Boraxfreie Wellpappenherstellung „BORAWELL“ · • Weltweit die Transportverpackung Nr. 1 ... T...
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Boraxfreie Wellpappenherstellung
„BORAWELL“
20.03.2017
Wellpappe – ein Produkt für die Welt von morgen!
• Weltweit die Transportverpackung Nr. 1
• 2015 wurden insgesamt 5,1 Mio. T bzw. 9,9 Mrd. m² Wellpappe hergestellt
• Die Nahrungs- und Genussmittelindustrie ist mit 35,5 % der größte Abnehmer
• Vorteile durch Stabilität und Formbarkeit
• Hohe Recyclingquoten
• Vielseitige Anwendungsmöglichkeiten
• Erfüllt die ökologischen Ansprüche der Verbraucher
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Quelle: VDW
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Multitalent Wellpappe
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Wellpappenart:
einwellige Wellpappe
Gewicht ca. 4 kg
Wird mehrfach
übereinander gestapelt
Blaue Steige mit den
Innenverpackungen wird
am POS ausgestellt
Wellpappenart:
3-wellige Schwerwellpappe
Getriebegewicht 100 kg
6 Getriebe in einer
Wellpappkiste (600 kg)
Kisten können übereinander
gestapelt werden
Quelle: VDW
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Wellpappenanlage (WPA)
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Quelle: BHS
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Wellpappenverklebung an der Maschine
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• Wellenpapier wird zwischen Riffelwalzen durch
Vakuum/Überdruck gepresst
• Leim wird mit einer Walze auf die Wellenspitze
der Papierbahn übertragen
• Nach einer 90° Drehung wird das Deckpapier
ans Wellenpapier gepresst
• Klebeprozess Decke/Welle ist nach
vollständiger Stärkeverkleisterung und
Trocknung in der Heizpartie abgeschlossen
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Quelle: Blechschmidt: Papierverarbeitung
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NaOH Wasser native Stärke
mischen
kochen / verkleisten
Trägerstärke
native Stärke Wasser
mischen
Boraxzugabe
Stärkesuspension
mischen
Viskosität einstellen
verbrauchen
Verfahren zur Klebstoffherstellung – Stein-Hall-System
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Primäransatz Sekundäransatz
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Funktionen der einzelnen Komponenten und Parameter
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Quelle: Cargill
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Warum boraxfreie Wellpappenherstellung?
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• Seit 2010 Einstufung als CMR Stoff
(cancerogen, mutagen und reprotoxisch)
• 2011 Zusammenfassung aller
Borverbindungen als SVHC-Stoffe
(Substances of Very High Concern) mit
verpflichtender Kennzeichnung ab einem
Gehalt von 0,1 %
• Seit 2015 Kennzeichnung als „Health hazard“
• BGDP empfiehlt den Einsatz von
Flüssigborax, vorgemischter Stärke oder
Fertigstärke mit geringen Borgehalten in
geschlossenen Systemen
• Borax umwelt- und gesundheitsgefährdend
• Im Falle weiterer Verschärfungen besteht
die Gefahr, dass Stärkesysteme für
Wellpappenleime die Zulassung verlieren
Quelle: 123RF
Boraxfreie Stärkeleime für eine
Verbraucher- und
umweltfreundliche
Wellpappenverpackung!
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Projektziel & Arbeitsschwerpunkte BORAWELL
Entwicklung einer umwelt- und
gesundheitlich unbedenklichen
Wellpappenverklebung, durch Einsatz
boraxfreier Stärkeklebstoffsysteme bei
gleichzeitigem Erhalt der Klebe- und
Verarbeitungseigenschaften.
• Definition und Erprobung alternativer
Vernetzungssysteme
• Entwicklung boraxfreier Stein-Hall-
Klebstoffe für die Wellpappenherstellung
• Prüfung der Prozessfähigkeit
• Technikumsversuche
• Überführung der Ergebnisse in die
industrielle Praxis (Betriebsversuche bei
Wellpappenherstellern)
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Verkleisterungsverhalten Borax vs. Alternativen
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Wellpappe-Klebkraft-Messgerät (WKM)
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Trennkraft einer Probe als Maß für die
Festigkeit der Klebung
Testliner,
Wellenstoff
25 µl Klebstoff
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Klebefestigkeiten innovativer Stein-Hall-Klebstoffe
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Technikumsversuche – Einfluss Klebstoff und
Geschwindigkeit
• Auf einer Technikumsanlage wurden einseitige Wellpappen bei verschiedenen
Bahngeschwindigkeiten (100, 200 und 300 m/min) hergestellt
• Mit den Borax – Alternativen hergestellte einseitige Wellpappen weisen
mindestens die gleichen Festigkeitseigenschaften auf wie die Referenz mit Borax
• Bereits geringe Leimmengen sind ausreichend, um notwendige Festigkeiten zu
erzielen (Wirtschaftlichkeit!)
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Zusammenfassung und Ausblick
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• Borax wird Stärkeleimen als Additiv zugegeben
• Seit 2011 Verschärfung von Richtlinien zur
Kennzeichnung und Einsatz => Wellpappenindustrie
fordert Alternativen!
• PTS und IFAM entwickeln eine umwelt- und
gesundheitlich unbedenkliche
Wellpappenverklebung
• Im Rahmen eines Screenings konnte eine Alternative
gefunden werden, die den Benchmark Borax
hinsichtlich Klebstoff- und Prozesseigenschaften gut
erfüllt
• Erste Technikumsversuche zeigen keine Auffälligkeiten
hinsichtlich Herstellung und Verarbeitung
• Substituenten weisen gute Festigkeitsparameter auf
• Ausblick: Optimierungsschleife und Betriebsversuche
http://blog.hildebrandt.de/wp-content/uploads/2016/02/1874-gelang-es-erstmals-Wellenpapier-
mit-einem-Deckblatt-zu-einseitiger-Wellpappe-zu-verkleben-heute-Rollenwellpappe.jpg
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Ansprechpartner
Anatoli Davydov
Papiertechnische Stiftung
Heßstr. 134
80797 München
Phone: +49 89 12146 493
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Dr. Peter Bitomsky
Fraunhofer IFAM
Wiener Str. 12
28359 Bremen
Phone: +49 421 2246 467
