Warum ist Festigkeit eine Herausforderung für die Produktion von Recyclingkarton?

Festigkeit ist die wichtigste Qualitätseigenschaft für Verpackungskarton. Da der Anteil an Recyclingfasern als Rohmaterial in Verpackungsqualität zunimmt, fällt es vielen Kartonherstellern schwer, die Festigkeitsanforderungen zu erfüllen. Da die Verwendung von Recyclingfasern als Rohmaterial in Verpackungsqualität weiterhin zunimmt, stehen viele Kartonhersteller vor Herausforderungen bei der Erfüllung der Festigkeitsanforderungen. Warum ist die Trockenfestigkeit eine wesentliche Herausforderung für die Produktion von Recyclingkarton?

„Viele Verpackungsfabriken, die Recycling-Wellpappe herstellen, haben Probleme, die angestrebten Festigkeitsanforderungen für ihre Produkte zu erfüllen“, bestätigt Vladimir Grigoriev, Director, Business & Application Development, Pulp & Paper bei Kemira.

Die Trockenfestigkeit der Pappe ist eine wesentliche funktionale Herausforderung und die Nachfrage nach leistungsstarken Sorten in der Verpackungswertschöpfungskette steigt. Gleichzeitig werden zunehmend Recyclingfasern als Rohmaterial eingesetzt.

„Die kosteneffiziente Aufrechterhaltung und Verbesserung der Festigkeitseigenschaften in Recycling-Verpackungsqualitäten mit den verfügbaren Mittel ist eine schwierige Aufgabe. Dies gilt insbesondere in Europa.“

Nachfolgend finden Sie 3 Hauptgründe, die das Erreichen der Trockenfestigkeit in der Produktion von Recyclingpappe erschweren.

Schlechtere Qualität von Recyclingfasern

Die erste Herausforderung für die Festigkeit ist die Verfügbarkeit von Rohmaterialien aus hochwertigen Recyclingfasern. Die Qualität des Faserstoffs hat einen direkten Einfluss auf die Fähigkeit der Kartonhersteller, Recyclingpappe mechanische Festigkeit zu verleihen.

„Dies ist heute in der Recyclingkarton-Produktion in Europa eine wesentliche Herausforderung und die sinkende Qualität der Recyclingfasern wird auch in anderen Regionen spürbar. Es gelangen weniger Neufasern in den Recyclingprozess. Dies liegt beispielsweise an dem sinkenden Verbrauch von Drucker- oder Schreibpapier und der zunehmenden Anzahl an Zyklen im Faserrecycling, sodass sich die Rohmaterialqualität verschlechtert“, erklärt Mikko Virtanen, Senior Specialist, Applications & Marketing, Pulp & Paper bei Kemira.

Um schwächere Fasern auszugleichen, sind Recyclingkarton-Hersteller gezwungen, hochwertigere Fasern zu ihrem Faserstoff hinzuzufügen, das zusätzliche Flächengewicht der Kartonbögen aufrechtzuerhalten oder Verfestigungsmittel wie Stärke zu verwenden. Dies kann die Produktionskosten schnell erhöhen und so die Rentabilität und Konkurrenzfähigkeit am Markt beeinträchtigen.

In vielen Fällen wurde bei der Verwendung von Stärke als Trockenfestigkeitszusatzstoff bereits eine Grenze erreicht und die Erhöhung der Dosierung ist weder effektiv noch wirtschaftlich.

„In vielen Fällen wurde bei der Verwendung von Stärke als Trockenfestigkeitszusatzstoff bereits eine Grenze erreicht und die Erhöhung der Dosierung ist weder effektiv noch wirtschaftlich. Stärke verlangsamt die Entwässerung der Bögen, was die Produktivität der Maschine reduziert oder den Energieverbrauch erhöht.“

Schwierige und anspruchsvolle Bedingungen

Die zweite große Herausforderung in der Recyclingkarton-Produktion besteht in den anspruchsvollen Nasspartie-Bedingungen einer Kartonmaschine. Die Fabriken arbeiten oftmals mit weitgehend geschlossenen Wasserkreisläufen, in denen Prozesswasser rezirkuliert und wiederverwendet wird. Aus diesem Grund sammeln sich kolloidale und mineralische Schmutzstoffe aus den Recyclingfasern im Wasserkreislauf und beeinträchtigen so die Prozessbedingungen.

„Die Verwendung von Recyclingfasern in der Papierproduktion führt zu einer höheren Leitfähigkeit und erhöhten Aschemengen im Prozesswasser. Diese Bedingungen beeinträchtigen die Wirksamkeit traditioneller Trockenfestigkeitschemikalien und auch hier ist die Situation in Europa wieder weitaus schwieriger als in anderen Regionen.“

„In Europa enthalten die Recyclingfasern oftmals 15-20 % mineralische Füllstoffe und der Frischwasserverbrauch kann schnell drei Kubikmeter pro Tonne Papier betragen, was zu einer Leitfähigkeit von bis zu 7 mS/cm führen kann. Es ist daher nicht verwunderlich, dass traditionelle Trockenfestigkeitszusatzstoffe ihre Wirksamkeit verlieren“, erklärt Vladimir Grigoriev.

Das Verpackungsgewicht muss reduziert werden

Aufgrund der Forderung nach Nachhaltigkeit in der Verpackungswertschöpfungskette rücken leichte Verpackungsmaterialien immer mehr in den Mittelpunkt. Die Anforderung der Reduzierung des Flächengewichts bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der hohen Schutzfunktion ist eine weitere Herausforderung für die Trockenfestigkeit in Recyclingverpackungssorten.

„Die Gewichtsreduzierung steht in der Produktion von Recycling-Wellpappe derzeit nicht so sehr im Mittelpunkt wie bei einigen anderen Sorten wie etwa Kartonpappe. Langfristig wird der allgemeine Trend sich jedoch zunehmend auf Recycling-Verpackungsmaterialien auswirken. Diese Sorten werden üblicherweise für Sekundärverpackungen im weltweiten Warenversand verwendet, sodass eine reduzierte Grammatur und geringeres Gesamtgewicht ebenfalls die Senkung des Kraftstoffverbrauchs und der CO2 -Emissionen unterstützen“, betont Grigoriev.

Aktuell erhöhen viele Recyclingpappe-Hersteller das Gewicht, um die nötige Trockenfestigkeit zu erreichen. Je dicker die Pappe, desto besser sind auch die Festigkeitseigenschaften.

„Die Aufrechterhaltung der Festigkeitseigenschaften bei reduziertem Grundgewicht bietet wirtschaftliche- und Umweltvorteile. Die Erhöhung des Gewichts ist die kosteneffizienteste Methode, das Problem zu lösen“, erklärt Virtanen.

Einzigartiges Festigkeitspolymer für Recyclingsorten

Um diese speziellen Herausforderungen in der Recyclingkarton-Produktion zu bewältigen, stellt Kemira ein neues Festigkeitspolymer für Recycling-Faserstoff vor. FennoBond 6400 ermöglicht durch seine einzigartige Polymerstruktur eine verbesserte Festigkeitsleistung selbst unter anspruchsvollen Prozessbedingungen.

„Mithilfe unserer effektiven Trockenfestigkeitschemikalien können Recyclingwellpappe-Hersteller die benötigte Flexibilität erhalten, um ihre Produktion an die verschiedenen Rohmaterialqualitäten anzupassen und gleichzeitig die Qualitätsziele zu erreichen und die erforderliche Funktionalität von Recycling-Verpackungspappe-Sorten zu erfüllen.

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