Umweltfreundliche Gewinnung von Verstärkungsfasern für altpapierhaltige Verpackungspapiere

Federführendes Institut HF Institut für Holzforschung

Entwicklung eines umweltfreundlichen Verfahrens zur Gewinnung eines Armierungsstoffes für altpapierhaltige Verpackungspapiere.

Der Einbruch im Verbrauch und der Produktion an graphischen Papieren hat zur Folge, dass der Zufluss an hochwertigem Fasermaterial in das Altpapierrecycling stark rückläufig ist. Mit einem geeigneten Verfahren könnten hochwertige aber preisgünstige Primärfaserstoffe zur Verstärkung des Altpapieres gewonnen werden.

Hintergrund und Zielsetzung

Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines auf dem Einsatz von Getreidestroh basierenden Aufschlussverfahrens zur Herstellung eines Hochausbeutefaserstoffes, der eingesetzt werden kann, um die Festigkeitseigenschaften von altpapierbasierten Verpackungspapieren zu verbessern.

Vorgehensweise

Im Forschungsvorhaben werden zwei umweltfreundliche Aufschlussprozesse für Stroh untersucht. Im Carbonataufschluss wird mit Natriumcarbonat eine preiswerte, sehr umweltverträgliche Chemikalie eingesetzt; im Dampfdruckaufschluss kann im Idealfall sogar komplett auf den Chemikalieneinsatz verzichtet werden. Beide Verfahren sowie Verfahrenskombinationen werden erprobt und an den Anwendungszweck adaptiert.

Ergebnisse

Die Untersuchungen zeigten, dass mit milden chemischen Aufschlüssen unter Nutzung von Natriumcarbonat Hochausbeutezellstoffe mit guten mechanischen Eigenschaften erzeugt werden können. Mit vollständig chemikalienfreien Dampfdruckaufschlüssen ist es hingegen schwierig, Faserstoffe zu erzeugen, deren Festigkeiten über die des Altpapiers hinausgehen.

Grundsätzlich ließen sich mit schärferen Aufschlüssen (höhere Temperatur und Chemikalieneinsatz) höhere Festigkeiten erzielen, dies jedoch auf Kosten einer geringeren Ausbeute. Im Vergleich der unterschiedlichen Aufschlussverfahren führte dabei die Kochung im Carbonataufschluss gegenüber den Dampfdruckaufschlüssen zu einem besseren Verhältnis von Ausbeute zu Festigkeiten. Sehr hohe Festigkeiten der reinen Strohpapiere führten in Mischungsversuchen mit Altpapier nicht zu entsprechend höheren Festigkeitssteigerungen, so dass als Fazit eher mildere Aufschlüsse mit höheren Ausbeuten zur Erzeugung von festigkeitssteigernden bevorzugt werden sollten.

Weiterführende Details zu den Ergebnissen der Dampfdruckaufschlüsse können in einer im März 2024 erschienen Publikation nachgelesen werden.