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2020-08-10

DIN veröffentlicht Standard zur Bestimmung von Verunreinigungen in Altpapier

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Das Deutsche Institut für Normung (DIN) hat die DIN SPEC 6745 mit dem Titel „Papier, Pappe und Faserstoff - Recycling  - Bestimmung von klebenden und nicht klebenden Verunreinigungen in Altpapier-Halbstoffen und darauf basierenden Papieren mittels Nahinfrarot-Messverfahren“ veröffentlicht. Das im neuen Standard beschriebene Messverfahren verbessert das Recycling von Altpapier deutlich und trägt damit zum Aufbau einer Circular Economy bei.  

Das Recycling von Papier war schon seit Jahrhunderten etabliert, bevor der Begriff der „Circular Economy“ aktuell wurde. Altpapier besteht nicht nur aus Papier, sondern aus weiteren Materialien, die gebraucht werden, um aus dem Papier, dem Karton oder der Pappe ein Produkt zu machen. Dies sind Druckfarben und Lacke, Klebstoffe für Buch- und Zeitschriftenrücken, Aufkleber, Verschlüsse von Schachteln und Klebebänder, aber auch Metallklammern und Kunststoff- und Metallbeschichtungen. Dazu kommen noch papierfremde Materialien in Form von Fehlwürfen in die Sammelbehälter. All dies muss im Aufbereitungsprozess abgetrennt und entfernt werden, um wieder einen homogenen Papierrohstoff hoher Qualität zu erhalten.

Klebstoffanwendungen beschäftigen die Recycler seit Jahren, da diese zu massiven Einbußen bei der Qualität, der Produktion und der Weiterverarbeitung des rezyklierten Faserstoffes und des daraus produzierten Papiers führen können. Auch wenn die Mengen an verbleibenden Klebstoffen gering sind, kann ihr Störpotenzial beträchtlich sein. Durch die unterschiedliche chemische Natur der Klebstoffe und der Variationen ihrer Aufbringung sind meist mehrere Prozessschritte nötig, um eine ausreichend hohe Entfernung zu bewirken. Für eine effiziente Auslegung und Steuerung des Altpapieraufbereitungsprozesses ist deshalb die Kenntnis der Konzentrationen und der Größenspektren der Klebstoffteilchen in den einzelnen Prozessstufen und am Ende der Aufbereitung bzw. im produzierten Recyclingpapier wichtig. Wegen der geringen Menge im Verhältnis zum Faserstoff konzentrieren die etablierten Prüfverfahren deshalb die Klebstoffteilchen vor der eigentlichen Messung auf. Diese erfolgt dann entweder visuell oder bildanalytisch, wobei bei letzterer noch eine weitere Bearbeitungsstufe nötig ist, um klebende von nichtklebenden Teilchen zu unterscheiden. Dieser Schritte sind sowohl aufwändig als auch fehlerbehaftet. Moderne Kamerasysteme eröffnen die Möglichkeit, den Prüfaufwand zu reduzieren, die Genauigkeit zu erhöhen und sogar noch weitere Ergebnisse, wie Informationen über chemische Zusammensetzungen zu liefern.

Genau an diesem Punkt setzt das in der DIN SPEC 6745 beschriebene Messkonzept an, um die klebenden Verunreinigungen in Papierblättern direkt zu messen und zu analysieren. Ein weiterer Vorteil ist es, dass für die Untersuchung lediglich Laborblätter, beispielsweise mit dem üblichen Blattbildner nach Rapid-Köthen gebildet werden müssen, sodass eine wesentliche Fehlerquelle der etablierten Prüfmethoden wegfällt. Neu ist ebenfalls, dass auf eine Bestimmung der Klebrigkeit verzichtet wird, stattdessen werden diejenigen polymeren Substanzen analysiert, die typischerweise zur Herstellung von Klebstoffen verwendet werden – Polyvinylacetat, Acrylate und Ethylenvinylacetat. Es handelt sich also um ein indirektes Messverfahren, das aber eine hohe Korrelation zu den etablierten aufweist. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens mittels Nahinfrarot-Kamera ist, dass auch nichtklebende Polymere wie Polyethylen und Polystyrol erkennbar sind. Diese besitzen zwar kein so großes Störpotenzial wie die klebenden, sind aber wegen einer Beeinträchtigung der Optik und der Homogenität des Rezyklats unerwünscht. Abschließend kommt es zu einer enormen Zeitersparnis aufgrund des Wegfalls der Aufbereitungsschritte im Labor, welche dafür genutzt werden kann die Probenmenge zu vergrößern oder die Prüfdichte zu erhöhen.

Die DIN SPEC 6745 wurde in einer Arbeitsgruppe bestehend aus Voith, der Papiertechnische Stiftung Heidenau & PROPAKMA innerhalb von nur sieben Monaten erarbeitet. Die DIN SPEC 6745 kann beim Beuth Verlag kostenfrei als Download bezogen werden. Wegen der internationalen Bedeutung des Prüfverfahrens ist das Dokument in englischer Sprache erschienen.

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