DE60109193T2

DE60109193T2 - Verfahren zur herstellung von papier mit konstantem füllstoffgehalt

Info

Publication number: DE60109193T2
Application number: DE60109193T
Authority: DE
Inventors: Börje Kent ERIKSSON; Oskar Nordin
Original assignee: M Real Oyj
Current assignee: Metsa Board Oyj
Priority date: 2000-12-08
Filing date: 2001-12-07
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2021-12-08
Also published as: SE518577C2; US7198696B2; JP2004515661A; NZ526805A; AU2002217175B2; PT1339916E; SE0004528D0; EP1339916A1; US20040060678A1; EP1339916B1; ATE290124T1; JP4377129B2; DE60109193D1; CA2437046C; CA2437046A1; AU1717502A; CN1489658A; SE0004528L; WO2002046525A1; CN1240903C

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Papier mit einem konstanten Füllstoffgehalt.
Die Erfindung ist für die Herstellung jeder Art von Papier, das einen Füllstoff und ein Retentionsmittel enthält, anwendbar. Der Füllstoffgehalt kann von einem sehr niedrigen Niveau bis zu einem sehr hohen Niveau reichen, zum Beispiel von einem oder ein paar Prozent bis zu 30% des Gesamtgewichts des Papiers. In Bezug auf das Gewicht ist der Gehalt des Retentionsmittels viel niedriger als der Füllstoffgehalt, normalerweise nur ein Bruchteil davon, und hat im Allgemeinen in Bezug auf den Füllstoffgehalt ein bestimmtes Verhältnis.
Papier besteht hauptsächlich aus Zellstofffasern. Zellstoff kann mechanisch, chemi-mechanisch und chemisch hergestellt werden. Lignocellulosematerial, einschließlich Weichhölzer und Harthölzer, wird als Anfangsmaterial bei der Zellstoffherstellung verwendet. Ein typischer Zellstoffeintrag umfasst verschiedene Zellstofffasern im Gemisch. Die Zellstoffe können ungebleicht, halbgebleicht und vollständig gebleicht sein, wobei letzterer Zellstoff der vorherrschende Zellstoff ist. Recycelte Fasern können entweder vollständig oder teilweise einen Grundstoff im Papier ausmachen. Der Zellstoff kann manchmal eine Mischung aus synthetischen Fasern beinhalten. Das Papier kann einen oder mehrere andere Inhaltsstoffe in Form von Papierchemikalien beinhalten. Beispiele solcher herkömmlicher Additive sind Stärke, hydrophobisierende Mittel, Farbstoffe und fluoreszierende Bleichmittel. Einige Papiere werden einer Nachbehandlung unterzogen. Beispiele für Nachbehandlung sind Oberflächenleimung, Beschichtung und Kalandrieren.
Beispiele von Papierarten, die einen Füllstoff enthalten können, sind Feinpapier, d.h. nichtbeschichtetes und beschichtetes Schreibpapier und Druckpapier, Sicherheitspapier, Kaschierpapier, Etikettenpapier, Formularpapier und Briefpapier. Holzhaltiges Druckpapier, wie zum Beispiel Zeitungs- und Magazinpapier können ebenfalls einen Füllstoff enthalten.
Stand der Technik
Ein Hauptgrund zur Bereitstellung von Papier mit einem Füllstoff ist es, bestimmte Eigenschaften des Papiers zu verbessern. Eine wichtige Eigenschaft in diesem Zusammenhang ist die Deckkraft des Papiers, d.h. die Undurchlässigkeit. Bestimmte Füllstoffe verbessern die Helligkeit und/oder die Weiße des Papiers. Ein Beispiel eines solchen Füllstoffes ist PCC (ausgefälltes Calciumcarbonat), d.h. ausgefälltes Calciumcarbonat. Der Füllstoff kann ebenso die Oberflächenglätte des Papiers verbessern, was zu einer verbesserten Druckfähigkeit führt. Zusätzlich ist die Mehrzahl der Füllstoffe wesentlich billiger pro Gewichtseinheit (Kilogramm oder Tonne) als Zellstofffasern. Dies ist besonders der Fall in Zusammenhang mit vollständig gebleichten chemischen Zellstoffen. Die Beimischung des Füllstoffs führt somit zu einer Verringerung der Kosten der Papierherstellung. Man sollte anmerken, dass es ein Risiko bei der Verwendung von Füllstoffen und dann besonders bei großen Mengen gibt, da die Festigkeit des Papiers im Vergleich mit Papier, das keinen Füllstoff enthält, mehr oder weniger verschlechtert ist.
Die Herstellung von Papier, das einen Füllstoff enthält, beginnt mit der Herstellung einer dicken Zellstoffsuspension. Diese Suspension kann auf verschiedene Art und Weise hergestellt werden. Für den Fall der Papierherstellung auf Basis eines trockenen Zellstoffes in Ballenform wird der Zellstoff in Wasser eingedickt, wobei gewöhnlich Siebwasser aus der langen Zirkulation entnommen wird, um eine dicke Zellstoffsuspension zu erhalten. Für den Fall der Papierherstellung auf Basis einer Zellstoffsuspension, die durch eine Leitung zu der Papiermühle von einer benachbarten Zellstoffmühle geliefert wird, wird die Suspension gewöhnlich zunächst entwässert, zum Beispiel zu einer Konsistenz von ungefähr 2% bis ungefähr 15%, um einen kohärenten Zellstoffkuchen zu erhalten. Das resultierende Wasser, das frei von Zellstofffasern ist, wird über eine Leitung in die Zellstoffmühle zur erneuten Verwendung als Vehikel zum Einspeisen von frischen Zellstofffasern in die Papiermühle zurückgeschickt. Der in der Papiermühle erhaltene Zellstoffkuchen wird aufgebrochen und mit Siebwasser aus der langen Zirkulation gemischt, um eine dicke Zellstoffsuspension zu erhalten.
Die Zellstofffasern in der Form einer dicken Zellstoffsuspension werden normalerweise vor ihrem weiteren Vorrücken im System einem Mahlverfahren unterzogen. Wenn der Zellstoffeintrag zum Beispiel zwei unterschiedliche Zellstoffe enthält, werden diese Zellstoffe gewöhnlich getrennt gemahlen, bevor die zwei Zellstoffsuspensionen zusammengemischt werden.
Relativ große Mengen Papierbruch werden im folgenden Papierherstellungsverfahren erhalten. Es gibt mehrere Gründe, warum Papierbruch erhalten wird. Ein beständig vorherrschender Grund ist, dass die äußeren Ränder der weiterrückenden Papierbahn routinemäßig weggeschnitten werden. Verschrotten ist ein anderer Grund, d.h. das hergestellte Papier erfüllt regelmäßig nicht die Qualitätsanforderungen, die an das Papier gestellt werden. Ein dritter Grund kann der sein, dass die weiterrückende Papierbahn aus irgendeinem Grund abreißt. Dieser Papierbruch wird normalerweise in die Papierherstellungskette zurückgeführt, nachdem er in Siebwasser zu Zellstoffbruch eingedickt wurde. Da dieses Anfangsmaterial in Form von Papierbruch einen Füllstoff enthält, wird die resultierende dicke Zellstoffsuspension ebenfalls einen Füllstoff enthalten. Die Menge an betroffenem Papierbruch kann so hoch wie 40% und sogar höher sein, was an sich ein Problem ist. Ein schwierigeres Problem in diesem Zusammenhang ist jedoch, dass die Menge an Papierbruch normalerweise zeitlich variiert. Das bedeutet, dass der Füllstoffgehalt der einströmenden dicken Zellstoffsuspension ebenfalls zeitlich variieren wird.
Die dicke Zellstoffsuspension wird schubweise mit Siebwasser auf ihrem Weg zu der kurzen Zirkulation und zum Stoffauflaufkasten verdünnt. Eine oder mehrere Papierchemikalien können von Zeit zu Zeit bei einer solchen Suspensionverdünnung der dicken Zellstoffsuspension zugeführt werden. Eine wesentliche Verdünnung der Zellstoffsuspension mit Siebwasser findet zu Beginn der kurzen Zirkulation statt, zum Beispiel in dem Siebloch, so dass eine Papiermasse mit einem niedrigen Gehalt an Festsubstanz erhalten wird. Frischer Füllstoff kann an verschiedenen Positionen der Zellstoffsuspension zugeführt werden, zum Beispiel der dicken Zellstoffsuspension oder der Papiermasse, unmittelbar unterhalb des Sieblochs. Das Retentionsmittel kann der Zellstoffsuspension an den beschriebenen Positionen und ebenfalls später in der kurzen Zirkulation zugeführt werden, d.h. näher zum Stoffauflaufkasten.
Der vorwiegende Teil der flüssigen Phase in der Zellstoffsuspension umfasst konstant zirkulierendes Siebwasser. Ein permanenter oder zeitweiser Mangel an Siebwasser kann jedoch durch Frischwasser ausgeglichen werden.
Die Mehrzahl der Füllstoffe sind in Teilchenform, die eine sehr kleine Oberfläche (z.B. einen Durchmesser kleiner als 10 μm) in Bezug auf die Oberfläche oder die Größe der Zellstofffasern (mit einer Länge von z.B. 3000 μm und einer Breite von z.B. 30 μm) haben. Es gibt eine relativ geringe Chance, dass der Füllstoff von selbst in der Papierbahn befestigt wird oder spontan von der Bahn aufgenommen wird. Bei der Bildung des Papiers auf dem Siebtuch werden praktisch alle Zellstofffasern auf dem Tuch befestigt und bilden darauf ein Bett oder Netzwerk. Die Anzahl der Löcher in dem Netzwerk wird durch viele Faktoren bestimmt, unter anderem durch die Art des Papierherstellungsverfahrens, das gerade in der Papiermaschine angewendet wird, und ebenfalls durch das Gewicht pro Flächeneinheit oder Flächengewicht des hergestellten Papiers. Es gibt eine direkte Beziehung zwischen einem Anstieg des Flächengewichts und einem Anstieg der Dicke des Zellulosefaserbettes. Es ist natürlich, dass ein Anstieg der Dicke des Zellstofffaserbettes zu einem Anstieg in der Menge des aufgenommenen Füllstoffs führt. Die spontane Adsorption oder Retention eines Füllstoffs ist jedoch nicht ausreichend, um den gewünschten Füllstoffgehalt in dem Papier bereitzustellen. Es ist deshalb notwendig, eine oder mehrere Substanzen oder Chemikalien, die die Aufnahme des Füllstoffs unterstützen, in das Zellstofffaserbett und damit in die nasse Papierbahn hinzuzufügen, wenn sie den Sieb verlässt und z.B. in einen Druckabschnitt der Papiermaschine eingespeist wird. Die nasse Papierbahn wird zu einem Endlosfilz, der damit in Verbindung steht, transferiert. Diese Substanz oder Chemikalie bezeichnet ein Retentionsmittel. Die Verwendung eines Retentionsmittels führt zu vergleichsweise mehr Füllstoff, der in der Papierbahn bleibt und mit dieser mitläuft und zu vergleichsweise weniger Füllstoff, der durch das Zellstofffaserbett und durch das Siebtuch zusammen mit dem Drainagewasser oder dem Siebwasser in die Siebwanne läuft. Trotz der Verwendung eines Retentionsmittels und dann sogar in großen Mengen, wird nur ein geringer Teil des Füllstoffs, der in der Einspeisung der Papiermasse des Stoffauflaufkastens vorliegt und danach auf dem Siebtuch verteilt wird, auf der Papierbahn befestigt, wobei ein Hauptteil des Füllstoffs mit dem Drainagewasser, wenn es durch die Papierbahn und das darunter liegende Siebtuch läuft, mitläuft. Das bedeutet, dass die Menge an Füllstoff in dem Siebwasser noch relativ hoch ist und, wenn man es in Bezug auf die Gesamtmenge des Füllstoffs im Gesamtsystem sieht, sehr groß ist (und dann hauptsächlich in dem großen Volumen des Siebwassers, dass sowohl in der kurzen Zirkulation als auch der langen Zirkulation zirkuliert).
Auf Basis der beschriebenen Umstände wird schnell erkannt werden, dass es schwierig ist, die Herstellung eines füllstoffhaltigen Papiers derart zu kontrollieren, dass das Endprodukt, d.h. das fertige Papier, konstant und anhaltend den gewünschten Füllstoffgehalt oder die Füllstoffkonsistenz, zum Beispiel ausgedrückt in einem gegebenen Prozentsatzwert, enthalten wird. Der Käufer und der Verwender des Papiers ist daran interessiert, dass die Qualität des Papiers immer gleich ist und es ist in diesem Zusammenhang wichtig, dass der Füllstoffgehalt des Papiers immer der gewünschte Gehalt ist und dass dieser Füllstoffgehalt von Charge zu Charge erreicht wird.
Um sicherzustellen, dass die Herstellung des Papiers im oben genannten Sinne kontrolliert wird, gibt es lange verwendete Messoperationen, die mit Hilfe einer bestimmten Art von Messapparaten ausgeführt werden. Eine dieser Messoperationen beinhaltet die Bestimmung des Füllstoffgehaltes der weiterrückenden Papierbahn mittels eines nichtdestruktiven Messverfahrens, normalerweise am Ende der Papiermaschine, wobei der Füllstoffgehalt manchmal als Aschgehalt bezeichnet wird. Eine andere Messoperation beinhaltet die Bestimmung der Füllstoffkonzentration des Siebwassers entweder in der kurzen Zirkulation oder in direkter Verbindung damit. Alternativ wird die Füllstoffkonzentration zusammen mit der geringen Menge der Zellstofffasern, die bereits in dem Siebwasser vorhanden sind, bestimmt (Gesamtkonzentration). Die zwei Messverfahren werden normalerweise regelmäßig, in Intervallen, die von z.B. nur ein paar Sekunden bis z.B. 30 Sekunden zwischen entsprechenden Messgelegenheiten reichen, ausgeführt.
Bei konventioneller Kontrolltechnologie werden sowohl die Zugabe des Retentionsmittels, als auch die Zugabe des Füllstoffes im Zuge der Ausführung der Zugaben variiert. Die Menge an zugegebenem Retentionsmittel basiert genau auf der Menge des in dem Siebwasser gemessen Füllstoffs und die zugegebene Menge an Füllstoff basiert auf dem gemessenen Füllstoffgehalt in der Papierbahn. Es hat sich gezeigt, dass diese Kontrollphilosophie zu einer relativ bedeutenden Variation des Füllstoffgehalts des fertigen Papiers führt. Da der Füllstoffgehalt eines üblichen Papiers nur innerhalb eines engen Bereiches variieren darf, wird das Papier, das ausgemustert werden muss, zu teuer. Außerdem wird als Ergebnis dieser Kontrollphilosophie der Wechsel von einem Füllstoffgehalt zu einem anderen im Papier, zum Beispiel von 15 zu 19% oder umgekehrt zeitweise unnötigerweise ausgedehnt und macht damit unnötigerweise das Ausmustern von viel Papier notwendig. Das zuvor beschriebene Problem, dass durch Variieren der Füllstoffmengen in der einströmenden dicken Cellulosesuspension verursacht wird, wird durch die beschriebene Kontrollphilosophie nicht vollständig überwunden. Der Versuch, eine neu gemessene, extrem niedrige Füllstoffmenge im fertigen Papier mit einer gesteigerten Zugabe an Füllstoff, z.B, zu der dicken Zellstoffsuspension oder zu der Papiermasse, zu korrigieren, ist zum Teil dazu verurteilt zu scheitern, da die Gesamtmenge der Flüssigkeit, hauptsächlich Siebwasser, in dem System als Ganzes sehr groß ist, was bedeutet, dass die Menge an zirkulierendem Füllstoff ebenfalls groß ist und was ebenfalls bedeutet, dass ein sofortiger Anstieg der Füllstoffmenge, die in das System gegeben wird, in Bezug auf einen Anstieg der Füllstoffkonzentration in dem zirkulierenden Flüssigkeitssystem nicht schnell wirksam werden kann, was wiederum dazu führen würde, dass eine größere Menge des Füllstoffs in der Papierbahn befestigt wird und darin verbleibt. Ein solches System ist aus diesen Gründen extrem langsam zu kontrollieren.
Die finnische Patentanmeldung 97 4327 und ihre entsprechende internationale Patentanmeldung WO 99/27182 (PCT), beschreibt unter anderem ein Verfahren, dass anführt Vorteile in Form einer schnelleren und wirksameren Kontrolle der Papiereigenschaften in der kurzen Zirkulation der Papiermaschine in Bezug auf bekannte Techniken zu ermöglichen. Mit Papiereigenschaften ist hauptsächlich der Füllstoffgehalt des Papiers gemeint. Es scheint, dass das betroffene Verfahren auf der zuvor beschriebenen Technik beruht, die mit einem unvollständig erklärten Verfahren ergänzt wurde, in welchem sowohl die kontinuierliche Zugabe eines Füllstoffs als auch die kontinuierliche Zugabe eines Retentionsmittels auf der gemessenen Konzentration des Füllstoffs in dem Siebwasser und dem gemessenen Füllstoffgehalt oder Aschgehalt (welches der verwendete Ausdruck ist) des Papiers basieren.
Offenbarung der Erfindung
Technisches Problem
Wie oben erwähnt, führt die bis jetzt verwendete Technologie zur Kontrolle des Füllstoffgehalts bei der Herstellung eines füllstoffhaltigen Papiers zu extrem großen Variationen in den erhaltenen Füllstoffgehalten. Die Anwendung einer solchen Technologie führt ebenfalls zu extrem langen Umrüstzeiten, wenn von einem Füllstoffgehalt in dem Papier auf einen anderen geändert wird. Diese beiden Mängel führen zu einem Ausmustern von extrem großen Mengen des fertigen Papiers.
Die Lösung
Die vorliegende Erfindung stellt eine Lösung zu diesen Problemen bereit und betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Papier mit einem konstanten Füllstoffgehalt, wobei das Verfahren umfasst

a) Leiten einer dicken Zellstoffsuspension, die Wasser, Zellstofffasern, optional Füllstoffe, die sich von aufgeschlämmtem Papierbruch ableiten, und optional Papierchemikalien enthält, in Richtung eines Stoffauflaufkastens (30) in einer Papiermaschine;
b) Hinzufügen von weiterem Wasser, wie z.B. Siebwasser („white water"), zu der dicken Zellstoffsuspension auf ihrem Weg zum Stoffauflaufkasten, um eine Papiermasse zu bilden;
c) Hinzufügen von wenigstens einem Füllstoff zu der dicken Zellstoffsuspension und/oder zu der Papiermasse und/oder zu dem weiteren Wasser;
d) Hinzufügen von wenigstens einem Retentionsmittel zu der dicken Zellstoffsuspension und/oder zu der Papiermasse und/oder zu dem weiteren Wasser;
e) Ausbreiten der letztendlich hergestellten Papiermasse auf einer Langsiebmaschine („wet apparatus"), wie z.B. eines Siebbereiches (33), mittels des Stoffauflaufkastens (30), um eine nasse Papierbahn (35) zu bilden, und Sammeln des resultierenden Drainagewassers, das als Siebwasser bezeichnet wird, unterhalb der Langsiebmaschine und Rückführen des Wassers in das Papierherstellungsverfahren zur Abgabe in frische dicke Zellstoffsuspension, aufgeteilt und eingeschlossen z.B. in zwei Materialströme auf Flüssigkeitsbasis, bezeichnet als kurze Zirkulation bzw. lange Zirkulation;
f) Heraustretenlassen der nassen Papierbahn aus der Langsiebmaschine und dann optional Verpressen (36) und Trocknen der Bahn in wenigstens einer Stufe (37, 38) und optional Unterziehen der Bahn einer Nachbehandlung und/oder Sammeln der Bahn auf Rollen oder Umwandeln der Bahn in Bögen und
g) Messen des Füllstoffgehaltes des Papiers an einigen Positionen (40);
h) Messen der Füllstoffkonzentration in dem Siebwasser oder in der Papiermasse, bevorzugt an einer Position (43) in der kurzen Zirkulation oder in einer direkten Verbindung damit, gekennzeichnet durch: Hinzufügen des Füllstoffes in einer Menge, so dass das Siebwasser oder der Papiermasse mit Füllstoff auf ein vorher bestimmtes Konzentrationsniveau oder einen Kontrollwert gepuffert wird, wobei das Niveau durch Messung nachverfolgt wird;

In Bezug auf den Füllstoff kann jeder bekannte Füllstoff verwendet werden. Es ist natürlich möglich, mehr als einen Füllstoff zu verwenden. Der Füllstoff oder die Füllstoffe können an einer oder mehreren Positionen bereitgestellt werden. Es ist normal, dass ein Füllstoff verwendet wird und dass die Gesamtmenge des Füllstoffs zu der Papiermasse an einer Position zu Beginn der kurzen Zirkulation eingespeist wird. Es gibt keinen Grund zu verhindern, dass die Füllstoffzugabe in zwei oder mehrere Teile, zum Beispiel in zwei Teilmengen, aufgeteilt wird, von denen eine zu der dicken Zellstoffsuspension und die andere zu der Papiermasse gegeben wird. Es ist optional, ob die Zugaben der zwei Teilmengen im Zuge der Zugabe variiert werden oder nicht, oder ob die Zugabe einer Teilmenge fixiert wird oder konstant ist und die Zugabe der anderen Teilmenge während der Zugabesequenz variiert wird. Beispiele von Füllstoffen sind Kaolinlehm, Calciumcarbonat (entweder in Form von natürlich auftretenden Substanzen, wie zum Beispiel Kalkstein, Marmor und Kreide, oder neu hergestellte Substanzen in der Form von PCC), Titandioxid und Talg.
Die Menge des in das System pro Zeiteinheit gefüllten Füllstoffs hängt von einer Anzahl von Faktoren ab, und eine Unterscheidung muss dazwischen gemacht werden, wenn der Füllstoff in der Startstufe bei der Herstellung des füllstoffhaltigen Papiers hinzugegeben wird und wenn der Füllstoff dauerhaft zugegeben wird muss. Wenn Papier, das einen hohen Füllstoffgehalt, z.B. 20%, enthält, in einem Dauerzustand hergestellt wird, wird eine große Menge des Füllstoffs konstant aus dem Flüssigkeitssystem oder dem Siebwasser entnommen, wobei dieser Füllstoff in die nasse Papierbahn eintritt und sie begleitet und da es wenigstens auf lange Sicht notwendig ist, das Flüssigkeitssystem bezüglich des entnommenen Füllstoffs zu kompensieren, ist es notwendig, eine große Menge an Füllstoff an dieser Position oder den Positionen hinzuzufügen. Wenn Papierbruch als Teil des Anfangsmaterials verwendet wird, was ein normaler Fall ist (zusätzlich zu frisch zugefügten Zellstofffasern), wird bereits die einströmende dicke Zellstoffsuspension eine relativ große Menge an Füllstoff enthalten. Die Menge an vorliegendem Füllstoff wird mit der Menge an Papierbruch in der Gesamtmenge des Anfangsmaterials variieren und ebenso mit der Menge an vorliegendem Füllstoff in dem betroffenen Papierbruch, zum Beispiel 10 gegenüber 20%. Die Menge an Füllstoff, die zu einem gegebenen Zeitpunkt hinzugegeben werden soll, kann und ist oft teilweise von den gerade beschriebenen Umständen abhängig. Es gibt kein absolutes Erfordernis für die Zugabe einer gegebenen Füllstoffmenge zu jeder Zugabegelegenheit, damit die Erfindung funktioniert. Dies liegt an dem Vorhandensein eines Füllstoffpuffers in dem System und die einzige absolute Notwendigkeit ist, dass das Puffersystem immer ausreichend Füllstoff zur Verfügung hat, damit die gewünschte Füllstoffmenge in die Papierbahn aufgenommen werden kann. Dies wird ebenfalls weiterhin im Text beschrieben werden.
Der Füllstoff wird durch anfängliches Aufschlämmen des Füllstoffs in einer Flüssigkeit, zum Beispiel Siebwasser, hinzugegeben und dann wird die Flüssigkeit zusammen mit ihrem Füllstoffgehalt in die weiterrückende Zellstofffasersuspension oder zu dem Wasser an den möglichen Positionen mit Hilfe eines Regulators oder mit Hilfe verschiedener Regulatoren, der/die in Übereinstimmung mit der beschriebenen Kontrollphilosophie arbeitet/arbeiten, zugeführt. Der Regulator oder die Regulatoren können in einem Computerprogramm verwirklicht sein oder können mechanisch aufgebaut sein oder können aus elektronischen Komponenten bestehen.
In Bezug auf das Retentionsmittel kann ebenfalls jedes bekannte wie auch immer geartete Mittel verwendet werden. Es ist absolut möglich, die Verwendung eines einzigen Retentionsmittels, das in das System an einer oder mehreren Positionen abgegeben wird, zu begrenzen. Es kann vorteilhaft sein, mehr als ein Retentionsmittel, zum Beispiel zwei Retentionsmittel, zu verwenden. Diese Mittel können an ein und derselben Position hinzugegeben werden, obwohl es keinen Grund gibt zu verhindern, dass jedes Retentionsmittel an einer entsprechenden Position in das System hinzugefügt wird. Beide Additive können während der Zugaben variiert werden, dass ebenso eine Zugabemenge konstant gehalten werden kann, während die andere Zugabemenge nach und nach, je nach Bedarf, variiert wird. Im Unterschied zu der Position, an der der Füllstoff in das System hinzugegeben wird, kann es vorteilhaft sein, wenigstens einen Teil des erforderlichen Retentionsmittels relativ weit fortgeschritten in der kurzen Zirkulation hinzuzugeben, d.h. relativ nahe zum Stoffauflaufkasten. Beispiele für Retentionsmittel sind anorganische Retentionsmittel und synthetische, wasserlösliche organische Polymere.
Beispiele für anorganische Retentionsmittel sind Alaun, Bentonitlehm und Kieselsole und diverse Silikate. Beispiele für synthetische, wasserlösliche organische Polymere sind Polyacrylamid, Polyethylenamin und Polyamin. Die Polymere können kationische, anionische und nichtionische Polymere sein. Die zuvor genannte chemische Papierstärke, welche in einer Vielzahl unterschiedlicher Formen erhältlich ist, ist manchmal in der Gruppe der Retentionsmittel beinhaltet. Es kann wenigstens behauptet werden, dass das Vorhandensein von Stärke in dem System die Retention des Füllstoffs beeinflusst.
Die Menge des in das System pro Zeiteinheit eingeführten Retentionsmittel hängt ebenfalls von verschiedenen Faktoren ab. Allgemein gesagt, wenn Papier, das einen hohen Füllstoffgehalt hat, hergestellt wird, wird mehr Retentionsmittel verbraucht, als wenn Papier mit einem niedrigen Füllstoffgehalt hergestellt wird. Ein Grund dafür ist, dass wenn füllstoffhaltiges Papier hergestellt wird, eine spontane Retention, die nicht direkt durch das Vorhandensein eines Retentionsmittels beeinflusst wird, auftritt. In diesem Zusammenhang kann erwähnt werden, dass die spontane Retention nicht sklavisch dem Vorhandensein eines Füllstoffs im System und zum Beispiel der Konzentration des Füllstoffs in dem Siebwasser folgt, obwohl gerade diese Konzentration normalerweise mit einer ansteigenden Konzentration des Füllstoffs in dem Siebwasser ansteigt. Wie zuvor gesagt, wird diese spontane Retention durch das Flächengewicht oder das Gewicht pro Flächeneinheit des hergestellten Papiers und damit ebenfalls durch die Dicke des Zellstofffaserbettes oder des Zellstofffasernetzwerkes, das die Grundlage der Papierbahn bildet, beeinflusst. Die spontane Retention wird ebenfalls durch die Art der verwendeten Papiermaschine beeinflusst. Die Menge an Füllstoff, die in dem Papier vorliegt und die nicht über die spontane Retention beinhaltet ist, liegt aufgrund und mit der Hilfe des Retentionsmittels, das dem System zugegeben wird, vor. Im Unterschied zu der Art des Füllstoffs wird das System nicht mit einem Retentionsmittel gepuffert, wenn diese Substanz hinzugefügt wird, aber dann führt ein Anstieg in der Zugabe des Retentionsmittels fast unmittelbar zu einem Anstieg in der Menge an Füllstoff, der dem Papier oder der Papierbahn beigemischt und daran befestigt wird. Dies ist der Grund, oder ein beitragender Faktor, warum es möglich ist, durchgehend ein füllstoffhaltiges Papier mit einem im wesentlichen konstanten Füllstoffgehalt, wie weiter im Text beispielhaft erklärt werden wird, herzustellen. Wenn man gewählt hat, die Menge an Retentionsmittel, die in das System pro Zeiteinheit eingefüllt wird, im Zusammenhang mit der pro Zeiteinheit eingefüllten Menge an Füllstoff festzulegen, wird sich zeigen, dass es keine direkte Beziehung noch irgendeine Beziehung gibt, die einheitlich variiert. Es kann jedoch gesagt werden, dass die gewichtsweise Zugabe des Retentionsmittel innerhalb des Bereiches einiger Zehntel eines Prozentes bis ungefähr 5% der Zugabe des Füllstoffs in das System liegt. Die genannte Beziehung hängt hauptsächlich von dem Füllstoffgehalt des Papiers und der Art des Papiers ab.
Die Zugabe des Retentionsmittels wird beeinflusst durch die anfängliche Aufschlämmung und/oder das Auflösen des Retentionsmittels in einer Flüssigkeit, zum Beispiel Siebwasser, und der Abgabe der Flüssigkeit mit ihrem Gehalt an Retentionsmittel in die weiterrückende Zellstofffasersuspension oder in das Wasser an den möglichen Positionen mit Hilfe eines Regulators oder mit Hilfe mehrerer Regulatoren, der/die in Übereinstimmung mit der beschriebenen Kontrollphilosophie arbeitet/arbeiten. Der Regulator oder die Regulatoren können in ein Computerprogramm verwirklicht sein oder mechanisch konstruiert sein oder elektronische Komponenten umfassen.
Der Apparat, der den Füllstoffgehalt des Papiers misst, kann irgendwo in Nachbarschaft zur Papierbahn von dem Ort, an welchem eine Papierbahn in dem Siebbereich gebildet wird bis zu dem Ort, an dem das fertige Papier auf eine Rolle oder Spule am Ende der Papiermaschine aufgerollt wird, positioniert werden. Es gibt Apparate, die an einer fixierten Position in Nachbarschaft zur weiterrückenden Papierbahn fixiert werden und Apparate, die die Bahn überqueren. Der Messapparat kann in geeigneter Weise an einer Position, an der die Trocknung der Papierbahn beendet ist und an der die Bahn somit einen Gehalt an Trockenfeststoff von mehr als 90% hat, positioniert werden.
Jede Art bekannter Messapparate kann verwendet werden. Im Folgenden wird eine Art eines Messapparates beschrieben, der typischerweise bei der Herstellung von füllstoffhaltigem Papier verwendet wird.
Der Apparat umfasst zwei Teile, einen Transmitterteil, das beispielsweise zwischen der Papierbahn platziert wird und einen Empfängerteil, das zum Beispiel oberhalb der Bahn platziert wird. Röntgenstrahlen, die von dem Transmitterteil emittiert werden, laufen durch die Papierbahn und in das Empfängerteil, wo die Strahlen in elektrischen Strom einer bestimmten Spannung umgewandelt werden. Einige der Röntgenstrahlen, die durch die Papierbahn gehen, kollidieren mit Füllstoffteilchen und werden dabei absorbiert, was dazu führt, dass sich die Anzahl der Röntgenstrahlen, die von dem Empfänger empfangen werden, von der Anzahl der Röntgenstrahlen, die von dem Transmitter emittiert werden, unterscheidet. Je mehr Füllstoffteilchen in der Papierbahn vorliegen, umso mehr Röntgenstrahlen werden absorbiert werden und umso schwächer ist der elektrische Strom, der den Empfänger verlässt und als eine schwächere Spannung gemessen wird. Die gemessene Spannungsdifferenz steht in Beziehung zur Differenz in der Menge an Füllstoff in dem Papier, die zum Beispiel als Prozentsatz des Flächengewichts des Papiers ausgedrückt wird. Beispiele für Messapparate, die in Übereinstimmung mit den beschriebenen Prinzipien arbeiten, sind Honeywell 2237-xx x-ray Ash Sensor und ABB Accuray, Smart2-Component und 3-Component Ash Sensors.
Der beschriebene Messapparat, der ein Transmitterteil und ein Empfängerteil beinhaltet, kann fest angebracht sein, d.h. so dass die Messung einzig an einem Ort der weiterrückenden Papierbahn bewirkt wird. Alternativ können sowohl das Transmitterteil als auch das Empfängerteil auf ein Schiffchen montiert sein, so dass es synchron zueinander über die weiterrückende Papierbahn bewegt werden kann und damit über die volle Breite der Bahn gemessen werden kann.
Der Füllstoffgehalt des Siebwassers oder der Papiermasse kann ebenfalls mittels irgendeines bekannten geeigneten Messapparates gemessen werden. Eine Beschreibung einer Art eines Messapparates, der typischerweise bei der Herstellung von füllstoffhaltigem Papier verwendet wird, wird im Folgenden beschrieben.
Der Messapparat beinhaltet unter anderem eine transparente Messzelle. Ein gegebenes Volumen von zum Beispiel Siebwasser wird dazu gebracht, durch die Zelle pro Zeiteinheit zu fließen. Polarisiertes Laserlicht, d.h. Licht von ein und derselben Wellenlänge in ein und derselben Ebene, wird durch den Fluss des Siebwassers geschickt, der eine große Menge an Füllstoffteilchen und eine kleine Menge an Zellstofffasern oder stattdessen Zellstofffragmente enthält. Ein Teil der Lichtstrahlen trifft auf die Füllstoffteilchen und die Fasern/Faserfragmente auf und prallt in bestimmten Winkelrichtungen zurück und zur Seite, wobei diese Richtungen von der Art des Materials, auf das die Lichtstrahlen auftreffen, abhängt. Unmittelbar nach dem lichtemittierenden Ort und vor der Messzelle befinden sich lichtempfindliche Detektoren, welche das Licht, das in verschiedenen Winkeln zurückprallt, auffangen. Die Lichtrückstreuung und die Extinktion in verschiedenen Winkeln wird bestimmt. Die Konzentration an Füllstoff in dem Siebwasser kann zum Beispiel auf diese Art und Weise bestimmt werden.
Es ist ebenfalls möglich, die Gesamtkonzentration an festem Material zum Beispiel in dem Siebwasser mittels einer Messoperation zu bestimmen. Dies wird durch Messen der Menge an polarisiertem Laserlicht, das erfolgreich unverändert durch das Siebwasser passiert und durch Vergleich dieser Lichtmenge mit der Menge an emittiertem polarisiertem Laserlicht erreicht. Je größer die Menge an Festsubstanzen in dem Siebwasser, desto mehr ausgesandtes polarisiertes Laserlicht wird gestört und wird depolarisiert.
KAJAANI RM-200, KAJAANI RM_i und BTG REG-5300 sind ein Beispiel für Messapparate, die in Übereinstimmung mit den oben beschriebenen Prinzipien arbeiten.
Obwohl die vorliegende Erfindung ihre optimale Anwendung in Verfahren zur Papierherstellung findet, bei denen immer etwas von den Anfangsmaterialien füllstoffhaltigen Papierbruch umfasst, kann die Erfindung ebenfalls mit bestimmten Vorteilen in Bezug auf die Herstellung von füllstoffhaltigem Papier, dessen Anfangsmaterial keinen Papierbruch enthält, angewendet werden.
Vorteile
Ein entscheidender Vorteil, der durch das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht wird, ist, dass es zu überraschend wenigen Abweichungen in dem gewünschten Füllstoffgehalt des Papiers führt. Konsequenterweise ist die Menge an Papier, die aufgrund eines Fehlers im Füllstoffgehalt ausgemustert werden muss, äußerst gering.
Diese geringen Abweichungen im Füllstoffgehalt des hergestellten Papiers ermöglichen ebenso, dass der Kontrollwert auf einen höheren Wert, als es bis jetzt der Fall war, festzulegen ist, wenn gewünscht wird, Papier, dass einen hohen oder sehr hohen Füllstoffgehalt hat, herzustellen. Wie zuvor gesagt, führen hohe Füllstoffgehalte zu einer Reduktion in der Festigkeit des Papiers in Bezug auf Papier, das keinen Füllstoff enthält. Es ist nicht die Festigkeit des fertigen und umgewandelten Papiers, das von grundlegendem Interesse ist, sondern die Festigkeit der Papierbahn, die in der Papiermaschine vorrückt. Eine äußerst geringe Festigkeit der Bahn kann zu wiederholtem Abreißen in der Bahn führen, was wiederum zu einem großen Volumen an Papierbruch und zu geringer Produktion von erstklassigem Papier führt. Wenn man die heutige Kontrolltechnologie anwendet, pendelt der Füllstoffgehalt recht signifikant in beide Richtungen um einen gewünschten Hauptwert. Wenn ein Papierfüllstoffgehalt gewünscht wird, der nur ein oder mehrere Prozentpunkte von dem kritischen Füllstoffgehalt, bei dem bei den typischen heutigen sehr hohen Maschinengeschwindigkeiten die weiterrückende Papierbahn reißen kann, entfernt liegt, entscheidet man sich dafür, den Kontrollwert auf den gewünschten Füllstoffgehalt auszurichten, wenn trotz allem konventionelle Kontrolltechnologie ausgeführt wird. Dies wird getan, um sicherzustellen, dass so viel wie möglich des hergestellten Papiers einen Füllstoffgehalt haben soll, der nicht außerhalb des akzeptierten Streubereichs liegt. Es sollte in diesem Zusammenhang angemerkt werden, dass die Streuung nach unten im Füllstoffgehalt nicht mehr als nach oben im Füllstoffgehalt abweichen darf. Die kleine Variation im Füllstoffgehalt des in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellten Papiers führt dazu, dass der Kontrollwertes des Füllstoffgehaltes in der oberen Hälfte des akzeptierten Streubereiches liegen kann. Die Fähigkeit den Füllstoffgehalt beharrlich zu kontrollieren, so dass der Gehalt durchschnittlich nur um einen Prozentpunkt steigt, hat eine sofortige Wirkung in Bezug auf die Kosten der Papierherstellung.
Ein ähnlicher Vorteil wird ebenfalls bei niedrigeren Füllstoffgehalten in dem Papier erreicht, welche bezüglich eines Festigkeitsaspektes nicht gefährlich sind, d.h. der Kontrollwert kann dann ebenso in der oberen Hälfte des akzeptierten Streubereiches liegen, was beharrlich zu einem leicht höheren Füllstoffgehalt des Papiers führt, wobei damit die Kosten der Papierherstellung verringert werden.
Es hat sich gezeigt, dass das erfindungsgemäße Kontrollverfahren eine wesentlich höhere sofortige Wirkung als die konventionelle Kontrolltechnologie hat, was zu einer kürzeren Übergangszeit beim Übergang in dem hergestellten Papier von einem Füllstoffgehalt zu einem anderem führt.
Die geringe Variation, die in der Füllstoffkonzentration in dem Siebwasser gewünscht ist und die in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erreicht wird, stellt eine gleichmäßigere Papierherstellungssequenz bereit und führt ebenso zu weniger Betriebsstörungen in dem Papierherstellungsverfahren.
Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Flussdiagramm, welches die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Herstellung von füllstoffhaltigem Papier veranschaulicht.
2 ist ein Diagramm, das den Füllstoffgehalt des Papiers, das in Übereinstimmung mit konventioneller Technologie und in Übereinstimmung mit der Erfindung hergestellt ist, in Prozent veranschaulicht.
3 ist ein Diagramm, das die Füllstoffkonzentration des Siebwassers in Gramm pro Liter bei der Herstellung von füllstoffhaltigem Papier in Übereinstimmung mit konventioneller Technologie und in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
Beste Ausführungsform
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun teilweise detaillierter mit Bezug auf das Flussdiagramm von 1 und schließlich mit Bezug auf eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben werden.
1 ist eine schematische Veranschaulichung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Eine dicke Zellstoffsuspension wird in die kurze Zirkulation 2 durch die Leitung 1 eingespeist. Die dicke Zellstoffsuspension enthält Zellstofffasern (ob eine Art von Zellstofffasern oder mehrere, zum Beispiel zwei, Arten von Zellstofffasern beinhaltet sind oder nicht, wird von der Art des herzustellenden Papiers abhängen), Wasser (hauptsächlich Siebwasser), Füllstoff (der sich von der Papierbruchaufschlämmung ableitet) und eine oder mehrere Papierchemikalien. Die dicke Zellstoffsuspension, die in die kurze Zirkulation 2 durch die Leitung 1 eingespeist wird, kann eine Zellstoffkonzentration von 2 bis 4% haben.
Die dicke Zellstoffsuspension wird in die Leitung 3, welche Siebwasser, das aus einem Entlüftungsbehälter 4 stammt, enthält, eingeführt. Die dicke Zellstoffsuspension wird damit verdünnt, und in einem Siebbehälter 5 eingespeist. Die Zellstoffsuspension wird in dem Behälter weiter mit Siebwasser verdünnt, wobei das Wasser von der Siebwanne 6 über die Leitung 7 zu dem Siebbehälter 5 geleitet wird. Dies führt zu einer Papiermasse. Die dicke Zellstoffsuspension, die durch die Leitung 1 zugeführt wird, wird manchmal als Papiermasse bezeichnet, einschließlich von einem bestimmten Durchschnittsfachmann. Obwohl die Benutzung einer solchen Sprache nicht falsch ist, haben wir uns in diesem Dokument entschieden, zwischen dicker Zellstoffsuspension und Papiermasse zu unterscheiden, um das erfindungsgemäße Verfahren auf einfachere und schneller verständliche Art und Weise beschreiben zu können.
Frischer Füllstoff wird in die Papiermasse in Form einer wässrigen Dispersion über die Leitung 8 in den Auslass des Siebbehälters 5 eingespeist. Die Menge an hinzugefügtem Füllstoff wird hauptsächlich durch den gewünschten Füllstoffgehalt des fertigen Papiers bestimmt. Das Verfahren, bei dem die Zugabe des Füllstoffs im Detail reguliert wird, wird weiter unten im Text erklärt werden. Verschiedene Arten an Füllstoff sind in dem zuvor Genannten erläutert worden und der im einzelnen Fall ausgewählte Füllstoff hängt von verschiedenen Faktoren ab.
Die Papiermasse wird weiter durch die Leitung 10 mittels der Pumpe 9 geleitet. Da der Füllstoff nahe der Pumpe 9 zugeführt wird, wird der Füllstoff wirksam mit der Papiermasse vermischt und darin verteilt. Die Verzweigungsleitungen 11 und 12 leiten die Papiermasse zu einer entsprechenden Batterie 13 und 14 von Wirbelschleuderern oder Hydrozyklonen. Verarbeiteter Zellstoff wird durch die Verzweigungsleitungen 15 und 16 und durch die Leitung 17 zum zuvor genannten Entlüftungsbehälter 4 geleitet. Abfall wird zurückgewonnen und durch die Leitung 21 zu einer getrennten Bearbeitungsanlage, welche hier nicht erklärt wird, geleitet. Die Papiermasse wird durch eine große Anzahl von Tauchleitungen dem Behälter 4 zugeführt. Wie der Name andeutet, wird die Papiermasse in Behälter 4 entlüftet und die Papiermasse wird aus dem Behälter in einem im Wesentlichen luftfreien Zustand und eine bestimmte Menge an Siebwasser (letzteres wurde zuvor beschrieben) enthaltend weiter entlang des Systems geleitet. Eine Schaumdämpfungschemikalie kann der Papiermasse mit der Absicht, dass Aufschäumen der Papiermasse zu begrenzen, oberhalb der Stelle 4 zugeführt werden.
Die Papiermasse wird mittels der Einspeispumpe 18 über die Kanäle 19 und 20 in eine Sortieroperation eingespeist. Ein erstes Retentionsmittel wird in Leitung 19 unmittelbar oberhalb der Pumpe 18 durch den Kanal 22 der Papiermasse zugeführt. Das Retentionsmittel kann auch in Siebwasser aufgeschlämmt oder darin gelöst werden. Jede der Verzweigungsleitungen 23 und 24 speisen die Papiermasse in die entsprechenden Sortierer 25 und 26. Verarbeiteter Zellstoff wird durch die Verzweigungsleitungen 27 und 28 und durch die Leitung 29 in den Stoffauflaufkasten 30 eingespeist. Abfall, der bei der Sortieroperation erhalten wird, wird wiedergewonnen und durch die Leitung 31 in eine getrennte Verarbeitungsanlage, welche hier nicht beschrieben wird, geleitet. Ein zweites Retentionsmittel wird der Papiermasse in Leitung 29 unmittelbar oberhalb des Stoffauflaufkastens 30 durch die Leitung 32 zugeführt. Dieses Retentionsmittel kann in Siebwasser aufgeschlämmt oder darin gelöst werden. Dies führt zu einer im wesentlichen fertigen oder vollendeten Papiermasse.
Die Papiermasse wird mit Hilfe des Stoffauflaufkastens 30 über einen Sieb in einer Siebbereich 33 verteilt. Die Konzentration der Festsubstanz der Papiermasse, der im Wesentlichen aus Zellstofffasern besteht, reicht von 0.5 bis 1.5% an der beschriebenen Position. Gleichzeitig fließt mit der Bildung einer Papierbahn auf dem Sieb eine große Menge an Flüssigkeit oder Wasser sowohl durch Gravitation als auch mit Hilfe von Saugboxen ab. Diese Flüssigkeit oder das Wasser, das als Siebwasser bezeichnet wird, wird in der Siebwanne 6 gesammelt. Ein Teil des aus der Siebwanne 6 in den Siebbehälter 5 über die Leitung 7 entnommenen Siebwassers wird durch die Leitung 34 abgezogen und in den Stoffauflaufkasten 30 für eine endgültige Verdünnung der Papiermasse innerhalb des Stoffauflaufkastens 30 und in einem besonderen Teil davon zurückgeführt.
Die resultierende kohärente Papierbahn 35 wird über eine Drucksektion 36 und danach zu einem Vortrockner 37 und dann zu einem Nachtrockner 38 geleitet, wonach sie letztendlich auf einer Aufrolltrommel (Tambour) 39 aufgerollt wird.
Der Gehalt an Füllstoff in dem fertigen Papier, der zum Beispiel als Gewichtsprozent des Papiers angegeben wird, wird regelmäßig mittels eines Messapparates 40, welcher in Übereinstimmung mit dem, was vorher geschrieben wurde, von der Art eines Überquerungsapparates sein kann, bestimmt. Das Messsignal, d.h. der gemessene Füllstoffgehalt, wird zu einem Füllstoffgehaltregulator 40 gesendet, der ein Signal zu einem Flussregulator 42 sendet, der den Fluss des Retentionsmittels, das über die Leitung 22 bereitgestellt wird, kontrolliert. Genauer gesagt wird das in der Leitung 22 sitzende Ventil auf eine bekannte Art und Weise kontrolliert, um sich, wenn ein größerer Fluss an Retentionsmittel benötigt wird, weiter zu öffnen und um sich entsprechend zu schließen, so dass der Durchlauf des Retentionsmittels, wenn eine Reduktion im Fluss des Retentionsmittels erforderlich ist, reduziert wird. Das Flussregulierungssystem beinhaltet ebenfalls einen Flussmeter, mittels dessen sichergestellt werden kann, dass die gewünschte Menge an Retentionsmittel tatsächlich durch die Leitung 22 fließen wird. Um die Störungen im Füllstoffgehalt während einer Änderung bei der Herstellung in der Papiermaschine zu minimieren, kann die Messung des Retentionsmittel ein Optimalwertsignal („feedforward signal") beinhalten, so dass es automatisch der Veränderung in der Herstellung folgen wird. Ein Anstieg bei der Herstellung erfordert einen Anstieg in der Menge an Retentionsmittel, das in dem System gemessen wird. Die Optimalwert-Anlage ist so entworfen, dass eine gegebene Prozentsatzveränderung bei der Herstellung zu der gleichen Prozentsatzveränderung in der Menge des Retentionsmittels, das in dem System gemessen wird, führt. Dies findet über und durch die beschriebene Kontrolle, die sich auf den gemessenen Füllstoffgehalt des Papiers bezieht, statt.
An die Leitung 34, durch welche Siebwasser fließt, ist ein Apparat 43 für die periodische Messung der Füllstoffkonzentration und/oder der Gesamtkonzentration in dem Siebwasser angekoppelt. Ein typischer Messapparat beinhaltet eine transparente Messzelle, durch welche ein sehr kleines Volumen an Siebwasser zum Fließen gebracht wird. Die Art und Weise wie die Messung bewirkt wird, ist vorher detaillierter beschrieben worden. Ein Signal, welches zum Beispiel die gemessene Füllstoffkonzentration in Gramm pro Liter des Siebwassers beschreibt, wird von der Messapparatur 43 zu dem Füllstoffkonzentrationsregulator 44 gesendet. Ein Signal wird von dem Regulator 44 zu einem Flussregulator 45 gesendet, welcher den Fluss des Füllstoffs, der dem System zugeführt wird, über die Leitung 8 kontrolliert. Dieser Regulator 45 arbeitet auf eine ähnliche Art und Weise zum Regulator 42 und beinhaltet ebenfalls einen Flussmeter in diesem Fall.
Um die Störungen in der Füllstoffkonzentration des Siebwassers während einer Veränderung bei der Herstellung in der Papiermaschine zu minimieren, kann dem Füllstofffluss ein Optimalwertsignal gegeben werden, so dass er automatisch den Veränderungen der Füllstoffanforderung folgen wird. Eine gesteigerte Produktion oder eine Steigerung des Kontrollwertes in Bezug auf den Füllstoff im Papier ergibt auf lange Sicht einen Bedarf, die Menge an Füllstoff, die in dem System gemessen wird, zu steigern. Durch Multiplizieren der Herstellung der Papiermaschine durch den Kontrollwert für den Füllstoffgehalt des Papier erhält man einen Wert für den berechneten Füllstoffverbrauch. Die Optimalwertkopplung ist so angelegt, dass eine gegebene Prozentsatzveränderung in dem berechneten Füllstoffverbrauch ebenfalls die zuvor genannte Anpassung in Bezug auf die gemessene Konzentration des Füllstoffs in dem Siebwasser ergeben wird.
Im Falle der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wird nur ein Füllstoff bereitgestellt (an Position 8), wobei zwei Retentionsmittel bereitgestellt werden (an den Positionen 22 und 32). In Bezug auf das an Position 32 bereitgestellte Retentionsmittel, wobei das Mittel zum Beispiel aus Bentonitlehm bestehen kann, wird die Menge des bereitgestellten Mittels so ausgewählt, um einen fixierten Wert zu haben, d.h. ein und derselbe Fluss des Retentionsmittels wird zu ein und demselben Fluss der Papiermasse bereitgestellt. Das Ausmaß dieser fixierten Charge des Retentionsmittels wird von einer Anzahl von Faktoren, wie zum Beispiel von der erforderlichen Menge des Füllstoffs im fertigen Papier und von der Menge von in das System pro Zeiteinheit zugebenem Füllstoff und ebenfalls von dem Ausmaß der Menge des zusätzlichen Retentionsmittels, das in das System an Position 22 gegeben wird, abhängen. Wenn Bentonitlehm als Retentionsmittel verwendet wird, hat sich gezeigt, dass eine optimale Wirkung erhalten wird, wenn das Mittel so nahe wie möglich bei dem Stoffauflaufkasten in das System gegeben wird.
In Bezug auf das Retentionsmittel an Position 22, wobei das Mittel zum Beispiel ein synthetisches wasserlösliches organisches Polymer umfassen kann, variiert die Menge an zugegebenem Mittel in Übereinstimmung mit den Anforderungen. Es hat sich gezeigt, dass das Mittel unmittelbar oberhalb der Einspeisungspumpe 18, wie in 1 gezeigt, in das System hinzugegeben werden sollte, um eine gute Wirkung mit einem solchen Retentionsmittel zu erhalten. Obwohl es absolut möglich ist, das Retentionsmittel an früherer Stelle in der Flussrichtung innerhalb der kurzen Zirkulation hinzuzugeben, gibt es ein Risiko, dass das Retentionsmittel dann verschiedene Wege nehmen und recycelt werden wird, wobei dabei das Mittel elektrische Ladung verlieren kann und nicht optimal im Papierbildungsverfahren, d.h. in den Siebbereich 33, verwendet werden kann.
In Übereinstimmung mit der zuvor beschriebenen Kontrollphilosophie wird die variierende Zugabe des Retentionsmittels an Position 22 auf die folgende Art und Weise bewirkt.
Wenn gewünscht wird, ein Papier herzustellen, das einen gegebenen Füllstoff in einer gegebenen Menge, zum Beispiel 21%, beinhaltet, weiß man durch Erfahrung, dass ein gegebener ungefährerer Fluss des Füllstoffs durch die Leitung 8 geliefert werden muss. Durch Erfahrung weiß man ebenfalls, dass es unter den gegenwärtigen Bedingungen geeignet ist, ein gegebenes Retentionsmittel in das System in einer fixierten Menge über die Leitung 32 hinzuzugeben. Durch Erfahrung weiß man ebenfalls, wie die ungefähre Zugabe des zweiten Retentionsmittels über die Leitung 22 sein soll. Wenn das Papierherstellungsverfahren bereits im Gange ist, wird der Füllstoffgehalt des fertigen Papiers in kurzen Intervallen an Position 40 gemessen. Wenn diese Messungen zeigen, dass der Füllstoffgehalt oder -konzentration des Papiers zum Beispiel 21.5% anstelle von 21.0% ist, wird die Kontrollfunktion aktiviert. Der gemessene Wert wird in Signalform von Position 40 zu dem Füllstoffgehaltregulator 41 gesendet und der Füllstoffgehaltregulator 41 sendet ein Signal zu dem Retentionsmittelflussregulator 42, welches anzeigt, dass der Fluss des Retentionsmittels in einem bestimmten Ausmaß verringert werden sollte, da die gerade durchgeführte Messung zeigt, dass der Füllstoffgehalt des Papiers leicht zu hoch ist. Die verringerte Bereitstellung mit Retentionsmittel in die Papiermasse ist sofort in der Reduzierung der Adsorption des Füllstoffs in der Papierbahn, die auf dem Sieb gebildet wird, wirksam, wobei dabei der gewünschte Füllstoffgehalt von 21% in dem Papier erhalten wird. Wenn der gemessene Füllstoffgehalt niedriger als der gewünschte, zum Beispiel 20.5%, ist, wird der Fluss des Retentionsmittels durch die Leitung 22 bis zu einem entsprechenden Grad erhöht. Die gesteigerte Bereitstellung an Rententionsmittel in die Papiermasse wird sofort in einer gesteigerten Adsorption des Füllstoffs in der Papierbahn während ihrer Bildung auf dem Sieb wirksam, wobei dabei der gewünschte Füllstoffgehalt von 21% in dem Papier erhalten wird.
Um das zuvor beschriebene zu erreichen, braucht die Füllstoffkonzentration in dem System, einschließlich des Siebwassers, keine fixierte Beziehung mit der Menge an Retentionsmittel, das in das System gegeben wird, und dem Füllstoffgehalt des hergestellten Papiers zu haben, da es ebenfalls möglich ist, einen korrekten Füllstoffgehalt in dem Papier aufrechtzuerhalten, wenn die kontinuierliche Zugabe an Füllstoff über einen längeren Zeitraum äußerst gering ist, und zu einer konstanten Reduktion der Füllstoffkonzentration in dem Siebwasser führt. Es gibt natürlich eine untere Grenze für die Verarmung an Füllstoff in dem Puffersystem.
Die Struktur des Füllstoffgehaltregulators 41 ist im Stand der Technik bekannt. Normalerweise wird ein Selbstregulator verwendet. Die herkömmlichste Art eines Regulators wird als PID-Regulator bezeichnet und arbeitet ausschließlich auf Basis eines „Kontrollfehlers" e, und die folgende Beziehung herrscht zwischen dem Kontrollfehler e und dem Kontrollsignal u vor:
Das Kontrollsignal ist aus 3 Termen zusammengesetzt, wobei P den proportionalen Term, der proportional zu dem Fehler ist, bezeichnet, D den abgeleiteten Term, der proportional zu der Ableitung des Fehlers ist, bezeichnet und l der integrale Term ist, welcher proportional zu der Ableitung des Fehlers ist. Dies wird zum Beispiel in einem Handbuch von Lund's Tekniska Högskola mit dem Titel „Reglerteknik, en elementär introduktion", geschrieben von Karl Johan Åström gelehrt. Die unterschiedlichen Terme werden in der Formel additiv kombiniert. Eine gewünschte Funktion wird in dem Regulator durch Anpassen der drei konstanten K, T_l und T_D festgelegt. Eine Anzahl verschiedener Verfahren sind für die Anpassung dieser Konstanten an das zu regulierende Verfahren vorhanden. Ein verwendbares Verfahren wird als Lambda-Verfahren bezeichnet.
Wie zuvor erwähnt, hängt der Fluss des Füllstoffs durch die Leitung 8 im Wesentlichen wenigstens teilweise von dem Füllstoffgehalt des hergestellten Papiers ab, mit anderen Worten von der Menge des Füllstoffs, die konstant von der Papierbahn, die auf dem Sieb in dem Siebbereich 33 gebildet wird, adsorbiert und darin eingelagert wird, ab.
Die Füllstoffkonzentration des Siebwassers wird in gegebenen Intervallen mit Hilfe des Messapparates 43 überprüft. Normalerweise ist das gewünschte Niveau der Füllstoffkonzentration in der kurzen Zirkulation für eine gegebene Papierqualität ein und dasselbe. Dies hat mit der Laufeigenschaft der Papiermaschine zu tun. Es hat sich in Bezug auf das Laufen der Papiermaschine als vorteilhaft herausgestellt, die Füllstoffkonzentration in dem System einschließlich der Füllstoffkonzentration des Siebwassers über die Zeit konstant zu halten. Der Kontrollwert kann zum Beispiel 4 Gramm pro Liter sein. Wenn der gemessene Wert 3.8 Gramm pro Liter ist, wird dieser Wert zu dem Füllstoffkonzentrationsregulator 44 in Signalform gesendet. Dieser Regulator sendet wiederum ein Signal an den Füllstoffflussregulator 45, um zu bewirken, dass der Fluss des Füllstoffs in der Leitung erhöht werden sollte, was durch weiteres Öffnen des Ventils in der Leitung 8, die mit dem Regulator 45 verbunden ist, bewirkt wird. Das Flussregulatorsystem beinhaltet ebenfalls einen Flussmeter, mittels dessen es sichergestellt ist, ob die gewünschte Menge an Fluss tatsächlich durch die Leitung 8 fließt oder nicht. Wenn sich zeigt, dass der gemessene Wert zu hoch ist, zum Beispiel 4.2 Gramm pro Liter, wird der Fluss des Füllstoffs durch die Leitung 8 auf ein entsprechendes Maß reduziert.
Der Füllstoffkonzentrationsregulator 44 ist von bekannter Art und kann vom selben Typ wie der zuvor beschriebene sein, d.h. wie der Regulator, der sich an Stelle 41 befindet. Das um den Regulator 44 konstruierte Kontrollsystem zieht in Betracht, dass das Puffersystem für den Füllstoff in der kurzen Zirkulation einschließlich des gesamten Siebwassers langsam anzupassen ist. Mit anderen Worten, obwohl sogar der Fluss des Füllstoffs an einer bestimmten Position stark erhöht wird, wird es eine lange Zeit dauern, bevor der punktuell signifikante Anstieg des Füllstoffs zu einem Anstieg der Füllstoffkonzentration im gesamten sehr großen Volumen des Siebwassers führen wird. Das Kontrollprogramm für den Regulator 44 ist im allgemeinen dem Kontrollprogramm für den Füllstoffgehaltregulator 44, der oben beschrieben wird, ähnlich.
Wie aus dem Flussdiagramm, dass die Herstellung des füllstoffhaltigen Papiers in Übereinstimmung mit 1 veranschaulicht, ersichtlich ist, ist die lange Zirkulation, die auf dem Siebwassers basiert (zum Beispiel irgendwo entlang der Leitung 7 entnommen) nicht beinhaltet und keine der gesamten Arbeitsstationen für die dicke Zellstoffsuspension, die zu der kurzen Zirkulation durch die Leitung 1 geliefert wird. Dies ist aus Gründen des Umfangs und der Klarheit ausgegliedert worden.
Beispiel 1
Das erfindungsgemäße Verfahren ist in einer Papiermaschine von der Art, die sich in großem Umfang mit dem Flussdiagramm gemäß 1 deckt, für die Herstellung eines füllstoffhaltigen feinen Papiers getestet worden. Vergleiche werden mit konventioneller Technologie für die Herstellung eines solchen Papiers gemacht.
Eine dicke Zellstoffsuspension wurde durch die Leitung 1 mit einer Flussgeschwindigkeit von 16.500 Litern pro Minute eingespeist. Das Anfangsmaterial für die dicke Zellstoffsuspension war 60% frischer Zellstoff, der von einer benachbarten Zellstoffmühle zugeführt wurde, und 40% Papierbruch. Abwechselnd umfasste der frische Zellstoff 65% Birkensulfatzellstoff mit einer Helligkeit von 90% ISO und 35% Kiefersulfatzellstoff mit einer Helligkeit von 90% ISO.
Beide frischen Zellstoffe wurden per se verfeinert, bevor sie in einem Mischgefäß, in welches ebenfalls der eingedickte Papierbruch eingespeist wurde, gemischt. Der Papierbruch hatte einen Füllstoffgehalt von ungefähr 21.5 und der Füllstoff umfasste ausgefälltes Calciumcarbonat (PCC). Die einströmende dicke Zellstoffsuspension enthielt somit eine signifikante Menge an Füllstoff, welche leicht abgeschätzt werden kann. Papiermassenstärke wurde zu der dicken Zellstoffsuspension auf ihrem Weg zu der Leitung 1 hinzugefügt.
Frischer Füllstoff in Form von 52%igem PCC wurde durch die Leitung 8 mit einer ungefähren Flussgeschwindigkeit von 90 Liter pro Minute zugeführt. Die Füllstoffdichte war 770 Gramm pro Liter. Kleine Mengen einer Anzahl von farbigen Tinten wurden zur selben Zeit hinzugefügt. Zusätzlich wurden des weiteren Papierchemikalien, einschließlich fluoreszierenden Bleichmitteln, in der weiterbeförderten kurzen Zirkulation hinzugefügt.
Ein erstes Retentionsmittel in der Form eines synthetischen Polymers mit einer Dichte von 4 g/l wurde durch die Leitung 22 zugeführt. Die Flussgeschwindigkeit dieses Retentionsmittels war durchschnittlich ungefähr 50 Liter pro Minute.
Ein zweites Retentionsmittel in Form von Bentonitlehm mit einer Dichte von 35 Gramm pro Liter wurde in das System über die Leitung 32 zugeführt. Die Flussgeschwindigkeit dieses Retentionsmittels wurde auf 30 Liter pro Minute fixiert und festgelegt.
Die Papiermasse, der den Stoffauflaufkasten 30 verlässt, hatte einen Gehalt an Festsubstanz von 0.9–1.0%. Der Kontrollwert für den Füllstoffgehalt des fertigen Papiers war 21.5% und das Gewicht pro Flächeneinheit des Papiers war 80 Gramm pro Quadratmeter. Die Maschinengeschwindigkeit war ungefähr 970 Meter pro Minute, was zu einer Herstellung von ungefähr 30 Tonnen Papier pro Stunde führt. Das fertige Papier hatte einen Feuchtigkeitsgehalt von ungefähr 4.5%.
Das Papier wurde in einer Filmpresse an einer späten Stelle in der Papierherstellungskette oberflächengeleimt. Die Oberflächenleimung wurde in einer Menge, die ungefähr 4 Gramm pro Quadratmeter entspricht, durchgeführt. Obwohl keine Filmpresse in dem Flussdiagramm von 1 gezeigt worden ist, wurde die Presse unmittelbar unterhalb des Vortrockners 37 in der betroffenen Papiermaschine positioniert.
2 veranschaulicht den Füllstoffgehalt des fertigen Papiers über 4 Kalendertage, wenn konventionelle Technologie bei der Herstellung von füllstoffhaltigem Papier verwendet wurde und ebenfalls den Füllstoffgehalt des fertigen Papiers über einen anschließenden Zeitraum von 4 Kalendertagen, wenn die erfindungsgemäße Technologie bei der Herstellung von füllstoffhaltigem Papier verwendet wurde.
Mit konventioneller Technologie ist unter anderem gemeint, dass der Füllstoffgehalt des Papiers an Position 40 und ebenfalls die Füllstoffkonzentration des Siebwassers an Position 43 gemessen wird. Der gemessene Füllstoffgehalt des Papiers wird jedoch nicht verwendet, um die Zugabe des Retentionsmittels an Position 22 zu kontrollieren, sondern wird zur Kontrolle der Zugabe des Füllstoffs an Stelle 8 verwendet. Die Kontrolle wurde so durchgeführt, dass wenn der gemessene Wert des Füllstoffgehaltes des Papiers höher als der gewünschte Wert war, d.h. der Kontrollwert, der Fluss des Füllstoffs an Position 8 reduziert wurde, wohingegen der Fluss des Füllstoffs an Position 8 erhöht wurde, wenn der gemessene Wert zu niedrig war. Außerdem wurde der Fluss des Retentionsmittels an Position 22 kontrolliert, so dass der Fluss des Retentionsmittels an Position 22 erhöht wurde, wenn die Füllstoffkonzentration des Siebwassers, d.h. an Position 43, höher als der Kontrollwert war, wohingegen der Fluss des Retentionsmittels an Position 22 verringert wurde, wenn der gemessene Wert der Füllstoffkonzentration zu niedrig war.
Der Füllstoffgehalt des fertigen Papiers wird, wenn die zuvor beschriebene konventionelle Kontrolltechnologie angewendet wird, links des Pfeils in 2 gezeigt. Wie gesehen wird, variiert der Füllstoffgehalt stark um den gewünschten Kontrollwert. Das System erreicht sogar bei jeder Gelegenheit ein Howling.
Zum Zeitpunkt, der mit einem Pfeil in 2 markiert ist, wurde eine Abkehr von der zuvor beschriebenen konventionellen Kontrolltechnologie gemacht, insofern, als das Signal des gemessenen Füllstoffgehalts des Papiers an Position 40 zu dem Füllstoffgehaltregulator 41 gesendet wurde, welcher wiederum ein Signal zu dem Retentionsmittelflussregulator 42 in Übereinstimmung mit der Veranschaulichung in 1 und in Übereinstimmung mit der oben im Detail beschriebenen erfindungsgemäßen Kontrolltechnologie sendet. Wenn die neue Kontrolltechnologie angewendet wird, wurde die Messung der Füllstoffkonzentration in dem Siebwasser an Position 43 während des ersten Kalendertages durch das automatische und computerkontrollierte Kontrollsystem ausgelöst. Stattdessen wurde die Messung des Füllstoffs an Position 8 manuell durch die Operatoren während dieses Kalendertages bewirkt.
Aus 2 wird gesehen werden, dass ein Kontrollwert für den Füllstoffgehalt in dem fertigen Papier von 21.5% über einen Zeitraum von ungefähr 2.5 Kalendertagen verwendet wurde, wenn die Erfindung ausgeführt wurde. Der Kontrollwert wurde dann auf 22.0% geändert, welches von einem kurzen Zeitraum, bei dem der alte Kontrollwert verwendet wurde, d.h. der Wert 21.5, gefolgt wurde und der Testlauf wurde mit einem Kontrollwert von 22% beendet.
Die Überlegenheit der neuen Kontrolltechnologie gegenüber der konventionellen Kontrolltechnologie ist aus 2 klar ersichtlich. Wenn die neue Technologie angewendet wird, wird die Variation in dem Füllstoffgehalt des fertigen Papiers signifikant in Bezug zur alten und konventionellen Technologie verringert. Die Standardabweichung des Füllstoffgehalts des hergestellten Papiers wurde für einen Kalendertag auf jeder Seite des Pfeils in 2 bei einem Kontrollwert von 21.5% berechnet. Im Falle der traditionellen Kontrolltechnologie war die Standardabweichung 0.95 und im Fall der erfindungsgemäßen Kontrolltechnologie war die Standardabweichung 0.14, mit anderen Worten war die Variation des Füllstoffgehaltes des Papiers fast siebenmal verbessert, wenn die erfindungsgemäße Kontrolltechnologie ausgeübt wird.
Das automatisierte und computerkontrollierte System zur Messung des Füllstoffs an Position 8 auf der Grundlage der Füllstoffkonzentration, die in dem Siebwasser an Position 43 gemessen wurde, wurde nach ungefähr einem Kalendertag aktiviert. Wie dies funktioniert, ist im Detail zuvor beschrieben worden.
Wie aus 3 ersichtlich wird, war der Kontrollwert sowohl in Bezug auf die konventionelle Kontrolltechnologie (links des Pfeils) und in Bezug auf die bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontrolltechnologie (rechts des Pfeils) 4 Gramm pro Liter. Die Variation um den Kontrollwert für die Füllstoffkonzentration variiert ebenfalls in einer überraschend signifikanten Art und Weise in diesem Fall. Es hat sich gezeigt, dass eine geringe Variation um den Kontrollwert für die Füllstoffkonzentration in dem Siebwasser in Bezug auf die Fahrbarkeit der betroffenen Papiermaschine vorteilhaft ist.
In dem zuvor beschriebenen Testlauf, der in Übereinstimmung mit der Erfindung durchgeführt wurde, wurden alle 20 Sekunden Daten erhalten, die sich auf den Füllstoffgehalt des Papiers beziehen, während alle 4 Sekunden Information bezüglich der Füllstoffkonzentration in des Siebwassers erhalten wurden. Die Verwendung von genau diesen Messintervallen ist keinesfalls zwingend, sondern dass die Messintervalle individuell bestimmt werden können und von der Art des verwendeten Messapparates unter anderem abhängen.
Als Schlussfolgerung sei gesagt, dass Kurven gefunden werden, die der in 2 gezeigten Kurve ähnlich sind und die bestätigen, dass das Wechseln des Füllstoffgehaltes im hergestellten Papier von einem Niveau zum anderen mit der erfindungsgemäßen Technologie wesentlich schneller als mit konventioneller Technologie bewirkt werden kann. Diese Tatsache trägt ebenfalls zur Minimierung des Volumens an Papier, das ausgemustert werden muss, bei. Die Tatsache, dass Papier weiterhin ausgemustert wird, liegt unter anderem in der Tatsache, dass Qualitätsparameter mit Ausnahme des Füllstoffgehaltes von den festgelegten Messwerten abweichen können. Die zuvor genannten Kurven sind aufgrund des Platzes und des Umfanges nicht eingefügt worden.

Claims

Ein Verfahren zur Herstellung von Papier mit einem konstanten Füllstoffgehalt, das umfasst i) Leiten einer dicken Zellstoffsuspension, die Wasser, Zellstofffasern, optional Füllstoffe, die sich von aufgeschlämmtem Papierbruch ableiten, und optional Papierchemikalien enthält, in Richtung eines Stoffauflaufkastens (30) in einer Papiermaschine; j) Hinzufügen von weiterem Wasser, wie z.B. Siebwasser („white water"), zu der dicken Zellstoffsuspension auf ihrem Weg zum Stoffauflaufkasten, um eine Papiermasse zu bilden; k) Hinzufügen von wenigstens einem Füllstoff zu der dicken Zellstoffsuspension und/oder zu der Papiermasse und/oder zu dem weiteren Wasser; l) Hinzufügen von wenigstens einem Retentionsmittel zu der dicken Zellstoffsuspension und/oder zu der Papiermasse und/oder zu dem weiteren Wasser; m) Ausbreiten der letztendlich hergestellten Papiermasse auf einer Langsiebmaschine („wet apparatus"), wie z.B. eines Siebbereiches (33), mittels des Stoffauflaufkastens (30), um eine nasse Papierbahn (35) zu bilden, und Sammeln des resultierenden Drainagewassers, das als Siebwasser bezeichnet wird, unterhalb der Langsiebmaschine und Rückführen des Wassers in das Papierherstellungsverfahren zur Abgabe in frische dicke Zellstoffsuspension, aufgeteilt und eingeschlossen z.B. in zwei Materialströme auf Flüssigkeitsbasis, bezeichnet als kurze Zirkulation bzw. lange Zirkulation; n) Heraustretenlassen der nassen Papierbahn aus der Langsiebmaschine und dann optional Verpressen (36) und Trocknen der Bahn in wenigstens einer Stufe (37, 38) und optional Unterziehen der Bahn einer Nachbehandlung und/oder Sammeln der Bahn auf Rollen oder Umwandeln der Bahn in Bögen und o) Messen des Füllstoffgehaltes des Papiers an einigen Positionen (40); p) Messen der Füllstoffkonzentration in dem Siebwasser oder in der Papiermasse, bevorzugt an einer Position (43) in der kurzen Zirkulation oder in einer direkten Verbindung damit, gekennzeichnet durch: Hinzufügen des Füllstoffes in einer Menge, so dass das Siebwasser oder der Papiermasse mit Füllstoff auf ein vorher bestimmtes Konzentrationsniveau oder einen Kontrollwert gepuffert wird, wobei das Niveau durch Messung nachverfolgt wird; Gründen der weiteren Zugabe des Füllstoffs ausschließlich auf dem gemessenen Konzentrationsniveau des Füllstoffes in dem Siebwasser oder in der Papiermasse, so dass, wenn das gemessene Niveau niedriger als der Kontrollwert ist, die Zugabe des Füllstoffs gesteigert wird und so dass, wenn das gemessene Niveau höher als der Kontrollwert ist, die Zugabe des Füllstoffes reduziert wird, wenigstens so lange, dass das Siebwasser oder die Papiermasse immer ausreichend Füllstoff zur Verfügung haben wird, damit die Papierbahn die gewünschte Menge an Füllstoff adsorbieren kann, und Basieren der weiteren Zugabe des Retentionsmittels ausschließlich auf der Menge des Füllstoffs, die in dem Papier zu diesem Zeitpunkt gemessen wird, so dass, wenn die gemessene Menge des Füllstoffes in dem Papier niedriger ist als das Niveau, das konstant gehalten werden soll, die Zugabe des Retentionsmittels erhöht wird und so dass, wenn die gemessene Menge des Füllstoff in dem Papier höher ist als das Niveau, das konstant gehalten werden soll, die Zugabe des Retentionsmittels reduziert wird, was damit zu einer schnellen Korrektur des Füllstoffgehaltes des Papiers zurück auf das Niveau, das konstant gehalten werden soll, führt.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch Hinzufügen eines Füllstoffes an einer oder mehreren Positionen (8).
Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch Hinzufügen der Gesamtmenge des Füllstoffes zu der Papiermasse an einer Position (8) zu Beginn der kurzen Zirkulation.
Ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 1–3, gekennzeichnet durch Aufschlämmen des Füllstoffs in einer Flüssigkeit vor der Zugabe des Füllstoffes und Bereitstellen der Flüssigkeit und ihres Füllstoffgehaltes zu der weiterrückenden Zellstofffasersuspension oder zu dem Wasser an dieser Stelle mit Hilfe eines Regulators oder mehrerer Regulatoren (45).
Ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 1–4, gekennzeichnet durch Hinzufügen von zwei Retentionsmitteln an einer oder mehreren Positionen (22, 32).
Ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 1–4, gekennzeichnet durch Hinzufügen von zwei Retentionsmitteln zu der Papiermasse an einer entsprechenden Position, wobei ein Retentionsmittel in einer variablen Menge, die von der zu diesem Zeitpunkt in dem Papier gemessenen Menge des Füllstoffs abhängt, an einem Punkt (22), der sich in einem geringen Abstand zu der kurzen Zirkulation befindet, hinzugefügt wird, während das andere Retentionsmittel in einer konstanten Menge, die z.B. auf der Papierherstellung und dem beabsichtigten Füllstoffgehalt des Papiers basiert, an einem Punkt (32) weiter voran in der kurzen Zirkulation, d.h. in der Nähe des Stoffauflaufkastens (30), hinzugefügt wird.
Ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 1–6, gekennzeichnet durch Aufschlämmen und/oder Auflösen des Retentionsmittels in einer Flüssigkeit vor seiner Zugabe, wobei die Flüssigkeit zusammen mit ihrem Retentionsmittelgehalt mit Hilfe eines Regulators oder mehreren Regulatoren zu der vorrückenden Zellstofffasersuspension oder zu dem Wasser hinzugefügt wird.
Ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 1–7, gekennzeichnet durch Messen des Füllstoffgehaltes des Papiers auf der letztendlich getrockneten Papierbahn mit einem Trockensubstanzgehalt oberhalb 90%.
Ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 1–8, gekennzeichnet durch Messen der Füllstoffkonzentration des Siebwassers in einem Nebenfluss des Siebwassers, der von dem Fluss des Siebwassers, das von einem Sammelgerät unterhalb der Siebbereich (33) transportiert wird, entnommen wird, wobei das Sammelgerät als Siebwanne (6) bezeichnet wird.
Ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 1–8, gekennzeichnet durch Messen der Füllstoffkonzentration der Papiermasse an einer Position direkt oberhalb des Stoffauflaufkastens oder innerhalb des Stoffauflaufkastens.