Die Herstellung von Papier beruht auf einem Prinzip, das bis heute, rund 2000 Jahre nach seiner Entdeckung, Gültigkeit besitzt: in Wasser aufgelöste pflanzliche Faserstoffe verbinden sich bei der Entwässerung auf einem Sieb zu einem zusammenhängenden Faservlies – dem Papier.

Die heute in den Papierfabriken eingesetzten Papiermaschinen sind technisch höchst anspruchsvolle Produktionsanlagen. Sie können eine Breite von über zehn Metern und eine Länge bis zu 120 Metern haben. Ihre Konstruktion und die Kombination der Aggregate werden von der Art der zu erzeugenden Papier-, Karton- und Pappesorten sowie der eingesetzten Rohstoffe bestimmt.

Pro Minute produzieren sie bis zu 1.400 Meter Papier. Nur wenige Sekunden dauert es vom ersten Auftreffen der Faserstoff-Wasser-Suspension auf dem Sieb bis zum fertigen Papier. Im Verhältnis 1:99 mit Wasser verdünnt, werden die Faserstoffe zusammen mit Hilfsstoffen auf die Papiermaschine aufgebracht. Die Fasern lagern sich auf dem Sieb neben- und aufeinander ab. Das Wasser läuft ab oder wird abgesaugt. Auf diese Weise entsteht ein gleichmäßiger Faserverbund, der durch mechanischen Druck und mit Hilfe von Dampfwärme weiter entwässert wird. Am Ende wird die Papierbahn auf einen Stahlkern (Tambour) aufgerollt.

Der gesamte Verfahrensablauf unterteilt sich dabei im Wesentlichen in die Bereiche Stoffaufbereitung, Papiermaschine, Ver­edelung und Ausrüstung.

Stoffaufbereitung

Altpapier und in der Regel auch Zellstoff erreichen die Papierfabrik in trockener Form, während Holzstoff normalerweise im gleichen Werk erzeugt und als FaserWasser-Mischung in die Stoffaufbereitung gepumpt wird. Altpapier und Zellstoff werden ebenfalls unter Zugabe von Wasser aufgelöst. ln der Stoffzentrale erfolgt je nach gewünschter Papiersorte die Mischung der verschiedenen Rohstoffe.

Neben Faserrohstoffen kommen bei der Papierherstellung auch Hilfs-, Füll- und Farbstoffe zum Einsatz. Das sind überwiegend mineralische Stoffe, aber auch bestimmte Chemikalien, die der Verbesserung der Papierqualität und der Erhöhung der Produktivität dienen.

Über den Einsatz dieser Stoffe können außerdem die spezifischen Eigenschaften des Papiers bestimmt werden, etwa Weiße oder Färbung des Papiers und auch bestimmte funktionale Eigenschaften, wie etwa Fettdichtigkeit oder Nassfestigkeit.

1 Stoffauflauf und Siebpartie

Der Stoffauflauf der Papiermaschine verteilt die Faserstoff-Wasser-Suspension gleichmäßig über die gesamte Siebbreite. Auf diese Weise wird eine bestmögliche Faserorientierung erzielt. Auf dem Sieb lagern sich die Fasern neben- und aufeinander ab. Gleichzeitig läuft das Wasser ab oder wird abgesaugt. Dadurch bildet sich das Blatt. In jedem Liter der Faserstoff-Wasser-Suspension befinden sich nur ca. fünf Gramm Faser- und Feststoff. Am Ende der Siebpartie enthält die Papierbahn noch immer rund 80 Prozent Wasser.

2 Pressenpartie

Der weitere Entwässerungsprozess erfolgt durch mechanischen Druck in der Pressenpartie. Dabei wird die Papierbahn mittels eines saugfähigen endlosen Filztuches zwischen Walzen aus Stahl, Granit oder Hartgummi hindurchgeführt und dadurch entwässert. Der Pressvorgang verdichtet das Papiergefüge, die Festigkeit erhöht sich und die Oberflächengüte wird entscheidend beeinflusst.

3 Trockenpartie

Das verbliebene Restwasser wird in der Trockenpartie aus dem Papier verdampft. Slalomartig durchläuft die Papierbahn mehrere dampfbeheizte Trockenzylinder. Das Rohpapier kann gleichmäßig trocknen. Am Ende hat das Papier eine Restfeuchte von wenigen Prozenten. Der entstandene Wasserdampf wird aus der geschlossenen Trockenhaube abgesaugt und in eine Wärmerückgewinnungsanlage geführt.

4 Glättwerk

Ein Teil der Papiermaschinen besitzt im Anschluss an die Trockenpartie ein Glättwerk, das aus mehreren übereinander angeordneten Walzen besteht, die der Papierbahn eine glatte Oberfläche und gleichmäßige Blattdicke geben. Hier werden außerdem mit hochsensiblen Mess­detektoren die wichtigsten Papierqualitätswerte online erfasst und per Computer der automatischen Regelung der Maschinenstellwerke zugeführt.

5 Aufrollung

Die fertige Papierbahn wird auf einen Stahlkern (Tambour) aufgewickelt. Sie enthält jetzt nur noch fünf bis acht Prozent Restfeuchte. Je nach Papiersorte kann ein Tambour eine Bahn von etwa 60 Kilometer Länge mit bis zu 25 Tonnen Gewicht aufnehmen.