Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Ermittlung der Eigenschaftsveränderungen von Wellpappe beim mehrfachen Recycling und Abschätzung der maximal möglichen Umläufe

Das Verpackungsmaterial Wellpappe als Einwegverpackung steht in Konkurrenz zu Mehrwegverpackungen aus Kunststoff oder Holz die mehrfach genutzt werden können. Wellpappe dagegen lässt sich sehr gut recyclen. Das Fasermaterial aus Wellpappe kann mehrfach genutzt werden. Die bisherigen Aussagen zur Häufigkeit wie oft Papierfasern rezykliert werden können basieren auf Erfahrungen zum Mehrfachrecycling von Zeitungsdruckpapier und können auf Grund der wesentliche höheren Verlustquote nicht auf Wellpappenpapiere übertragen werden. Bisher ist nicht bekannt wie viele maximalen Umläufe Papierfasern zur Herstellung von Wellpappenpapier absolvieren können.

Im Rahmen des Forschungsprojektes werden die einzelnen Prozessschritte der Papier- und Wellpappenherstellung im Detail untersucht. Besondere Beachtung bezüglich ihres Recyclingverhaltens finden die für die Wellpappenpapierherstellung eingesetzten Primär- und Sekundärfaserstoffe sowie die Stärkeapplikation zur Festigkeitssteigerung von altpapierhaltigen Wellpappen-papieren und die thermischen und mechanischen Belastungen die auf das Fasermaterial bei der Wellpappenherstellung einwirken. In einem Pilotversuch wird abschließend die maximal mögliche Umlaufzahl von Wellpappenpapieren ermittelt und die Erkenntnisse in ein Modell zum Mehrfachrecycling von Wellpappe integriert.

Der Rohstoff Altpapier ist in Deutschland essentiell für die Herstellung von Wellpappenrohpapieren erforderlich und damit grundsätzlich für Wellpappe als Verpackungsmaterial auf Basis von nachwachsenden Rohstoffen. Die Kenntnis des Verhaltens von Papierfasern in diesem eng geschlossenen Recyclingkreislauf stellt die Voraussetzung dar um auch in Zukunft mit anderen Packstoffen konkurrieren zu können. Davon profitieren nicht nur die Papierindustrie, sondern in ihrem Umfeld auch die vielen KMU's der Wellpappe erzeugenden Industrie sowie von Ingenieurbüros, Altpapier erfassenden und sortierenden Betrieben und von Firmen die im Transportgewerbe tätig sind.

Ergebniszusammenfassung:

Mit Hilfe der Ergebnisse des Projektes konnte gezeigt werden, dass Wellpappenrohpapier häufiger als die postulierten 5 bis 7 Mal rezykliert werden kann. Insgesamt konnten Wellpappenrohpapiere im Labormaßstab bis zu 25 Mal und im Pilotmaßstab bis zu 16 Mal rezykliert werden, ohne Qualitätsverluste für die weitere Papierproduktion aufzuweisen. Die Zahlen der Recyclingzyklen ergeben sich nicht aus den Faser- oder Papiereigenschaften, sondern vielmehr aus den Faserverlusten, da nicht mehr genügend Material für weitere Zyklen vorhanden war. Des Weiteren zeigte sich, dass die Verarbeitung der Wellpappenrohpapiere zu Wellpappe keinen nennenswerten Einfluss auf das Recyclingpotential nimmt.

Die erzielten Forschungsergebnisse leisten einen Beitrag bei der Ökobilanzierung und Lebenszyklusbetrachtung von Wellpappenrohpapieren, Wellpappe und den daraus erzeugten Produkten für Verpackungszwecke. Des Weiteren zeigen die Ergebnisse des Mehrfachrecyclings unter Laborbedingungen, dass ein Kollaps des Recyclingsystems durch die häufigere Nutzung der Fasern nicht zu erwarten ist. Dennoch müssen grundsätzlich weiterhin Frischfasern im Gesamtsystem zugeführt werden, um die Faserverluste bei der Altpapieraufbereitung auszugleichen. Die Ergebnisse zeigen weiterhin, dass die Reduktion des Füllstoffgehaltes im Altpapier eine Möglichkeit darstellt, um das Festigkeitspotential der Fasern besser auszunutzen. Somit kann auch mit häufig rezyklierten Fasern qualitativ hochwertiges Papier bzw. Papier gleicher Qualität bei geringerer flächenbezogener Masse hergestellt werden. Die Reduktion der Füllstoffe führt jedoch zu einer verschlechterten Bedruckbarkeit der Produkte, sodass eine Abwägung der Effekte berücksichtigt werden muss.