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Pressemitteilung 2/2000

Kosten senken und Rohstoff bewahren
mit der "Ablage Altpapier"

BMBF-Forschungsprojekt ÖKOPAP 2000 erfolgreich abgeschlossen

Immer mehr Altpapier soll als Rohstoff eingesetzt werden, doch auch diese Ressource ist begrenzt. Eine bisher kaum genutzte Altpapierquelle schlummert in großen Bürohäusern: Mit Kopierern und Laserdruckern werden heute viele kurzlebige Dokumente erzeugt – ein großer Teil landet schon am nächsten Tag im Papierkorb und wird dort im schlimmsten Fall vermischt mit Joghurtresten, Pappbechern, Kartons und Bananenschalen.

Kann man weißes Büropapier sortenrein in größeren Mengen erfassen? Diese Frage untersuchte das Institut für Papierfabrikation der TU Darmstadt für die INGEDE im Rahmen des vom Bundesforschungsministerium geförderten und jetzt abgeschlossenen Projekts „ÖKOPAP 2000“. Gemeinsames Ziel von insgesamt acht praxisnahen Teilprojekten war es, sowohl den Rohstoff Altpapier wie auch den Prozess der Altpapieraufbereitung zu verbessern.

Forschungsobjekt in Sachen Papiererfassung war ein Bürogebäude der Firma Siemens in Erlangen. Die Mitarbeiter wurden angeleitet, ihr „weißes“ Altpapier zu zentralen Sammelbehältern zu bringen, die jeweils bei den Kopierern der einzelnen Abteilungen aufgestellt wurden. So waren keine zusätzlichen Wege nötig. Am Arbeitsplatz wird das Büroaltpapier zuvor in Postablagefächern gesammelt.

Der Versuch zeigte, dass die getrennte Erfassung hochwertiger Büroaltpapiere funktionieren kann – und auch je nach erfasster Menge dazu beitragen kann, die Entsorgungskosten des Unternehmens zu senken. Allerdings müssen dazu die Mitarbeiter immer wieder motiviert werden, in Sachen Papierkorb umzudenken und mitzumachen: Was weiß ist, kommt nicht mehr unter den Tisch, sondern in die „Ablage Altpapier“.

Künstliche Intelligenz in der Altpapieraufbereitung

Altpapier ist nicht gleich Altpapier – der Anteil der Druckfarben schwankt oft genauso wie der Anteil der Verunreinigungen in der an die Papierfabriken gelieferten Ware. Eine wichtige Rolle für die Verarbeitung von Altpapier zu neuem grafischem Papier spielen die optischen Eigenschaften des aufgelösten Rohstoffs. Neuartige Soft-Sensoren zur Beurteilung dieser optischen Eigenschaften waren ein weiteres Projekt im Rahmen von „ÖKOPAP 2000“. Bei der Papierfabrik Kübler & Niethammer im sächsischen Kriebstein analysierten die Forscher gemeinsam die bestehende Altpapieraufbereitungsanlage und modellierten alle Prozessparameter mit Methoden der „künstlichen Intelligenz“. Sensoren vor und nach der Flotationsanlage, wo die Druckfarbe aus dem Altpapier entfernt wird, überwachen den Prozess. Laufend werden die Stoffeigenschaften analysiert. Auf dieser Basis schlägt ein neues Regelungskonzept dem Bedienungspersonal vor, wie die Anlage optimal gefahren werden kann. So kann trotz der Schwankungen im Ausgangsmaterial die Qualität des von der Druckfarbe befreiten (deinkten) Altpapierstoffs gesteigert werden.

Kooperation erlaubt erstmals ganzheitliche Betrachtung

Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Projekt „Produktionsintegrierter Umweltschutz durch Verbesserung des Altpapierrecyclings zur stofflichen Verwertung für die Herstellung höherwertiger grafischer Papiere (ÖKOPAP 2000)“ wurde nach dreijähriger Laufzeit Ende vergangenen Jahres erfolgreich abgeschlossen. Neben dem BMBF hatten die Internationale Forschungsgemeinschaft Deinking-Technik (INGEDE e. V.) und eine Reihe industrieller Partner die Forschungsarbeiten finanziert.

Insgesamt acht Teilprojekte wurden in enger Zusammenarbeit zwischen Hochschule und Industrie bearbeitet. Die enge Kooperation der Projektpartner, darunter neben Siemens und der Papierfabrik Kübler & Niethammer auch BASF Drucksysteme und Voith Sulzer Stoffaufbereitung GmbH, erlaubte erstmals eine ganzheitliche Betrachtungsweise des Recyclings grafischer Papiere. Die gewonnenen Erkenntnisse liefern Lösungen für praxisrelevante Probleme und lassen sich unmittelbar umsetzen, um etwa die Altpapierqualität oder die Steuerung des Prozesses zu verbessern. Die Daten dienen außerdem als Grundlage für weitere Gespräche aller an der Papierkette Beteiligten, die sich 1994 in einer gemeinsamen Erklärung unter anderem zu einer Verbesserung der Rezyklierbarkeit grafischer Papiere verpflichtet haben.

Klebermessung und Rotstich im Kreislaufwasser

Das größte Problem der altpapierverarbeitenden Papierfabriken sind nach wie vor klebende Verunreinigungen. Was für den Anwender sinnvoll ist, bereitet beim Recycling oft Probleme: Viele Klebstoffe lösen sich zunächst auf und gelangen durch den gesamten Prozess der Papierverarbeitung bis zur Papiermaschine. Hier wird aus der Fasersuppe wieder neues Papier. Beim Trocknen der Bahn formieren sich die gelösten Klebstoffe zu kleinen klebrigen Flecken, den sogenannten Stickys. Diese können sich im neuen Papier, aber auch an den verschiedensten Stellen der Papiermaschine ablagern und sorgen für eine Vielzahl von Problemen – von Abrissen der Bahn über verklebte Papiersiebe bis zu Störungen beim Anwender, wenn die Klebstoffteile im Fotokopierer wieder kleben oder zu schwarzen Bröckchen verbrennen.

Um die Ursachen solcher klebender Verunreinigungen besser bestimmen zu können und um im Prozess besser darauf reagieren zu können, müssen erst einmal die relevanten Mengen ermittelt werden können. Am Institut für Papierfabrikation wurde dafür nun eine neue, quantitative Methode entwickelt.

Beim Deinken soll die Druckfarbe entfernt werden – doch nicht immer gelingt dies vollständig. Immer wieder bleibt ein Rotstich zurück, der sich mit den gängigen Methoden kaum verhindern lässt. Parallel zur Rotfärbung im deinkten Stoff ist in nahezu allen Fällen auch das in der Anlage zirkulierende Kreislaufwassers gefärbt. In einer Grundlagenuntersuchung wurden nun die Verursacher für diesen Rotstich ermittelt – die in Frage kommenden roten Farbmittel und die Einsatzgebiete der damit hergestellten Druckfarben.

Für die Rotfärbung der untersuchten Proben waren vor allem verlackte Azopigmente verantwortlich. Im Gegensatz zu gelben und blauen Standardpigmenten lösen sich diese roten Farben beim Deinken. Die Intensität der Rotfärbung ist deshalb abhängig von der eingetragenen Menge und vom Wirkungsgrad der Druckfarbenentfernung. Sie kann kaum vermieden werden, da diese Pigmente die mengenmäßig wichtigsten roten Druckfarbenpigmente darstellen. Auch Farbstoffe auf Rhodamin-B-Basis, die nur in Tiefdruckfarben eingesetzt werden, erzeugten eine Rotfärbung. Solche Farbstoffe liefern besonders klare und leuchtender Farbtöne, sowohl in Schmuckfarben als auch in Skalenfarben. Ein Ersatz von Azopigmenten und Rhodamin-B-Farbstoffen wäre möglich, allerdings würden damit die Druckfarben nicht nur teurer, auch ihre optischen Eigenschaften würden darunter leiden.

Weitere Projekte beschäftigten sich mit der Verbesserung von Druckfarbenablösung und Druckfarbenaustrag durch optimierte Chemikaliendosierung, dem Einfluss von Chemikalien, die bei der Papierherstellung verwendet wurden, auf die Deinkbarkeit, oder der Verbesserung der Bedruckbarkeit leichtgewichtiger Druckpapiere mit hohem Altpapieranteil.

Die INGEDE wurde 1989 als ein Zusammenschluss führender europäischer Papierhersteller gegründet. Ziel der INGEDE ist es, die Verwertung von hellem Altpapier (Zeitungen und Zeitschriften) zu neuem grafischem Papier und zu Hygienepapieren zu fördern und die Rahmenbedingungen für einen erhöhten Altpapiereinsatz zu verbessern.

29. September 2000


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Letzte Änderung: Freitag, 2. Februar 2007