60 Prozent besitzt, ein großer

::: Erst eine konditionierte Trocknung der Papierbahn

ermöglicht die Aufrollung und die Weiterverarbeitung.

Trockenzylinder mit einem Durchmesser von bis zu sieben Meter, der so

genannte Glättzylinder, angeordnet. Durch den Druck auf die hochglanzpolierte

Zylinderoberfläche entsteht auf der Papierbahnoberfläche gleichsam

ein Abdruck und das Papier erhält Glanz und Glätte.

Bei der Erzeugung von Druckpapieren, aber auch bei der Erzeugung von

Wellpapperohpapieren, kann am Ende des zweiten Drittels der Trockenpartie

ein Auftragsaggregat zur Oberflächenleimung, die Leimpresse, angeordnet

werden. Mit diesem wird eine Stärkelösung oder ein synthetisches

Leimungsmittel (Kunstharzdispersion) aufgetragen. Bei der Herstellung

von maschinengestrichenen Papieren und Kartonen kann mit modifizierten

Streichaggregaten ein Pigmentstrich aufgebracht werden. Der Pigmentstrich

selbst ist eine wässrige Dispersion bestehend aus Pigmenten wie

zum Beispiel Kaolin, Calciumcarbonat oder Titandioxid und Bindemitteln

wie Stärke, Kasein oder Kunstharzdispersionen.

Prinzipschema Trockenpartie

50 % 5 %

::: Die Aufrollung bildet das Ende einer Papiermaschine.


Papierproduktion :: 39

Innenlage Schonschicht Decke

© Das Papier Buch

Rücken

Die Papierbahn kann für ein gleichmäßiges Dickenprofil und

zur Erzielung der gewünschten Maschinenglätte durch ein

Walzenglättwerk (siehe dazu Kapitel Satinieren) geführt werden.

Schließlich wird die fertige Papier- oder Kartonbahn am

Rollapparat auf Walzen, so genannte Tamboure, aufgewickelt.

Kartonproduktion

Unter Karton versteht man Papierwerkstoffe mit Flächengewichten

zwischen 150 und 500 g/m 2 . Wie bei der Produktion

von Papier wird das Blatt auf Lang- oder Rundsieben gebildet,

allerdings werden bei der Produktion von mehrlagigem Karton

mehrere dieser Einheiten hintereinandergeschaltet und zum

Schluss zu einer endgültigen Bahn zusammengegautscht, d.h.

im nassen Zustand verpresst. Dieses Verfahren erlaubt die Verwendung

verschiedener Fasersorten für verschiedene Lagen.

Meist wird die Decklage aus gebleichtem Zellstoff sowie aus

holzfreiem oder holzhaltigem hellen sauberen Sekundärfasern

aus Altpapier hergestellt. In den inneren Lagen werden Sekundärfaserstoffe

aus gemischten Altpapieren, wie Wellpappen,

Faltschachteln und Zeitungen, verwendet.

Hochwertige Kartone verwenden in

der Einlage Holzstoffe.

Blattbildungsteilung

einer

MEHRLAGEN-

KARTON-

MASCHINE

Hygienepapierproduktion

Als Hygienepapiere werden Toilettenpapiere, Taschentücher,

Küchentücher, Servietten und Kosmetiktücher bezeichnet. Die

Erzeugung erfolgt auf schnell laufenden Selbstabnahme-Tissue-Papiermaschinen,

die zum Unterschied von konventionellen

Langsiebpapiermaschinen über ein kurzes Sieb oder ein

Doppelsieb, einen Filz und einen so genannten Yankee-Trockenzylinder

mit aufgesetzter Gas-Trockenhaube verfügen. Die am

Abnahmefilz haftende Papierbahn wird mit der Papierunterseite

durch zwei Anpresswalzen an die Oberfläche des dampfbeheizten

Yankee-Zylinders mit einem Durchmesser von bis zu

sieben Metern angedrückt und durch zusätzliches Aufblasen

von Heißluft fertig getrocknet. Charakteristisch für die Hygienepapiererzeugung

ist die Kreppung des relativ leichten trockenen

Papiers auf dem Trockenzylinder. Dabei läuft das Papier auf

einen Kreppschaber auf, wird gestaucht und mit entsprechend

geringerer Geschwindigkeit vom Trockenzylinder abgelöst und

am Poperoller aufgewickelt. Trocken gekreppte Papiere sind

weicher und saugfähiger. Sie werden auch als Tissue bezeichnet.

Als Rohstoff werden sowohl Zellstoff und Holzschliff als auch

Altpapier eingesetzt.

Düsenhaube

PRINZIPSCHEMA

Tissuemaschine

Nach der Vergautschung der Lagen

wird bei der Kartonproduktion

weiter wie bei der Papierproduktion

verfahren.

Sieb

Stoffauflauf

Filz

Sauganpresswalze

Kreppzylinder

Schaber

Roller


unserpapier :: 2019

Papiererzeugung

Veredelung

Durch Streichen oder Satinieren erreicht man eine gleichmäßigere Papieroberfläche.

Dies führt zu besserer Bedruckbarkeit und höherem Glanz des Papiers.

Strich

Strich

© IPZ - TU Graz

Streichen

Die Oberflächen ungestrichener Papiere weisen Vertiefungen,

Poren und Faserbögen auf, diese können durch mehrmaliges

Streichen mit einer Pigmentfarbe ausgefüllt werden. Durch eine

gleichmäßigere und geschlossene Papieroberfläche wird die

Bedruckbarkeit verbessert und das Papier erhält mehr Glätte,

Glanz und Weiße.

Satinieren

::: Papierquerschnitte – Links: ungestrichenes Papier,

Rechts: beidseitig gestrichenes Papier

Hauptbestandteil der Streichfarbe sind Pigmente. Die wichtigsten

Pigmente sind Kreide (Calciumcarbonat) und Kaolin. Die

Pigmente werden mit Dispergatoren zu einer „Slurry“ angerührt

und mit Bindemitteln versetzt. Weiters können noch Farben, optische

Aufheller und andere Hilfsstoffe zugegeben werden. Die

Bindemittel dienen dazu, die Pigmente im getrockneten Strich

am Papier zu binden, damit sie bei der Weiterverarbeitung nicht

stauben und beim Drucken nicht „aufgerupft“ werden. Dieser

Veredelungsprozess kann innerhalb der Papiermaschine (online)

oder in einem eigenen Arbeitsgang am fertigen Rohpapier

erfolgen (offline).

PRINZIPSCHEMA

JANUS-

KALENDER

Auch der Glanz eines Papiers kann für bestimmte Drucksorten

eine besondere Rolle spielen. Glänzende Oberflächen erreicht

man durch Satinieren mit Kalandern. Kalander sind Maschinen,

die durch Einwirkung von Druck und Wärme mit Walzensystemen

die Papieroberfläche einebnen und damit eine glatte

glänzende Oberfläche bewirken. Mit der Kalandrierung ist immer

auch eine Verdichtung des Papiers verbunden. Herkömmliche

Kalander bestehen aus zwölf bis vierzehn übereinander liegenden

Walzen, die abwechselnd weich aus Kunststoff und hart aus

Stahl sind. Durch die Walkwirkung zwischen den weichen und

harten Walzen werden die Unebenheiten schonend in Verbindung

mit der Temperatur ins Papier „einbügelt“. Für die Online-Satinage

von Druckpapieren mit geringer Glätte reichen oft

schon Kalander mit zwei Spaltdurchgängen aus, höhere Qualitäten

werden mit fünf bis elf Nips bis hin zu 19 Nips für Silikonrohpapiere

und Pergaminpapiere erreicht.

Je nach Anwendungsgebiet wurden eigene Kalandertypen

entwickelt. Superkalander werden zur Erzeugung hochwertiger

Druck- und Spezialpapiere allerdings nur im Offline-Betrieb eingesetzt.

Softkalander laufen im Online-Betrieb für die Satinage

hochwertiger Massendruckpapiere. Der Janus-Kalander verbindet

die Qualitäten des Superkalanders mit der Wirtschaftlichkeit

des Online-Betriebs. Mattkalander erzeugen bei relativ

hoher Glätte matte Oberflächen bei hochwertigen gestrichenen

Druckpapieren. Glättwerke werden in Papiermaschinen nach der

Trockenpartie für Standardpapierqualitäten, bzw. zum Vorglätten

und Kalibrieren der Dicke von Streichrohpapieren, eingesetzt.


Ausrüstung & Automation :: 41

Ausrüstung

Automation

Das fertige Papier wird am Ende in das vom Kunden gewünschte

Format gebracht, dies kann in Rollen oder Bögen erfolgen.

Zur Erfüllung der an das Endprodukt gestellten Anforderungen sind

bei der Papierherstellung viele Einflussgrößen in engen Grenzen

zu halten. Bei der Bewältigung dieser Aufgabe hat die Mess- und

Regeltechnik einen maßgeblichen Anteil.

Rollen

Prozessleitsysteme

Mittels Rollenschneidmaschinen wird das fertige Papier in

kundengerechte Rollen geschnitten und aufgerollt. Der Längsschnitt

erfolgt mittels Kreismesser. Falten und Beschädigungen

werden dabei entfernt, eventuelle Papierbahnrisse geklebt.

Dann kommen sie zur Rollenpackmaschine oder, wenn sie für

Formatpapiere bestimmt sind, ins Rollenzwischenlager.

Format

Wird das Papier in Bögen geliefert, so werden die Rollen am

Querschneider der Breite nach auf das gewünschte Format

geschnitten. Heute werden Fertigformat und Kleinformatquerschneider

eingesetzt, die in einem Arbeitsgang aus den

Papierrollen fertige Kleinformate schneiden. Diese werden anschließend

in einer direkt angeschlossenen, kontinuierlich und

vollautomatisch arbeitenden Verpackungsstraße in fertige Riese

verpackt. Nur wenn ein ganz besonders sauberer Schnitt gewünscht

wird, es sich um ein Sonderformat oder um Wasserzeichenpapiere

handelt, werden die Papierbögen am Planschneider

mit einem Messerbalken geschnitten.

Die Weiterentwicklung der Regeltechnik führte zur Prozesssteuerung

durch die Prozessleitsysteme. Kernelement ist dabei

ein elektronischer Prozessrechner. Heute werden üblicherweise

„Online-Messverfahren“ eingesetzt, die mit Prozessleitsystemen

verknüpft sind. Diese Systeme bestehen aus den Messgeräten

(Sensoren), die die gewünschten Eigenschaften an der laufenden

Papierbahn erfassen, wie zum Beispiel Flächenmaße, Dicke,

Feuchtigkeit, Strichstärke, Glätte oder Farbort.

Außerdem gehören dazu Eingabe- und Ausgabeeinheiten

mit Bedienungsstationen, Bildschirmen und Schnelldruckern,

die die empfangenen Impulse in den Programmen entsprechend

verarbeiten. Die Ausgangssignale wirken dann auf die Regelorgane

wie Stoffschieber, Dampfventile oder Drehzahlregler ein.

Die Korrekturen werden aufgezeichnet und dokumentiert. Diese

Leitsysteme ermöglichen es, sämtliche Regler in einem Prozessablauf

aufeinander abzustimmen und die Qualitätsvorgaben

präzise einzuhalten. Durch Simulationsprogramme arbeiten diese

Systeme noch exakter und schneller. Der Produktionsprozess

wird damit beschleunigt, stabilisiert und so vorausberechenbar.

Bei einem Sortenwechsel werden durch diese Systeme die Sollwerte

schneller erreicht und Ausschussmengen minimiert.

::: Papierrollen werden für die Kunden in jede gewünschte Breite geschnitten.


unserpapier :: 2019

Papiererzeugung

Papiereigenschaften &

Qualitätssicherung

Papiereigenschaften

::: Wichtige Eigenschaften des Papiers

werden laufend geprüft.

Die Papiereigenschaften sind für den Gebrauch der Produkte, aber

auch für die Papierverarbeitung und das Bedrucken relevant. Für

jeden Anwendungsbereich werden spezifische Eigenschaften

gefordert, die mit Hilfe der Stoffzusammensetzung aus Zellstoff,

Holzstoff, Sekundärfasern, Füllstoffen, Pigmenten und Hilfsstoffen,

der Stoffaufbereitung und der spezifischen Verfahrenstechnik

bei der Papierherstellung erreicht werden. Beispiele von Papiereigenschaften

sind etwa: Reißfestigkeit, Bruchkraft, Biegefestigkeit,

Kantenstauchwiderstand, Doppelfalzzahl, Dimensionsstabilität,

Saugfähigkeit, Weißgrad, Opazität, Transparenz, Wärmeleitfähigkeit,

Oberflächenwiderstand und Leitfähigkeit.

Qualitätssicherung

::: In den Labors der Papierfabriken werden alle Stoffkomponenten

kontinuierlichen Prüfungen unterzogen.

Qualitätssicherung

Die Qualitätsnormenreihe ISO 9000 der Internationalen

Standardisierungsorganisation umfasst System- bzw. Organisationsnormen,

in denen die Qualitätssicherung für

betriebliche Abläufe von Entwicklung, Produktion, Montage,

Kundendienst, Marketing und Administration umfassend

beschrieben werden. Sie enthalten formalistisch die

allgemeinen Anforderungen und Rahmenbedingungen

für die Ablauforganisation sowie für die Vorgangsweisen

der Qualitätssicherung und deren Dokumentation. Ein

Audit, das in eine abschließende Zertifizierung mündet,

sichert dem Kunden einen genau definierten Standard

für die Erfüllung der angestrebten Produktqualität zu.

Alle Stoffkomponenten, Prozesse, Produkte und Reststoffe werden

kontinuierlichen Prüfungen unterzogen. Die Prüffelder sind Eingangskontrolle,

Prozesskontrolle und Ausgangskontrolle. Die Ausgangskontrolle

beinhaltet aber nicht nur die Qualitätssicherung

der erzeugten Produkte, sondern auch die Prüfung von Abwasser,

Abluft und Reststoffen. Die Wareneingangskontrolle bezieht sich

auf alle eingesetzten Stoffe, einschließlich des Frischwassers und

der Primärenergieträger. Die Prüfung der Qualität geschieht im

Produktionsprozess laufend durch Messgeräte, die in den Maschinen

eingebaut sind oder durch Prüfungen von Mustern mit Hilfe

von Laborprüfgeräten und nicht zuletzt durch visuelle Kontrolle

anhand vorgegebener Vergleichsstandards. Die chemische Analytik

wird in der Zellstoff- und Papierindustrie hauptsächlich für

die Produktions- und Qualitätskontrolle bei Untersuchungen zur

verfahrenstechnischen Optimierung und Prüfung im Rahmen

gesetzlicher Vorgaben eingesetzt. Viele dieser Methoden wurden

speziell für die Papierindustrie entwickelt.Das Wesen der Prüfungen

liegt darin, dass für die physikalischen, chemischen und

mikrobiologischen Kriterien Soll-Werte vorgegeben werden, an

denen sich die Ist-Werte zu orientieren haben. Um die Reproduzierbarkeit

der Ist-Werte zu gewährleisten, wurden nationale und

internationale Prüfnormen geschaffen.


Verpackung & Transport :: 43

Verpackung &

Transport

Papierverpackung

5 Mio.

TONNEN

Druck-, Verpackungsund

Spezialpapiere werden

in Österreich jährlich

hergestellt.

Papierrollen, die als solche in den Versand gehen, werden mittels

einer Rollenpackmaschine mit Packpapier oder Kunststofffolie

umwickelt und mit Stirndeckeln versehen. Handelt es sich um

Spezialpapiere, werden sie außerdem auf Paletten gestapelt.

Das bei uns gängigste Papierformat ist A4 , aber auch alle anderen

vom Kunden gewünschten Formate werden zum Beispiel

in „Riese“ à 250 oder 500 Bögen mit teilweise beschichtetem

Papier oder speziellen Kunststofffolien verpackt, um dem Kunden

das Handling zu erleichtern und Feuchtigkeit, oder Schmutz

fernzuhalten. Mehrere Riese werden dann in Schachteln verpackt

und palettiert.

Solche Riese und Formatstapel erhalten noch eine Transportverpackung

und das Ganze wird mit Polyethylen-Schrumpffolie

eingewickelt. Beim Einschrumpfen zieht sich die Folie fest um

den Stapel und verhindert einerseits das Verrutschen der Papierpakete

und andererseits die Veränderung des Feuchtigkeitsgehalts

der Papierbögen.

::: Die geschnittenen Papierrollen werden automatisch

zu ihren Lagerplätzen geführt.

Versand

Das Papier wird im Versandlager nach Bestimmungsorten

sortiert, für den LKW- bzw. Waggontransport zusammengestellt

und mit Staplern verladen. Nicht nur die Produkte müssen in

einwandfreiem Zustand rechtzeitig den Kunden erreichen, auch

die Rohstoffe müssen zeitgerecht angeliefert werden.

Etwa zwei Drittel der Transportmenge entfallen auf Bezüge von

Roh-, Hilfs- und Brennstoffen, rund ein Drittel auf die Auslieferung

der Erzeugnisse. Nahezu die Hälfte des gesamten Transportvolumens

der österreichischen Papierindustrie wird auf der

Schiene befördert. Dennoch nehmen auch die LKW-Transporte

einen hohen Stellenwert ein. Die Anlieferung der Durchforstungshölzer

aus der näheren Umgebung ist oft nur mit LKW

möglich. Auch haben nicht alle Kunden der Papierindustrie

einen Bahnanschluss.

::: Formatpapier, wie man sie im Papierfachhandel

vorfindet, werden für den Transport in

sogenannte Riese (500 Blatt) verpackt.


unserpapier :: 2019

Geschichte

Papiermacherhandwerk

Papyrus

Das Papier leitet seinen Namen von der Papyrusstaude ab, dem Rohmaterial

der altägyptischen Schriftrollen. Schon vor über fünftausend Jahren

fertigten die Ägypter aus dem Mark der Stängel der Papyrusstaude dünne,

möglichst breite und lange Streifen.

Pergament

Der vermutlich älteste Schriftträger, der auch noch bis in die Neuzeit für

kostbare Bücher und wichtige Urkunden Anwendung findet, ist das Pergament,

eine mit Pottasche oder Kalk gebeizte und geglättete Tierhaut. Pergament

löste Papyrus ab dem vierten und fünften Jahrhundert nach Christus

als Schreibmaterial im europäischen Kulturraum ab.

::: Tsai Lun berichtete als Erster

über die Papierherstellung.

Die Ägypter

fertigten schon

vor 5000 Jahren

papierähnliche

Streifen aus

Papyrus.


Papiermacherhandwerk :: 45

Chinesische Anfänge

Obwohl schon vorher Papier aus Fasern hergestellt

wurde, stammt die erste schriftliche Aufzeichnung

über ein Verfahren zur Herstellung einer Urform des

heutigen Papiers aus dem Jahr 105 nach Christus. Der

chinesische kaiserliche Hofbeamte Tsai Lun berichtete

über die Papierherstellung aus verschiedenen

Pflanzenfasern unter Mitverwendung von Hadern

und verwies damit in eine Richtung, die über fast

zwei Jahrtausende der grundlegende Weg zur Papierherstellung

blieb. Die Kunst der Papierherstellung

verbreitete sich zunächst nach Korea (sechstes Jahrhundert)

und Japan (achtes Jahrhundert), wo sich

eine sehr anspruchsvolle Papierkultur entwickelte.

::: Kostbare alte Bücher aus Pergament faszinieren noch heute.

Arabische Vermittler

Von der Handpapiermacherei zur Papiermühle

An diese erste Epoche der Papierherstellung innerhalb

des chinesischen Kulturkreises schließt sich als

zweite die arabisch-maurische Epoche der Papiererzeugung

an. Durch einen Krieg zwischen Chinesen

und Arabern kam die Kunst des Papierschöpfens

Mitte des achten Jahrhunderts nach Arabien. Unverkennbar

war es der Besitz des Papiers, der im arabischen

Einflussbereich die Schreibkultur, das Schulwesen,

die Gelehrsamkeit und die Literatur zu mächtiger

Entfaltung brachte. Der Besitz des Papiers ließ im

islamischen Kulturkreis das Schreib- und Buchwesen

aufblühen, Bibliotheken entstehen und die Araber zu

Vermittlern zwischen Orient und Okzident werden.

Im Mittelalter brachten die Araber die Papiermacherkunst nach Spanien. Im

Jahre 1144 wurde in Xàtiva bei Valencia das erste Papier auf europäischem

Boden hergestellt. 1276 wird die erste Papiermühle in Fabriano in Italien

urkundlich erwähnt. Die Italiener verwendeten erstmals zum Zerfasern der

Hadern durch Wasserkraft bewegte Stampfwerke mit mehreren Hämmern,

die durch ein großes Wasserrad (Mühlrad) angetrieben wurden. Daher rührt

der Name Papiermühle.

Das älteste in Österreich hergestellte Blatt Papier wurde im Archiv des Stifts

Heiligenkreuz gefunden. Man nimmt an, dass dieses Blatt in jener Papiermühle

geschöpft wurde, die Jan der Turs von Rauhenegg um das Jahr 1321

in Leesdorf bei Baden gegründet haben soll. Urkundlich nachweisbar sind

diese ersten Papiermühlen in Österreich: 1469 an der Traisen bei St. Pölten,

1498 bei Wiener Neustadt, 1513 Leesdorf bei Baden, 1517 bei Graz.

Einen besonderen Aufschwung nahm die Papiererzeugung nach der Erfindung

der Buchdruckerkunst durch Johannes Gensfleisch zum Gutenberg

um die Mitte des 15. Jahrhunderts. Die Folge davon war die Gründung vieler

neuer Papiermühlen.

Die Erfindung des Holländers

::: Aus der Papyruspflanze wurde in der

Antike ein wichtiger Beschreibstoff hergestellt.

Zu Beginn des 19. Jahrhunderts revolutionierte die Erfindung des Holländers

die Papierherstellung. Ab dann wurde die Zerstampfung der Fasern

durch von Holländern entwickelte Zylindermaschinen erledigt. Heute sind

sie durch moderne, kontinuierlich arbeitende Mahlmaschinen ersetzt. Mit

der handwerklichen Arbeitsweise des Papierschöpfens war die Produktionsmenge

allerdings deutlich begrenzt.


unserpapier :: 2019

Geschichte

Industrielle Erzeugung

Roberts Papiermaschine

Im Jahre 1799 erfand der Franzose Nicolas-Louis Robert die

erste Papiermaschine. Damit konnte man erstmals eine längere

feuchte Papierbahn erzeugen. Diese Maschine stellte die Urform

unserer heutigen Langsiebpapiermaschinen dar.

Nahezu gleichzeitig entwickelte Joseph Bramah (1805) die Rundsiebmaschine

und im Jahre 1806 machte Moritz Friedrich Illig

mit der Leimung des Papierstoffs in der Masse (Masseleimung)

mittels Harz und Alaun eine weitere umwälzende Entdeckung,

die insbesondere für die Fabrikation beschreibbarer Papiere von

großer Bedeutung war. Allerdings verminderte sich wegen der

sauren Fahrweise die Alterungsbeständigkeit dieser Papiere,

eine der Ursachen für den Zerfall der alten Bücher in unseren

Archiven.

Das 19. Jahrhundert - Neue Rohstoffe

Durch die Erfindung der Papiermaschine verstärkte sich der

schon im 18. Jahrhundert auftretende Rohstoffmangel der

Papiermühlen.

Dadurch wurden in dieser Zeit eine Reihe von

Erfindungen gemacht:

1843 Mechanische Zerfaserung

des Holzes zu Holzschliff

1854 Chemischer Aufschluss

des Holzes zu Natronzellstoff

1863-1878 Sulfitzellstoff

1872 Bisulfitzellstoff

1884 Sulfatzellstoff

Diese bewirkten eine Revolutionierung der gesamten Papierherstellung

und führten zu einem gewaltigen Wachstum der

Produktionsmenge.

In kurzer Folge entwickelten sich auch Spezialpapiermaschinen,

etwa für leichtgewichtige Papiere für hygienische Zwecke oder

für die mehrlagige Kartonerzeugung.

Die Technologie des 20. und 21. Jahrhunderts

Im Bestreben, die Blattbildung vor allem bei hohen Geschwindigkeiten

zu verbessern, entstand in der zweiten Hälfte des 20.

Jahrhunderts eine ganze Reihe verschiedener moderner Formen,

die Neuerungen im Papiermaschinenbau einleiteten.

Auch wurde die Trockenblattbildungsmaschine erfunden,

bei deren Blattbildungsverfahren das Wasser als Verteil- und

Transportmittel durch Luft ersetzt wurde. Die Bahnbreiten

der Papiermaschinen und ihre Arbeitsgeschwindigkeiten und

damit die Erzeugungsmengen wurden ebenfalls immer größer.

::: Ein funktionsfähiger Nachbau der Robert’schen

Papiermaschine steht im Papiermachermuseum

in Steyrermühl.


Industrielle Erzeugung :: 47

Papiergeschichte

Jahr Ereignis Erfinder/Land

::: Moderne Papiermaschinen können bis zu 300m lang sein

und Jahreskapazitäten von einer Million Tonnen erreichen.

Elektroantriebe, Mess- und Regeltechnik, Automation

bis hin zu Prozessleitsystemen wurden eingeführt.

Papiermaschinen für holzfreie Schreib- und Druckpapiere

laufen heute mit Spitzengeschwindigkeiten

von 1.600 Metern pro Minute. Zeitungsdruckpapiermaschinen

erreichen 2.000 Meter pro Minute, wobei

Arbeitsbreiten von 10 Metern und mehr konstruktiv

beherrscht werden. Hygienepapiermaschinen erzielen

Spitzengeschwindigkeiten von 2.200 Metern

pro Minute. Die größten Papiermaschinen können

heute 1.700 Tonnen Papier pro Tag erzeugen. Nicht

nur in quantitativer Hinsicht vollzog sich damit eine

rasante Entwicklung.

Die an das Endprodukt Papier gestellten Anforderungen

sind in den vielfältigen Anwendungsbereichen

immer weiter gestiegen. Vergleicht man die

heutigen Papiere mit ihren Vorgängern, so wird eine

enorme Qualitätssteigerung deutlich.

Die moderne Mess- und Regeltechnik gibt dem

Papiermacher die Möglichkeit, den gesamten Produktionsvorgang

zu automatisieren und damit die

Gleichmäßigkeit seiner Erzeugnisse zu gewährleisten.

Der Einsatz von Computern macht die Verknüpfung

der Rohstoff-, Prozess-, Produkt-, Qualitätssicherungs-,

Umwelt- und Dispositionsdaten möglich und

erlaubt so eine optimierte Produktionsführung.

3500 Erste Papyri Ägypten

200 Handgeschöpftes Papier China

105 Erste Beschreibung Tsai Lun

der Papierherstellung

760 Papierherstellung in Arabien Turkestan

1144 Papierherstellung in Spanien Xàtiva (Valencia)

1276 Papierherstellung in Italien Fabriano (Ancona)

1280 Erfindung des Wasserzeichens

1321 Papierherstellung in Österreich Leesdorf (NÖ)

1391 Papierherstellung in Deutschland Nürnberg (Franken)

1450 Buchdruck mit Johannes zum Gutenberg

beweglichen Lettern

1469 Papiermühle St. Pölten (NÖ)

1498 Papiermühle Wiener Neustadt (NÖ)

1517 Papiermühle Graz (Stmk.)

1670 Holländer

1799 Langsiebpapiermaschine Nicolas-Louis Robert

weiterentwickelt durch

Fourdrinier und Donkin

1805 Rundsiebpapiermaschine Joseph Bramah

1806 Masseleimung Moritz Friedrich Illig

1814 Doppelzylinderdruckmaschine Friedrich Gottlob Koenig

1843 Holzschliff Friedrich Gottlob Keller

1850 Glättwerk

1854 Natron-Aufschlussverfahren Charles Watt/Hugh Burgess

1860 Satinierkalander

1866 Sulfit-Aufschlussverfahren Benjamin Tilghman

weiterentwickelt durch

Ekman und Mitscherlich

1867 Schreibmaschine Charles Sholes

1871 Wellpappe Albert Jones

1872 Bisulfit-Aufschlussverfahren Carl Kellner

1873 Kohlepapier

1879 Faltschachtel Richard Gair

1884 Sulfat-Aufschlussverfahren Carl Friedrich Dahl

1900 Papiertaschentücher

1944 Programmspeicherung für Computer John von Neumann

1946 Xerografie John Dessauer

1955 Computer mit Transistortechnik

1968 Erster Duo-Former für

Doppelsiebblattbildung

1990 Elementarchlorfreie Bleiche

Total chlorfreie Bleiche

1995 Erster Januskalander

Erster Curtain Coater

2010 Leichtgrammige Verpackungspapiere

in der Verarbeitung

2020 Neue Polymer-Materialien

aus der Zellstoffproduktion

Papierhandwerk

Industrielle Papierproduktion

Papierverarbeitung

andere Erfindungen


unserpapier :: 2019

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Bildnachweise :: 49

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außer anders gekennzeichnet

Bitte kontaktieren Sie vor Verwendung

von Fotos und Grafiken den jeweiligen Urheber.


Papier – Lehrstoff

der begeistert!

Nutz‘ unser Angebot, das laufend

erweitert wird. Aktuelle

Informationen findest du unter

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Unterrichtsmaterialien

Arbeitsmappe „Papier“ für Schulen

Drei Studierende der Universität Graz haben im

Rahmen ihrer Diplomarbeiten aus den Bereichen

Chemie, Physik und Biologie umfangreiche Unterrichtsmaterialien

rund um das Thema Papier erstellt.

Diese Unterlagen (Lehrer-Mappe, Arbeitsblätter,

Film, Poster) stehen allen Interessierten unter

www.papiermachtschule.at kostenlos als

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Papierprojekte

Ideen und finanzielle Unterstützung

Du hast vor, das Thema Papier/Karton in Form eines Kindergarten-

bzw. Schulprojektes umzusetzen? Dann nutz‘

die Möglichkeit der Unterstützung von Papier macht

Schule. Der Fokus liegt dabei am naturwissenschaftlichen

Sektor bzw. auf der Einbindung der „Papierbox“ (nähere

Informationen siehe Punkt „Papierbox“). Über 100

bereits umgesetzte Projekte, sämtliche Unterlagen zur

Einreichung sowie die Projektkriterien findest du unter

www.papiermachtschule.at.


Papierausgaberäume

Material für Ihre Projekte

Schulen und Kindergärten aus ganz Österreich haben

die Möglichkeit, sich für ihre Projekte kostenlos Material

(Papier, Karton, Zellstoff, sonstige Roh- und Halbstoffe

bzw. Infobroschüren) aus den Papierausgaberäumen in

der Steiermark (Gratkorn/Fa. Sappi), in Oberösterreich

(Nähe Papiermachermuseum Steyrermühl) und in

Kärnten (Klagenfurt) abzuholen. Ein weiterer Raum

ist in Niederösterreich (St. Pölten) geplant.

Wie die Abholung funktioniert, erfährst du unter

www.papiermachtschule.at

Wettbewerbe

Mitmachen und gewinnen

Papier macht Schule schreibt regelmäßig Wettbewerbe

rund um das Thema Papier & Karton aus. Egal ob

Kreativwettbewerbe (z.B. Papiersackerl gestalten),

Foto-, Film- oder Experimentier-Wettbewerbe – der

Fokus liegt immer auf Schulen und Kindergärten.

Auf www.papiermachtschule.at findest du die

aktuellen Ausschreibungen.

Aus- und Weiterbildung

für Pädagogen zum Thema

Papier und Karton

Aus- und Weiterbildungen mit Fokus Papierbox werden

über die pädagogischen Hochschulen der jeweiligen

Bundesländer und Pädagogen-Netzwerke (z.B.

IMST-Netzwerke) angeboten. Die aktuellen Termine

der Weiterbildungsangebote findest du auf den

Anmeldeplattformen der jeweiligen Pädagogischen

Hochschulen bzw. kontaktiere uns einfach unter

info@papiermachtschule.at, wenn du Interesse an

einer Fortbildung hast.

Fachliche Unterstützung

Team aus Didaktikern

und Papierfachleuten

Vertreter der Papierbranche und Didaktiker

leiten gemeinsam die Initiative „Papier macht Schule“.

Das Team bereitet Informationen auf, entwickelt Materialien

und steht unter info@papiermachtschule.at für deine

Fragen bzw. als Ideenlieferant gerne zur Verfügung!

Geocache-Pfad

Für Projekt- oder Wandertage

Rund um die Papierfabrik Sappi in Gratkorn und Zellstoff

Pöls (beides Steiermark) kannst du mit deinen Schülern zu

einer High-Tech-Schnitzeljagd zum Thema Papier aufbrechen.

Die Wege halten einige Geocaches bereit, die „von

außen“ mit vielen interaktiven Informationen einen

Einblick in die Papierfabrik liefern. Die Pfade sind auf

www.geocaching.com veröffentlicht (kostenlose

Registrierung auf der Plattform ist möglich).

Berufsorientierung

Lehrberufe und weitere

Ausbildungsmöglichkeiten

Papier macht Schule bietet umfangreiche Informationen

über Ausbildungs- und Karrieremöglichkeiten in der

Papier- und Zellstoffindustrie. Welche Wege deine

Schüler von der Lehre bis zum Studium einschlagen

können, findest du auf unserer Website.

Ideen und Links

für Schulen und Kindergärten

Wir haben gemeinsam mit unseren Fachdidaktikern

für dich verschiedenste Ideen und Unterlagen zu Papier

und Karton in Form von Links und Downloads zusammengestellt.

Dieser Bereich auf www.papiermachtschule.at

wird laufend erweitert und ergänzt.

Nähere Informationen

zu den einzelnen Punkten

findest du unter

www.papiermachtschule.at

im Bereich „Papier

im Unterricht“.

95


unserpapier :: 2019

Informationen

Kopiervorlage

Zauberblume

Experiment: Saugfähigkeit

Zahlreiche

INFORMATIONEN

rund um das Thema

Papier und

Experimentieran leitungen

für alle Schul stufen

Du brauchst

Eine Schere, diese Vorlage, Buntstifte,

Klebstoff, eine Schüssel mit Wasser

So geht´s:

1. Wenn du möchtest, kannst du die beiden

Teile der Blume mit Buntstiften bemalen.

2. Schneide dann beide Teile entlang der strichlierten

Linie aus, auch das Innere des größeren Blütenkranzes.

3. Klebe beide Blütenteile an den drei kleinen

Klebepunkten zusammen.

4. Falte alle Blätter entlang der gepunkteten Linien und

lege die Blüte in eine Schüssel mit Wasser.

Was kannst du beobachten?

Schon bald saugt das Papier Wasser auf und quillt. So öffnet

sich die Blüte und wird zu einer schönen Blume. Das liegt am

sogenannten Kapillareffekt.

Erklärung

Papier besteht aus lauter kleinen Holzfasern, die miteinander

verflochten sind. Die winzigen Hohlräume zwischen den Fasern

saugen sich an den Knickstellen mit Wasser voll. Denn dort,

wo das Papier geknickt wurde, sind die Hohlräume besonders

schmal und das Wasser kann gut „hochklettern“. Der Kapillareffekt

tritt ein. Dadurch quellen die Papierblumen auf und das

Papier richtet sich auf. Die Kapillarität ist es auch, die bewirkt,

dass Bäume und Pflanzen das Wasser aus den Wurzeln hoch

hinauf zu ihren Blättern leiten können.

Teil 1

Teil 2

Klebepunkte


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